Problemy ochrony przed korozją wybranych elementów silników lotniczych

• Autorzy: Swadźba L. , Hetmańczyk M. , Mendala J. , Nawrat G.

Warianty tytułu

EN

Corrosion protection issues of some aircraft engine parts against high temperature degradation

• Konferencja: Ogólnopolska Konferencja Naukowo Techniczna "Antykorozja : systemy-materiały-powłoki" (14 ; 15-17.03.2006 ; Ustroń, Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań procesu niszczenia (degradacji) łopatek turbiny silnika lotniczego, poddanych podczas eksploatacji silnym obciążeniom cieplnym. Łopatki były pokryte warstwami dyfuzyjnymi aluminidkowymi niskoaktywnymi (HTLA) oraz wysokoaktywnymi (LTHA), otrzymanymi metodą kontaktowo-gazową. Warstwa LTHA w stanie wyjściowym przed eksploatacją miała grubość 45 žm i zawierała fazę NiAl o zawartości poniżej 50%at. Al. Warstwa aluminidkowa HTLA zawierała powyżej 50% Al. Powłoki wytworzono na łopatkach turbiny silnika lotniczego wykonanych ze stopu na bazie niklu. Po kompleksowych badaniach naziemnych łopatki przekazano do eksploatacji i po testach silnikowych łopatki zdemontowano i przeprowadzono badania mechanizmów degradacji warstw. Wykazano, że ich niszczenie zachodzi w wyniku korozji na granicach ziarn fazy NiAl. Po osiągnięciu strefy przejściowej następuje odwarstwienie zgorzeliny. W warstwach aluminidkowych wysokoaktywnych atak korozji następuje poprzez wydzielenia bogate w pierwiastki trudnotopliwe oraz poprzez pęknięcia powstające w wyniku zmęczenia cieplnego. Przedstawiono przykłady struktur nowych typów powłok na stopach odlewniczych oraz na monokrystalicznym stopie CMSX-4. Przedstawiono również strukturę powłok aluminidkowych modyfikowanych platyną.

EN

The investigation results of the degradation process of aircraft engine turbine blades during operation which were subjected to strong cyclic thermal load have been presented in the paper. The blades were covered with chromoaluminised diffusion coatings (HTLA) and aluminium coatings (LTHA) using the gas-contact method. The coating in the initial state before operation had a thickness of 45 žm and contained the NiAl phase with a content below 50% at. Al. The aluminium coating above contained 50% at. Al. The coating was formed on the aircraft engine turbine blades made of the Ni base alloy and then after comprehensive laboratory tests they were sent for use. After operation tests the blades were dismounted and subjected to a test of the degradation mechanisms of the chromoaluminised (HTLA) and aluminium (LTHA) coatings. It was shown that the degradation process takes place as a result of corrosion on the grain boundaries of the NiAl phase until the transient zone is achieved and then there is delamination between the scale and transient zone. In the aluminium coatings the corrosion attack took place by precipitates which are rich in high-melting elements and by cracks formed as result of thermal fatigue. The structures of new types of coatings on casting alloys and on a CMSX-4 monocristalline alloy have been presented. Additionally, the structure of platinum modified aluminide coatings has been shown.

Słowa kluczowe

PL

powłoka aluminidkowa; łopatki turbin; stopy żarowytrzymałe

EN

aluminide coatings; high-temperature degradation; turbine blades; Nibase superalluys; degradacja wysokotemperaturowa

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Ochrona przed Korozją
• Rocznik: 2006
• Tom: nr 4
• Strony: 148--152
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., il.

Twórcy

autor

Swadźba L.

autor

Hetmańczyk M.

autor

Mendala J.

autor

Nawrat G.

• Politechnika Śląska, Wydział Inżynierii Materiałowej i Metalurgii,

Bibliografia

• 1. Embly G.T., Russel E.S.: Proc. First Person Inter. Turbine Conference, June 1984, pp.157- 164, Dublin, Ireland, 157-164 (June1984).
• 2. Koul A.K., Immarigeon J.P., Dainty R.V., Patnaik P.C.: Degradation of High Performance Aero-Engine Turbine Blades, in Advanced Materials and Coatings for Combustion Turbines, pp. 69-74, ed. V.P.Swaminathan and N.S.Cheruvu, Published by ASM International Materials Park, Ohio, 1994.
• 3. Patnaik P., Elder J.: Superalloys 88, eds. D.N.Duhl et.al. TMS-AIME, Warrendale, New Jersey, 1988, p.775.
• 4. Au O., Koul A.K. and Immarigeon J.P.: Effect of Coatings on The Mechanical Properties of Ni and Co Base Superalloys, in Advances in High Temperature Structural Materials and Protective Coatings, pp. 237-245, ed. A.K.Koul et. al. National Research Council of Canada, 1994.
• 5. Superalloys II, ed. by Ch.Sims, N.Stoloff, W.Hagel, 1987, s. 33.
• 6. Stringer J.: Surface and Coatings technology, 108-109 (1998) 1-9.
• 7. Goward G.W.: Progres in Coatings for gas turbine airfoils, Surface and Coatings Technology (1998) 73-79.
• 8. Wright I.G. and Pint B.A.: 1st Int.Conf on Industrial Gas Turbine technology, Brussels, Belgium, July 10-11, 2003.
• 9. Smialek J.L.: MaintainingAdhesion of protective Al2O3 scales, JOM, January 2000, 22-25.
• 10. Zhang Y.: Aluminide Coating for Power Generation Applications, Report December18 2003 ORNL /Sub/01-47035/01.
• 11. Zhang Y. et.al: Synthesis and Cyclic Oxidation Behavior of a (Ni,Pt)Al Coating on a Desulfurized Ni-Base Superalloy, Metallurgical and Materials Transaction A, volume 30A, October 1999-2679.
• 12. Levi C.G.: Emerging materials and processes for thermal barrier system, Solid State and Materials Science, 8 (2004) 77-91.