Microstructure and corrosion resistance of hf-modified NiAl layers on nickel based superalloy Ni-Cr-Co-Mo-2Ti-1.5Al

• Autorzy: Zagórska M. , Sitek R. , Kamiński J. , Matysiak H. , Kurzydłowski K.

Warianty tytułu

PL

Mikrostruktura i odporność korozyjna warstw NiAl modyfikowanych Hf naniesionych na nadstopach Ni-Cr-Co-Mo-2Ti-1,5Al

• Konferencja: Międzynarodowa Konferencja MiInnovative Manufacturing Technology IMT 2014
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Article discusses examination of aluminizing and Hf modification impact on the microstructure and corrosion resistance of manufactured layers with use of CVD method on a substrate of nickel based superalloyNi-Cr-Co-Mo-2Ti-1.5Al. The effect of modification process on microstructure, phase and chemical composition and corrosion resistance of manufactured layers was examined. Corrosion resistance of base material and material with protective layers was also compared. The effect of Hf modifications on surface morphology and thickness of layers and corrosion resistance of substrate was demonstrated.

PL

Warstwy ochronne na bazie międzymetalicznej fazy NiAl stosowane są powszechnie do poprawy odporności na utlenianie wysokotemperaturowe odpowiedzialnych elementów turbin silników lotniczych. W pracy omówiono wyniki badań właściwości warstw NiAl oraz warstw NiAl modyfikowanych Hf oraz ich wpływu na mikrostrukturę podłoża - nadstopu niklu Ni-Cr-Co-Mo-2Ti-1,5Al. Procesy aluminiowania realizowano metodą CVD w atmosferze wodoru jako gazu nośnego. Przeprowadzono obserwacje mikrostruktury warstw oraz podłoża, badania składu chemicznego i fazowego warstw. Stwierdzono, że wytworzone warstwy wykazują ciągłość na całej powierzchni próbek, stabilność składu chemicznego i fazowego oraz nie wpływają na mikrostrukturę stopu.

Słowa kluczowe

EN

superalloy; NiAl layer; intermetallic layer; oxidation; layer modification; microstructure; corrosion resistance; phase composition

PL

nadstop; warstwa NiAl; warstwa na bazie fazy międzymetalicznej; utlenianie; modyfikacja warstwy; mikrostruktura; odporność korozyjna; skład fazowy

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Mechanik
• Rocznik: 2015
• Tom: R. 88, nr 2CD
• Strony: 307--315
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Zagórska M.

• Faculty of Materials Science and Engineering, Warsaw University of Technology, Woloska 141, 02-507 Warsaw, Poland

autor

Sitek R.

• Faculty of Materials Science and Engineering, Warsaw University of Technology, Woloska 141, 02-507 Warsaw, Poland

autor

Kamiński J.

• Faculty of Materials Science and Engineering, Warsaw University of Technology, Woloska 141, 02-507 Warsaw, Poland

autor

Matysiak H.

• Functional Materials Research Centre, Warsaw University of Technology, Woloska 141, 02-507 Warsaw, Poland

autor

Kurzydłowski K.

• Faculty of Materials Science and Engineering, Warsaw University of Technology, Woloska 141, 02-507 Warsaw, Poland

