بررسی رفتار اکسیداسیون چرخه‌ای و خوردگی داغ CoNiCrAlYSi نانو ساختار پوشش داده شده به روش HVOF

الموضوعات : فصلنامه علمی - پژوهشی مواد نوین

امیرحسین یقطین ¹ , سیروس جوادپور ² , محمد حسین شریعت ³

1 - دانشجوی دکتری مهندسی مواد دانشگاه شیراز.
2 - استاد گروه مهندسی مواد داشگاه شیراز.
3 - استاد گروه مهندسی مواد داشگاه شیراز.

تاريخ الإرسال : 20 السبت , ربيع الثاني, 1437 تاريخ التأكيد : 20 السبت , ربيع الثاني, 1437 تاريخ الإصدار : 11 الخميس , ربيع الثاني, 1437

الکلمات المفتاحية: CoNiCrAlYSi, آسیاب‌کاری برودتی, اکسیداسیون چرخه‌ای, خوردگی داغ, HVOF,

ملخص المقالة :

در این پژوهش رفتار اکسیداسیون چرخه‌ای و خوردگی داغ پوشش‌های CoNiCrAlYSi نانوساختار اعمالی به روش پاشش حرارتی HVOF مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور، پودر اولیه CoNiCrAlYSi برای رسیدن به ابعاد نانو مورد آسیاب‌کاری برودتی قرار گرفته و با استفاده از روش HVOF پوشش نانوساختار ایجاد شد. به‌کمک آزمون‌های اکسیداسیون چرخه‌ای و خوردگی داغ، مقاومت پوشش‌ها مورد ارزیابی قرار گرفت. هم­چنین، تغییرات ریزساختار و آنالیز فازی پوشش‌ها حین آزمون‌ها به وسیله SEM و XRD بررسی شد. عمر مفید پوشش در آزمون‌های اکسیداسیون چرخه‌ای و خوردگی داغ به‌ترتیب 115 دوره و 700 ساعت تعیین شد. افزایش عمر پوشش‌های نانوساختار نسبت به پوشش‌های معمول به دلیل حضور ذرات اکسیدی     α-Al₂O₃ در پودر آسیاب‌کاری برودتی شده و افزایش نفوذ آلومینیم از میان مرز دانه‌ی پوشش بوده که شرایط مساعدی را جهت تشکیل لایه پیوسته و محافظ  α-Al₂O₃روی سطح پوشش فراهم می‌آورد.

المصادر:

 

1-M.Hetmańczyk, L.Swadźba and B.Mendala, “Advanced Materials and Protective Coatings in Aero-engines application”, Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering, Vol. 24 (1), pp. 372-381, 2007.

2- M. J. Pomeroy, “Coatings for gas Turbine Materials and Long Terms Stability Issues”, Materials and Design, Vol. 26, pp. 223-231, 2005.

3- J. Wigren and L. Pejryd, “Thermal Barrier Coatings-Why, How, Where and Where to”, Proceedings of 15th International Thermal Spray Conference, Edited by Coddet, France, pp. 1531-1542, 1998.

4-K.Ma andJ. M. Schoenung, “Influence of Cryomilling on the Microstructural Features in HVOF-Sprayed NiCrAlY bond coats for Thermal Barrier Coatings: Creation of a Homogeneous Distribution of Nano Scaledispersoids”, Philosophical Magazine Letters, Vol. 90 (10), pp. 739–751, 2010.

 

5- T.A. Taylor and P.N. Walsh, “Thermal Expansion of MCrAlY Alloys”, Surface and Coatings Technology, Volumes 177–178,pp. 24-31, 2004.

6-K.Ma andJ. M. Schoenung, “Isothermal Oxidation Behavior of Cryomilled NiCrAlY Bond Coat: Homogeneity and Growth rate of TGO”, Surface & Coatings Technology, Vol. 205, pp.5178-5185, 2011.

7- A.G. Evans, D.R. Clarke and C.G. Levi, “The Influence of Oxides on the Performance of Advanced Gas Turbines”, Journal of the European Ceramic Society, Vol. 28, pp. 1405-1419, 2008.

8- A.G. Evans, D.R. Mumm, J.W. Hutchinson, G.H. Meier and F.S. Pettit, “Mechanisms Controlling the Durability of thermal Barrier Coatings”, Progress in Materials Science, Vol. 46, pp. 505-553, 2001.

9- D.Mercier, B. D.Gauntt andM.Brochu, “Thermal Stability and Oxidation Behavior of Nano Structured NiCoCrAlY Coatings”, Surface & Coatings Technology, Vol. 205, pp. 4162–4168, 2011.

10- H.Lou, F.Wang, S.Zhu, B.Xia andL. Zhang, “Oxide formation of K38G superalloy and its sputtered' micrograined coating”, Surface & Coatings Technology, Vol. 63, pp. 105-114, 1994.

11- Q. Zhang, C. J. Li, C. X. Li, G. J. Yang and S. C. Lui, “Study of oxidationbehavior of nanostructured NiCrAlY Bond Coatings Deposited by Cold Spraying”, Surface and Coatings Technology, Vol. 202, pp. 3378–3384, 2008.

12-F.Tang, L.Ajdelsztajn and J. M. Schoenung, “Influence of Cryomilling on the Morphologyand Composition of the Oxide Scales Formed on HVOF CoNiCrAlY Coatings,”Oxidation of Metals, Vol. 61, pp. 219-238, 2004.

13-L.Ajdelsztajn, J. A.Picas, G. E.Kim, F. L.Bastian, J.Schoenungand V.Provenzano, “Oxidation Behavior of HVOF sprayed Nano Crystalline NiCrAlY Powder”, Materials Science and Engineering A, Vol. 338, pp. 33-43, 2002.

14- J. A.Picas, A.Forn, L.Ajdelsztajn and J. Schoenung, “Nano CrystallineNiCrAlY powder Synthesis by Mechanical Cryomilling,” Powder Technology, Vol. 148, pp. 20–23, 2004.

15- K. E. Schneider, V. Belashchenko, M. Dratwinski, S. Siegmann and A. Zagorski, “Thermal Spray for Power Generation Components”, John Wiley & Sons, New York, 2008.

16-J.Stoke,“The Theory and Application of the HVOF Thermal Spray Process”, Dublin City University, 2008.

17-M.Mohammadi, S.Javadpour, A. Kobayashi, S. A.JenabaliJahromi andK.Shirvani, “Thermal shock properties and Microstructure Investigation of LVPS and HVOF-CoNiCrAlYSi Coatings on the IN738LC Superalloy”, Vacuum, Vol. 88, pp. 124-129, 2012.

18- M. Mohammadi, S. Javadpour, A. Kobayashi, S.A. JenabaliJahromi and K. Shirvani, “Thermal Shock Properties and Microstructure Investigation of LVPS and HVOF-CoNiCrAlYSi Coatings on the IN738LC Superalloy”, Vacuum, Vol. 88, pp. 124-129, 2013.

19- A.H. Yaghtin, S. Javadpour and M.H. Shariat, “Hot Corrosion of Nano Structured CoNiCrAlYSi Coatings Deposited by High Velocity Oxy Fuel Process”, Journal of Alloys and Compounds 584 , 303–307, 2014.