Stabilność termiczna i dyfuzja wzajemna w powłokach wieloskładnikowych. Modyfikowane platyną powłoki beta-NiAl na superstopach

• Autorzy: Bachorczyk R. , Chan W. , Danielewski M. , Kimar Datta P. , Filipek R. , Fisher G. , Rakowska A.

Warianty tytułu

EN

Thermal stability and interdiffusion in multicomponent coatings Pt modified beta-NiAl coating on superalloys

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy wykorzystano uogólniony model dyfuzji wzajemnej Darkena. Podstawą tego modelu jest stwierdzenie, iż strumień masy każdego ze składników to suma strumienia dyfuzyjnego i strumienia dryftu (unoszenia). Model zastosowano do badanego przypadku dyfuzji w 5-składnikowym układzie stop I powłoka. Odpowiednie warunki brzegowe oraz w zasadzie dowolne warunki początkowe pozwalają na badanie procesów dyfuzji wzajemnej w stopach wieloskładnikowych, np. będących wynikiem obróbki powierzchniowej, termicznej i/lub korozji. Model w szczególności umożliwia przewidywanie zmiany składu utlenianego stopu w warstwie przypowierzchniowej - są to zmiany powstałe w wyniku jego reakcji z otaczającą atmosferą. Co więcej, zaprezentowano równania opisujące proces dyfuzji wzajemnej w ogólnym przypadku, w którym współczynniki dyfuzji składników są funkcją składu, oraz w przypadku, kiedy zachodzą reakcje chemiczne na granicy(ach) pola dyfuzji (dyfuzja wzajemna w układzie otwartym).

EN

The incorporation of Pt in aluminide coatings is known to be effective in improving the high temperature thermal stability and the corrosion resistance of superalloys. The effect of Pt on the diffusion of elements in Pt-aluminide coatings on MAR M002 alloys has been studied at 1173 and 1273 K for various annealing times. The calculated uphill diffusion concentration profiles in the coating/alloy system together with experimental results are presented. The generalized Darken model of interdiffusion has been used in this work. The model stipulates that the total mass flow comprises diffusion and drift fluxes. It is applied in the case of diffusional transport in the 5-component alloy I coating system. The proper boundary conditions make it possible to study interdiffusion in multicomponent alloys, complex coatings and open systems, e.g., the evolution of the alloy composition due to oxidation (concentration profiles in beta-NiAl(Pt) beneath a growing alumina scale. The relaxed initial conditions also allow us to study interdiffusion in non-regular initial conditions. Moreover, the equations describing the interdiffusion processes in the general case where the components' diffusitives vary with composition and the reactions of diffusing components within the diffusion zone are described.

Słowa kluczowe

PL

stabilność termiczna; dyfuzja wzajemna; powłoka wieloskładnikowa; platyna; nikiel; aluminium; superstop; model dyfuzji wzajemnej Darkena

EN

thermal stability; interdiffusion; multicomponent coatings; platinum; aluminide coating; Darken model of interdiffusion

• Wydawca: Wydawnictwo Uniwersytetu Śląskiego
• Czasopismo: Archiwum Nauki o Materiałach
• Rocznik: 1999
• Tom: T. 20, nr 2
• Strony: 95--111
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys.

Twórcy

autor

Bachorczyk R.

• Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceremiki, Akademia Górniczo-Hutnicza, al. Adama Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Chan W.

• University of Northumbria, NE1 8ST Newcastle, UK

autor

Danielewski M.

• Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceremiki, Akademia Górniczo-Hutnicza, al. Adama Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Kimar Datta P.

• University of Northumbria, NE1 8ST Newcastle, UK

autor

Filipek R.

• Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceremiki, Akademia Górniczo-Hutnicza, al. Adama Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Fisher G.

• University of Northumbria, NE1 8ST Newcastle, UK

autor

Rakowska A.

• Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceremiki, Akademia Górniczo-Hutnicza, al. Adama Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

Bibliografia

• [1] T. N. Rhys-Jones, Corrosion Sci, 29, 623 (1989).
• [2] J. E. Morral, M. S. Thompson, Surf. and Coatings Techn., 43/44, 371 (1990).
• [3] M. S. Thompson, J. E. Morral, Acta Met., 34, 2201 (1986).
• [4] M. S. Thompson, J. E. Morral, Met. Trans., 18, 1565 (1987).
• [5] J. E. Morral, Y.-H. Son, M. S. Thompson, Acta Met., 36, 1787 (1988).
• [6] M. K. Stalker, J. E. Morral, Acta Met., 38, 439 (1990).
• [7] Y.-H. Son, J. E. Morral, Met Trans., A, 20, 2299 (1989).
• [8] S. Levine, Met. Trans, A, 9, 1237 (1978).
• [9] J. A. Nesbitt, R. W. Heckel, Met Trans, A,. 18, 1275 (1987).
• [10] K. Holly, M. Danielewski, Sci. Bull. Univ of Mining and Met, Met. and Foundry Eng., 20, 147 (1994).
• [11] M. A. Dayananda, in: Diffusion in Solid Metals and Alloys, H. Mehrer, Editor, Landolt-Börnstein New Series III/26, Springer-Verlag, Berlin 1991 s. 372, 405
• [12] M. Danielewski, K. Holly, W. Krzyżański, Polish J. Chem, 68, 2031 (1994).
• [13] K. Holly, M. Danielewski, Phys. Rev, B, 50, 13336 (1994).
• [14] L. S. Darken, Trans. AIME, 174, 184 (1948).
• [15] M. Danielewski, R. Filipek, J. Comp. Chem., 17, 1497 (1996).
• [16] M. Danielewski, R. Filipek, K. Holly, B. Bożek, Phys. Stat. sol. (a), 145, 339 (1994).
• [17] Wersja demo programu DYFSYM, dostęp do programu w Internecie pod adresem:http://www.ceramika.agh.edu.pl/~rof/interdiffusion/demo.html
• [18] R. Filipek, Dyfuzja wzajemna w jednofazowych układach wieloskładnikowych, Rozprawa doktorska, Kraków 1996.
• [19] L. Onsager, Phys. Rev, 38, 2265 (1931) Verlag, Berlin, 1991, s. 372, 405.