Oxide scale formation on in 792 at early stages of high temperature exposure

• Autorzy: Nowak W. J. , Wierzba P. , Wierzba B. , Sieniawski J.

Identyfikatory

DOI

DOI: 10.2478/amst-2017-0006

Warianty tytułu

PL

Warstwa tlenkowa na podłożu nadstopu IN 792 w początkowym stadium procesu utleniania wysokotemperaturowego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In the present work a commercially available Ni-base superalloy IN 792 was exposed at 1050°C up to 50 hours in Ar+O₂ (20%) for investigation of its oxidation kinetics as well as oxide scale formation. It was observed that the alloy formed chromium rich oxide scale. However, detailed analysis, including glow discharge optical emission spectroscopy (GD-OES) and scanning electron microscopy (SEM) showed that the alloy forms multiphase oxide scale consisting of TiO₂, Cr₂O₃, TiTaO₄ and Al₂O₃. The latter caused Al-depletion from the bulk material, which resulted in dissolution of the γ’ phase and local weakening of the IN 792.

PL

W pracy przedstawiono analizę wyników próby utleniania wysokotemperaturowego nadstopu niklu IN 792 w temperaturze 1050°C, w czasie 50 h w atmosferze Ar+O₂ (20%). Określono kinetykę procesu utleniania oraz scharakteryzowano wytworzoną warstwę tlenków. Analizę składu chemicznego prowadzono metodami emisyjnej spektroskopii optycznej z wyładowaniem jarzeniowym (GD-OES) i elektronowej mikroskopii skaningowej (SEM). Stwierdzono, że na podłożu nadstopu niklu IN 792 tworzy się wielowarstwowa zgorzelina złożona z tlenków TiO₂, Cr₂O₃, TiTaO₄ i Al₂O₃. Wykazano również, że tworzenie się wydzieleń Al₂O₃ powoduje lokalne zubożenie ziarn osnowy stopu w aluminium – składnika fazy umacniającej (Ni₃Al). Prowadzi więc do degradacji tego składnika fazowego mikrostruktury i obniżenia stopnia umocnienia nadstopu IN 792.

Słowa kluczowe

EN

high temperature oxidation; Ni-base superalloy IN 792; oxidation kinetics

PL

korozja wysokotemperaturowa; nadstop niklu IN 792; kinetyka utleniania

• Wydawca: Komitet Budowy Maszyn PAN ; De Gruyter
• Czasopismo: Advances in Manufacturing Science and Technology
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 41, nr 1
• Strony: 65--74
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys.

Twórcy

autor

Nowak W. J.

• Department of Materials Science, Faculty of Mechanical Engineering and Aeronautics, Rzeszow University of Technology, Powstańców Warszawy 12, 35-959 Rzeszow

autor

Wierzba P.

• Department of Materials Science, Faculty of Mechanical Engineering and Aeronautics, Rzeszow University of Technology, Powstańców Warszawy 12, 35-959 Rzeszow

autor

Wierzba B.

• Department of Materials Science, Faculty of Mechanical Engineering and Aeronautics, Rzeszow University of Technology, Powstańców Warszawy 12, 35-959 Rzeszow

autor

Sieniawski J.

• Department of Materials Science, Faculty of Mechanical Engineering and Aeronautics, Rzeszow University of Technology, Powstańców Warszawy 12, 35-959 Rzeszow

Bibliografia

• [1] J.R. DAVIS: ASM Specialty Handbook, Heat Resistant Materials. ASM International – Materials Park, Ohio, 1997.
• [2] C. WAGNER: Reaktionstypen bei der oxydation von legierungen. Zeitschrift für Elektrochemie, 63 (1959) 7, 772-782.
• [3] C.S. GIGGINS, F.S. PETTIT: Oxidation of Ni-Cr-Al alloys between 1000° and 1200°C. Journal of the Electrochemical Society: Solid State Science, 118 (1971) 11, 1782-1790.
• [4] N. BIRKS, G.H. MEIER, F.S. PETTIT, High-temperature oxidation of metals (2nd Edition). Cambridge Univeristy Press, Cambridge, 2006.
• [5] A. JALOWICKA, W. NOWAK, D. NAUMENKO, L. SINGHEISER, W.J. QUADAKKERS: Effect of nickel base superalloy composition on oxidation resistance in SO2 containing, high pO2 environments. Mater. Corros., 65 (2014), 178-187.
• [6] J.P. PFEIFER, H. HOLZBRECHER, W.J. QUADAKKERS, J. SPEIER: Quantitative analysis of oxide films on ODS*-alloys using MCs+-SIMS and e-beam SNMS**. J. Anal.Chem., 346 (1993), 186-191.
• [7] W.J. QUADAKKERS, A. ELSCHNER, W. SPEIER, H. NICKEL: Composition and growth mechanisms of alumina scales on FeCrAl-based alloys determined by SNMS. App. Surf. Sci., 52 (1991), 271-287.
• [8] D. SZELIGA, K. KUBIAK, A. BURBELKO, R. CYGAN, W. ZIAJA: Modelling of grain microstructure of IN-713C casting. Solid State Phenomena, 197 (2013), 83-88.
• [9] W.J. NOWAK, D. NAUMENKO, A. JAŁOWICKA, D.J. YOUNG, V. NISCHWITZ, W.J. QUADAKKERS: Effect of alloy composition on the oxidation-induced boron depletion in cast Ni-base superalloy components. Materials and Corrosion, (2016) DOI: 10.1002/maco.201608837.
• [10] W.J. NOWAK, P. WIERZBA, D. NAUMENKO, W.J. QUADAKKERS, J. SIENIAWSKI: Water vapour effect on high temperature oxidation of superalloy Rene 80. Advances in Manufacturing Science and Technology, 40 (2016) 2, 41-52.
• [11] W.J. QUADAKKERS, D. NAUMENKO, E. WESSEL, V. KOCHUBEY, L. SINGHEISER: Growth rates of alumina scales on FeCrAl alloys. Oxid. Met., 61 (2004) 1/2, 17-37.

Uwagi

PL

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