Możliwości symulowania dyfuzji wzajemnej w układach wieloskładnikowych na przykładzie powłok beta-NiAl na superstopie MAR M002.

• Autorzy: Bachorczyk R. , Danielewski M. , Datta S. , Filipek R. , Rakowska A.

Warianty tytułu

EN

Possibilities of mutual diffusion simulation in multicomponent systems based on beta-NiAl coatings on superalloy MAR M002.

• Konferencja: IV Ogólnopolska Konferencja Naukowa 'Obróbka powierzchniowa', 5-8 października 1999 r., Kule k/Częstochowy
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Platyna jest efektywnym modyfikatorem właściwości szeregu powłok żaroodpornych, poprawia ich stabilność termiczną i żaroodporność. Badano wpływ Pt na procesy dyfuzji w parze dyfuzyjnej beta-NiAl(Pt)Isuperstop w temperaturach 1173, 1273 i 1373 K, i dla różnych czasów wyżarzania. W pracy wykorzystany został uogólniony model dyfuzji wzajemnej Darkena. Podstawą tego modelu jest postulat, iż strumień masy każdego ze składników jest sumą strumienia dyfuzyjnego i strumienia dryftu (unoszenia). Model zastosowano dla badanego przypadku dyfuzji w wieloskładnikowym układzie beta-NiAl(Pt)IMAR M002. Odpowiednie warunki brzegowe oraz praktycznie dowolne warunki początkowe pozwalają na badanie procesów dyfuzji wzajemnej w stopach wieloskładnikowych, np. będących wynikiem obróbki powierzchniowej, termicznej i/lub korozji. Model pozwala w szczególności przewidywać zmiany składu utlenianego stopu w jego warstwie przypowierzchniowej - zmiany będące wynikiem jego reakcji z otaczającą atmosferą.

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, 1273, 1373 K for various annealing times. The generalized Darken model of interdiffusion has been used in this work. The model is based on the postulate that the total mass flow is a sum of the diffusion and the drift fluxes. It is applied for the case of diffusional transport in the multicomponent beta-NiAl(Pt)MAR M002 system. The proper boundary conditions allow to study interdiffusion in multicomponent alloys, complex coatings and in open systems e.g., the evolution of the alloy composition due to oxidation (concentration profiles in - NiAl(Pt) beneth a growing alumina scale. The relaxed initial conditions also allow to study interdiffusion in non-regular initial conditions.

Słowa kluczowe

PL

dyfuzja wzajemna; symulacja; układ wieloskładnikowy; aluminidek; powłoka; nadstop; stabilność termiczna; żaroodporność; odporność korozyjna; model dyfuzji wzajemnej Darkena

EN

mutual diffusion; simulation; multicomponent system; aluminide; coating; superalloy; thermal stability; corrosion resistance; Darken model of interdiffusion

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 1999
• Tom: R. XX, nr 5
• Strony: 527--530
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Bachorczyk R.

• Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, AGH, Kraków

autor

Danielewski M.

• Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, AGH, Kraków

autor

Datta S.

• University of Northumbria, NE1 8ST Newcastle, UK

autor

Filipek R.

• Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, AGH, Kraków

autor

Rakowska A.

• Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, AGH, Kraków

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

Bibliografia

• [1] Rhys-Jones, T. N., Corrosion Sci., "Coatings for Blade and Vane Applications in Gas Turbines", 29 ( 1989) 623.
• [2] Levine S., Metali. Trans. A, "Reaction Diffusion in the NiCrAl and CoCrAI Systems", 9 ( 1978) 1237.
• [3] Morral J. E. And Thompson M. S., Surf. And Coatings Techn. "lnterdiffusion and Coating Design", 43/44 (1990) 371.
• [4] Morral J. E., Son Y.-H. and Thompson M. S., Acta Metall ,” A Model for the Kirkendall Effect",36 (1988) 1971.
• [5] Son, Y.-H., and Morral J. E., Metall. Trans. A, "The Effect of Composition on Marker Movement and Kirkendall Porosity in Ternary Alloys", 20 (1989) 2299.
• [6] Nesbitt, J. A. and Heckel, R. W., Metall. Trans A "Predicting , Diffusion Paths and Interface Motion in y/y+ß, Ni-Cr-Al Diffusion Couples", 18 ( 1987) 2087.
• [7] Holly, K. and Danielewski, M., Sci. Bull. Univ. of Mining and Metall., Metall. and Foundry Eng., "lnterdiffusion Solid Free Boundary Problem for r-Component (r≥2) One Dimensional Mixture Showing Constant Concentration", 20 ( 1994) 147.
• [8] Damelewski, M., Holly, K. and Krzyżański W., Polish J. Chem., "lnterdiffusion in r-Component (r≥2) One Dimensional Mixture Showing Constant Concentration", 68 (1994) 2031.
• [9] Holly, K. and Danielewski M., Phys. Rev. B, "lnterdijfusion and Free-Boundary Problem for r-Component (r≥2) One Dimensional Mixture Showing Constant Concentration " 50 (1994) 13336.
• [10] Onsager, L., Phys. Rev., "Reciprocal Relations in lrreversible Processes, II", 38 (1931) 2256.
• [11] Dayananda, M . A., in Diffusion in Solid Metals and Alloys, H. Mehrer, Editor, Landolt-Börnstein New Series III/26, Springer Verlag, Berlin, 1991, pp. 372,405.
• [12] Darken, L. S., Trans. AIME, "Diffusion, Mobility and Their Interrelation , Trough Free Energy in Binary Metallic Systems " 174 (1948) 184.
• [13) Danielewski, M. and Filipek, R., J. Comp. Chem., "Generalized Solution of lnterdiffusion Problem: Optimal Approach for Multicomponent Bounded Systems", 17 (1996) 1497.
• [14] Danielewski, M., Filipek, R., Holly K. and Bożek,B., phys. stat. sol. (a), "lnterdiffusion in Multicomponent Solid Solutions. The Mathematical Model forThin Films", 145 (1994) 339.
• [15] Filipek, R., "Dyfuzja wzajemna w jednofazowych układach wieloskładnikowych ", rozprawa doktorska, Kraków 1996.