Bibliografia

• [1] MASSALSKI T., Binary Alloy Phase Diagrams, ASM International, 1990 (2nd edition).
• [2] FEDORISCHEVA M.V., Sergeev V.P., Popova N.A., Kozlov E.V., Temperature effect on microstructure and mechanicalproperties of the nano-structured Ni3Al coating. Materials Science and Engineering A, 483-484 (2008), 644-647.
• [3] DAROLIA R., Ductility and fracture toughness issues related to implementation of NiAl for gas turbine applications, Intermetallics 8 (2000), 1321-1327.
• [4] OZDEMIR O., S. Zeytin, C. Bindal, A study on NiAl produced by pressure-assisted combustion synthesis, Vacuum 84 (2010), 430-437.
• [5] TACIKOWSKI M., R. Sitek, K. Sikorski, T. Wierzchoń, Structure of Al–Ni intermetallic composite layers produced on the Inconel 600 by the glow discharge enhanced-PACVD method, Intermetallics 17 (2009), 1098-1104.
• [6] MIURA S., HONG Y.-M., SUZUKI T., MISHIMA Y., Liquidus and solidus temperatures of Ni-solid solution in Ni-Al-X (X: Ti. Zr. and Hf) ternary systems, Journal of Phase Equilibria 20 (1999), 193-198.
• [7] HAMADI S., M.-P. BACOS, M. POULAIN, A. SEYEUX, V. MAURICE, P. MARCUS, Oxidation resistance of a Zr-doped NiAl coating thermochemically deposited on a nickel-based superalloy, Surface & Coatings Technology 204 (2009), 756-760.
• [8] HAMADI S., M.-P. BACOS, M. POULAIN, S. ZANNA, V. MAURICE, P. MARCUS, Short-time oxidation of a NiAl(Zr) bond coat thermochemically deposited on a nickel-based superalloy, Materials Science Forum 595-598 (2008), 95-100.
• [9] YAN K., H.GUO, S. GONG, High-temperature oxidation behavior of minor Hf doped NiAl alloy in dry and humid atmospheres, Corrosion Science 75 (2013), 337–344.
• [10] PINT B. A.. M. TRESKA. ,L. W. HOBBST: The Effect of Various Oxide Dispersions on the Phase Composition and Morphology of A1203 Scales Grown on p-NiA1. Oxidation of Metals. Vol. 47. Nos. 1/2. 1997.
• [11] PINT B. A., The role of chemical composition on the oxidation performance of aluminide coatings, Surface & Coatings Technology 188–189 (2004) 71– 78.
• [12] COCHARDT A. W., W. TOWNSHIP, US patent 3005705 (1961).
• [13] GIGGINS C.S. Jr., B.H. KEAR, US Patent 3993454 (1976).
• [14] LI D., H. GUO, D. WANG, T. ZHANG, S. GONG, H. XU, Cyclic oxidation of b-NiAl with various reactive element dopants at 1200 C, Corrosion Science 66 (2013) 125–135.
• [15] GUO H., Y. CUI, H. PENG, S. GONG, Improved cyclic oxidation resistance of electron beam physical vapor deposited nano-oxide dispersed b-NiAl coatings for Hf-containing superalloy, Corrosion Science 52 (2010) 1440–1446.
• [16] GUO H., L. SUN, H. LI, S. GONG, High temperature oxidation behavior of hafnium modified NiAl bond coat in EB-PVD thermal barrier coating system, Thin Solid Films 516 (2008) 5732–5735.
• [17] PIKE L.M., Long Term Thermal Exposure of Haynes 282 Alloy, In Proceedings of the 7th International Symposium on Superalloy 718 and Derivatives, Pittsburgh, PA, USA, 10–13 October 2010; Ott. E.A., Groh. J.R., Banik. A., Dempster. I., Gabb. T.P., Helmink. R., Liu. X., Mitchell. A., Sjöberg. G.P., Wusatowska-Sarnek A., Eds.; The Minerals, Metals and Materials Society: Warrendale, PA, USA, 2010; pp. 645–660.
• [18] SOBCZAK N., PIROWSKI Z., PURGERT. R.M., UHL. W., JASKOWIEC K., SOBCZAK. J.J, Castability of HAYNES 282 Alloy, In Proceeding of Workshop “Advanced Ultrasupercritical Coal-Fired Power Plants”, Vienna, Austria, 19–20 September 2012.
• [19] JABLONSKI P.D., HAWK J.A., COWEN C.J., MAZIASZ P.J., Processing of advanced cast alloys for A-USC steam turbine applications, J. Miner. Metals Mater. Soc, 2012, 64, 271–279.
• [20] ANDERSSON J., SJÖBERG G., CHATURVEDI M., Hot Ductility Study of HAYNES® 282® Superalloy, In Proceedings of the 7th International Symposium on Superalloy 718 and Derivatives, Pittsburgh, PA, USA, 10–13 October 2010; Ott. E.A., Groh. J.R., Banik. A., Dempster. I., Gabb. T.P., Helmink. R., Liu. X., Mitchell. A., Sjöberg. G.P., Wusatowska-Sarnek. A., Eds., The Minerals. Metals and Materials Society: Warrendale, PA, USA, 2010; pp. 539–554.