Wpływ powłok SiC na właściwości żaroodporne stali zaworowych

• Autorzy: Gaweł R. , Kyzioł K. , Środa M. , Grzesik Z. , Jurasz Z.

Identyfikatory

DOI

10.15199/40.2017.5.7

Warianty tytułu

EN

Influence of SiC coatings on scaling-resistant properties of valve steels

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań kinetyki utleniania w temperaturze 1173 K trzech gatunków stali zaworowych (X33CrNiMn23-8, X50CrMnNiNbN21-9 i X53CrMnNiN20-8) pokrytych cienką powłoką SiC o grubości 2 mikrometrów. Powłoki uzyskano metodą chemicznego osadzania z fazy gazowej ze wspomaganiem plazmą generowaną przy użyciu fal elektromagnetycznych o częstotliwości radiowej (RF CVD, 13.56 MHz). Stwierdzono, że stale z naniesioną powłoką SiC charakteryzują się większą odpornością na utlenianie od stali nie poddanych modyfikacji powierzchni. Rezultat ten jest wynikiem powstawania na powierzchni badanych materiałów pokrytych powłoką SiC zgorzeliny nie zawierającej w swym składzie tlenków żelaza (Fe3O4 i Fe2O3) o niskich właściwościach ochronnych.

EN

In this work, the results of oxidation kinetics studies performed at 1173 K are presented for three types of valve steels (X33CrNiMn23-8, X50CrMn- NiNbN21-9 and X53CrMnNiN20-8) covered by a thin SiC coating with 2 micrometer thickness. The coatings were obtained via chemical vapour deposition with the help of plasma generated using electromagnetic waves with radio frequency (RF CVD, 13.56 MHz). It was determined that steels with SiC coatings exhibit greater resistance against oxidation than steels without surface modification. This is due to the formation of scales not containing iron oxides (Fe3O4 and Fe2O3) with low protective properties on the surfaces of the materials covered by SiC.

Słowa kluczowe

PL

stale zaworowe; powłoka SiC; utlenianie; warunki izotermiczne

EN

valve steels; SiC coating; oxidation; isothermal conditions

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Ochrona przed Korozją
• Rocznik: 2017
• Tom: nr 5
• Strony: 162--165
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Gaweł R.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, Kraków

autor

Kyzioł K.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, Kraków

autor

Środa M.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, Kraków

autor

Grzesik Z.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, Kraków

autor

Jurasz Z.

• Instytut Badań i Rozwoju Motoryzacji BOSMAL Sp. z o.o., Bielsko-Biała

Bibliografia

• [1] Directive 2003/30/EC of the European Parliament and of the Council of 8 May 2003 on the Promotion of the use of biofuels or other renewable fuels for transport, Official Journal of the European Union, 2003, L 123/43–46.
• [2] Rozporządzenie Rady Ministrow z dnia 15 czerwca 2007 r. w sprawie Narodowych Celow Wskaźnikowych na lata 2008–2013, Dziennik Ustaw Rzeczypospolitej Polskiej, Nr 110, poz. 757, Warszawa, dnia 25 czerwca 2007.
• [3] Raport branży motoryzacyjnej za 2011, s. 17, Warszawa 2012.
• [4] Agarwal Avinash Kumar. 2007. „Biofuels (alcohols and biodiesel) applications as fuels for internal combustion engines”. Progress in Energy and Combustion Science, 33 : 233–271.
• [5] Bai Ching-Yuan, Yi-Jun Luo, Chun-Hao Koo. 2004. „Improvement of high temperature oxidation and corrosion resistance of superalloy IN-738LC by pack cementation”. Surface and Coatings Technology 183 : 74–88.
• [6] Domankonda Vinay Kumar, Ravi Kumar Puli. 2012. „Application of Thermal Barrier Coatings in Diesel Engines: a Review”. Energy and Power 2 (1) : 9–17.
• [7] Gao Wei, Zhengwei Li. 2008. Developments in high-temperature corrosion and protection of materials. Cambridge, England: Woodhead Publishing Limited.
• [8] Grzesik Zbigniew, Grzegorz Smola, Krzysztof Adamaszek, Zbigniew Jurasz, Stanislaw Mrowec. 2013. „High Temperature corrosion of valve steels in combustion gases of petrol containing ethanol addition”, Corrosion Science 77 : 369–374.
• [9] Grzesik Zbigniew, Grzegorz Smola, Krzysztof Adamaszek, Zbigniew Jurasz, Stanislaw Mrowec. 2013. „Thermal shock corrosion of valve steels utilized in automobile industry”. Oxidation of Metals 80 (1–2) : 147–159.
• [10] Grzesik Zbigniew, Zbigniew Jurasz, Krzysztof Adamaszek, Stanislaw Mrowec. 2012. „Oxidation Kinetics of Steels Utilized in the Production of Valves in Automobile Industry”. High Temperature Material Processes 31(6) : 775–779.
• [11] Hayashi Shigenari, Brian Gleeson. 2005. „Effects of Pt on the short-term oxidation behavior of γ-Ni+γ′-Ni3Al alloys”. Materials at High Temperatures 22 (3–4) : 321–328.
• [12] Kovařik Ondřej, Petr Haušild, Jan Siegl, Jiři Matějiček, Vadim Davydov. 2014. „Fatigue life of layered metallic and ceramic plasma sprayed coatings”. Procedia Materials Science 3 : 586–591.
• [13] Lillerud Karl Petter, Per Kofstad. 1980. „On High Temperature Oxidation of Chromium”. Journal of the Electrochemical Society 127 (11) : 2397–2410.
• [14] Mrowec Stanislaw, Zbigniew Grzesik. 2004. „Oxidation of nickel and transport of nickel oxide. Journal of Physics and Chemistry of Solids 65 (10) : 1651–1657.
• [15] Narita Toshio, Takeshi Izumi, Takumi Nishimoto, Yoshimitsu Shibata, Kemas Zaini Thosin, Shigenari Hayashi. 2006. „Advanced Coatings on High Temperature Applications”. Materials Science Forum 522–523 : 1–14.
• [16] Park Jung-Hwan, Hyun-Gil Kim, Jeong-Yong Park, Yang-Il Jung, Dong-Joon Park, Yang-Hyun Koo. 2015. „High temperature steam-oxidation behavior of arc ion plated Cr coatings for accident tolerant fuel claddings”. Surface and Coatings Technology 280 : 256–259.
• [17] Quan Cheng, Yedong He, Jin Zhang. 2016. „High temperature oxidation behavior of a novel Ni−Cr binary alloy coating prepared by cathode plasma electrolytic deposition”. Surface and Coatings Technology 292 : 11–16.
• [18] Rajendran R. 2012. „Gas turbine coatings – An overview”. Engineering Failure Analysis 26 : 355–369.
• [19] Sandra Fabien, Anthony Ballestero, Van Lam NGuyen, Michail N. Tsampas, Philippe Vernoux, Corneliu Balan, Yuji Iwamoto, Umit B Demirci, Philippe Miele, Samuel Bernard. 2016. „Silicon carbide-based membranes with high soot particle filtration efficiency, durability and catalytic activity for CO/HC oxidation and soot combustion”. Journal of Membrane Science 501 : 79–92.
• [20] Saravanan S., M. Ravichandran, V. Balasubramaniyan. 2016. „Comparison Studies on Effect of Thermal Spray Coating in Internal Combustion Engine”. Mechanics and Mechanical Engineering 20(1) : 23–32.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).