رفتار شوک حرارتی پوشش‌های سد حرارتی YSZ، /YSZ مولایت و پوشش گرادیانی /YSZ مولایت بر روی سوپر آلیاژ پایه نیکل تهیه شده با روش اسپری پلاسمایی (APS)
محورهای موضوعی : سرامیک ها و مواد نسوز
نادر سلطانی
1
(پژوهشگاه مواد و انرژی)
ایمان مباشرپور
2
(پژوهشکده سرامیک، پژوهشگاه مواد و انرژی، کرج، ایران)
اسماعیل صلاحی
3
(پژوهشگاه مواد و انرژی)
علی صداقت آهنگری
4
(پژوهشگاه مواد و انرژی)
کلید واژه: مولایت, سوپر آلیاژ پایه نیکل, پوشش های سد حرارتی, اسپری پلاسمایی, زیرکونیا پایدار شده با ایتریا,
چکیده مقاله :
در این پژوهش رفتار شوک حرارتی ، سه نوع پوشش سد حرارتی زیرکونیای پایدار شده با ایتریا (YSZ) ، پوشش لایه‌ای زیرکونیای پایدار شده با ایتریا و پوشش مولایت (YSZ/Mullie) و پوشش گرادیانی از زیرکونیای پایدار شده با ایتریا و مولایت (YSZ/Mullie) بر روی سوپر آلیاژ پایه نیکل اینکونل 738 کم کربن به همراه لایه میانی پوشش داده شده با روش اسپری پلاسمایی مقایسه شد. با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی(SEM)، و پراش اشعه ایکس(XRD)، بررسی ریزساختار و آنالیز فازی انجام شد. درصد تخلخل و شوک پذیری پوشش‌ها در دمای °C1100 مورد بررسی و مقایسه قرار گرفت. نتایج نشان داد که با افزایش مولایت به صورت لایه‌ای و گرادیانی بر روی پوشش YSZ از میزان حفرات و تخلخل ها کاسته می‌شود که این پدیده به علت افزایش مقادیر ذرات ذوب شده مولایت می‌باشد. درصد تخلخل مربوط به پوشش لایه‌ای و گرادیانی از مولایت به ترتیب برابر با 8 و 5/3 درصد به دست آمد. با استفاده از نتایج آزمون شوک حرارتی مشخص شد طول عمر پوشش لایه‌ای از مولایت از پوشش گرادیانی مولایت و پوششYSZ بیشتر است. بیشینه طول عمر پوشش لایه‌ای از مولایت هفتاد سیکل ده دقیقه ای در کوره با دمای °C1100 ثبت شد. در شرایط آزمون شوک حرارتی طول عمر پوشش‌های گرادیانی و YSZ به ترتیب 60 و 25 سیکل اندازه گیری شد. پوشش‌های گرادیانی از مولایت در شوک حرارتی درصد انقباض بیشتری را نسبت به پوشش لایه‌ای مولایت از خود نشان دادند.
In this research, thermal shock behavior, three types of yttria-stabilized zirconia (YSZ), yttria-stabilized zirconia and mullite coating (YSZ/Mullite) and gradient coating of yttria-stabilized zirconia and mullite (YSZ/Mullite) thermal barrier coatings on Inconel 738 low carbon nickel base superalloy along with bond coated by plasma spray method was compared.Using scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD), microstructure and phase analysis were done. The percentage of porosity and thermal shock of coatings at 1100°C temperature was investigated and compared. The results showed that with the increase of mullite in layer and gradient on YSZ coatings, the number of holes and porosity decreases, which is due to the increase in the amount of melted mullite particles. The percentage of porosity related to layer and gradient coating of mullite was obtained as 8 and 3.5% respectively. Using the results of the thermal shock test, it was determined that the lifetime of the mullite layer coating is longer than the mullite gradient coating and the YSZ coating. The maximum lifespan of the layered coating of mullite was recorded as 70 cycles of 10 minutes in a furnace with a temperature of 1100°C. The gradient coatings of mullite showed a higher percentage of shrinkage in thermal shock than the layered mullite coating.
_||_