High-temperature oxidation of Fe40Al5Cr0.2ZrB and TiAl intermetallic phase alloys

• Autorzy: Cebulski Janusz

Identyfikatory

DOI

10.15199/40.2023.6.2

Warianty tytułu

PL

Wysokotemperaturowe utlenianie stopów na osnowie fazy międzymetalicznej Fe40Al5Cr0,2ZrB i TiAl

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

A comparison of high-temperature corrosion resistance was carried out between Fe40Al5Cr0.2ZrB intermetallic phase-based alloy and TiAl alloy by annealing in air at 1000°C for 50 h, 100 h, 200 h, and 500 h. The extent of oxide scale formation on the surface of both alloys was determined and related to the initial surface condition before the oxidation process. The surfaces of both materials were analyzed and compared after the same annealing time. The surface condition before and after oxidation was examined using a stereoscopic microscope. The kinetics of the oxidation process at 1000°C over a period of 500 h were determined. Samples after oxidation were observed using a Hitachi S-4200 scanning electron microscope. Additionally, energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS) was performed to analyze the chemical composition of all tested samples of both materials after oxidation. The relationship between the occurrence of corrosion products for each of the tested materials and the annealing time was demonstrated.

PL

W pracy dokonano porównania odporności na korozję wysokotemperaturową stopu na osnowie fazy międzymetalicznej Fe40Al5Cr0,2ZrB i stopu TiAl poprzez wyżarzanie w powietrzu w temperaturze 1000°C przez 50 h, 100 h, 200 h i 500 h. Określono powierzchnię zgorzeliny tlenkowej obu stopów i odniesiono te dane do stanu powierzchni przed procesem utleniania. Przeanalizowano i porównano powierzchnie obu materiałów po jednakowym czasie wyżarzania. Badania stanu powierzchni przed utlenianiem i po utlenianiu wykonano za pomocą mikroskopu stereoskopowego. Wyznaczono kinetykę procesu utleniania w temperaturze 1000°C w czasie 500 h. Próbki po procesie utleniania obserwowano przy użyciu elektronowego mikroskopu skaningowego Hitachi S-4200. Przeprowadzono również mikroanalizę rentgenowską składu chemicznego (EDS) wszystkich badanych próbek obu materiałów po utlenianiu. Wykazano zależność między występowaniem produktów korozji każdego z badanych materiałów a czasem wyżarzania.

Słowa kluczowe

EN

FeAl; TiAl; corrosion; high-temperature corrosion; scale; Al2O3 oxide

PL

FeAl; TiAl; korozja; korozja wysokotemperaturowa; zgorzelina; tlenek Al2O3

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Ochrona przed Korozją
• Rocznik: 2023
• Tom: nr 6
• Strony: 170--174
• Opis fizyczny: Bibliogr., 10 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Cebulski Janusz

• Silesian University of Technology, Faculty of Materials Engineering, Katowice, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-3813-8705

Bibliografia

• [1] A. Gil. 2009. Wysokotemperaturowa korozja stopów TiAl. Kraków: Wydawnictwo Naukowe Akapit.
• [2] R. Viswanathan, R. Purget, U. Rao. 2002. Materials for Ultra-Supercritical Coal-Fired Power Plants. In: J. Lecomte-Beckers, M. Carton, F. Schubert, P.J. Ennis (eds.). Materials for Advanced Power Engineering 2002: Proceedings of the 7th Liège Conference. Jülich, Germany: Forschungszentrum Jülich.
• [3] S. Jóźwiak. Aluminki żelaza. Sekwencja przemian fazowych w procesie nieizotermicznego spiekania proszków żelaza i aluminium. Warszawa: Bel Studio.
• [4] J. Cebulski, D. Pasek, M. Bik, K. Świerczek, P. Jeleń, K. Mroczka, J. Dąbrowa, M. Zajusz, J. Wyrwa, M. Sitarz. 2020. “In-Situ XRD Investigations of FeAl Intermetallic Phase-Based Alloy Oxidation”. Corrosion Science 164: 108344. DOI: 10.1016/j.corsci.2019.108344.
• [5] E. Godlewska, R. Mania, S. Szczepanik. 1999. “Selected Properties of Fe-Al Intermetallics Prepared by Various Processing Routes”. Proceedings of International Conference on Environmental Degradation of Engineering Materials. Gdańsk–Jurata.
• [6] M. Rozmus. 2006. Mechaniczne wytwarzanie stopów na osnowie faz międzymetalicznych z układu Ti-Al-Nb i ich charakterystyka. Rozprawa doktorska. Kraków: Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej.
• [7] K. Mamerski. 2022. High-Temperature Corrosion Resistance of Fe-Al, Ti-Al Intermetallic Phase Matrix Alloys. Master’s thesis. Katowice: Silesian University of Technology, Faculty of Materials Engineering.
• [8] D. Pasek. 2021. Utlenianie stopu na osnowie fazy międzymetalicznej FeAl w powietrzu i parze wodnej. Rozprawa doktorska. Katowice: Politechnika Śląska.
• [9] M. Homa. 2008. „Żaroodporność i żarowytrzymałość stali typu Fe-Cr-Al w warunkach utleniających; aktualny stan i perspektywy badań”. Prace Instytutu Odlewnictwa 48(3): 57–85.
• [10] B. Surowska. 2002. Wybrane zagadnienia z korozji i ochrony przed korozją. Lublin: Politechnika Lubelska. http://www.bc.pollub.pl/Content/254/korozja.pdf (dostęp: listopad 2022).

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).