Wpływ zawartości krzemu na odpornosć na utlenianie izotermiczne powłok aluminidkowych uzyskanych z zawiesin Al-Si na w stopie TiAlNb

• Autorzy: Góral M. , Moskal G. , Swadźba L. , Supernak W.

Warianty tytułu

EN

The influence of silicon on oxidation resistance of aluminide deposited on TiAlNb intermetallic alloy by slurry method

• Konferencja: Ogólnopolska Konferencja "Nowoczesne Technologie w Inżynierii Powierzchni" (III; 3-6.10.2006; Łódź-Spała, Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Jedną z metod wytwarzania powłok aluminidkowych na stopach żarowytrzymałych jest pokrywanie wodną zawiesiną zawierającą proszki metali Al i Si. Powłokę uzyskuje się poprzez zanurzanie lub natryskiwanie zawiesiny na elementy, a następnie dyfuzyjną obróbkę cieplną. Jako materiał podłoża wykorzystano stop na osnowie faz międzymetalicznych Ti-Al. z 7 % at. dodatkiem niobu. Powłoki uzyskano poprzez zanurzanie w zawiesinie zawierającej zmienną zawartość krzemu. Po wysuszeniu próbki poddano obróbce dyfuzyjnej w atmosferze Ar w temp. 950°C. Badania metodą rentgenowskiej analizy fazowej wykazały że podstawowym składnikiem uzyskanej powłoki jest wysokoaluminiowa faza TiAl3. Stwierdzono także obecność krzemków tytanu. W przypadku powłok uzyskanych z zawiesin o mniejszej zawartości krzemu (do 20%wag) były to krzemki typu TisSi3, natomiast w powłokach z zawiesin wysokokrzemowych obecne były także krzemki typu Ti5Si4,TiSi2 oraz TiSi. Badania odporności na utlenianie izotermiczne prowadzono w temperaturze 900°C w czasie 500h w piecu komorowym w atmosferze powietrza. W przypadku wszystkich powłok nastąpił wzrost masy próbek na skutek przyrostu zgorzeliny. Najmniejsze zmiany masy stwierdzone zostały dla próbek z powłoką wytworzoną z 12,5% Si zawiesiny. Badania składu fazowego powłok po testach utleniania izotermicznego wykazały na wszystkich próbkach obecność produktów utleniania- tlenków aluminium i tytanu. Stwierdzono również obecność faz z układu Ti-Al stanowiących składnikifazowe powłokiistopu podłoża oraz krzemki tytanu Ti5Si3.

EN

The alloys based on the intermetallic phases from Ti-Al system are materials which, , could be widely used in automotive and aerospace applications. The oxidation resistance of there materials might be improved using aluminide coatings containing TiAl2 and TiAl3 phases, which induces the formation of AI2O3 scale in oxidation process. The technology used in this investigation was the immersion in water-based slurry containing metal powders. Mitsubishi Heavy Industries high-niobium (14 wt % of niobium) alloy has been used as the research material for the coatings produced. The water-based slurries containing Al and Si powders have been prepared with 0-100 wt % content. The diffusion treatment has been done at 950°C in four-hour time in the Ar atmosphere. The investigation has showed that the thickness of the coatings ranged from 30 to 40 um. The structure of the silicone-modified aluminide coatings is as follows: the outer zone consisting of TiAl3 phase and titanium silicides the middle zone consisting of columnar titanium silicides in phase TiAl3 the inner zone consisting of TiAl3 phase The isothermal oxidation tests were done in the chamber furnace at 900°C for 500 h time in the air atmosphere. In case of all the samples, the increase of the mass has been observed, as a result of the scale growth. The smallest mass changes have been detected in samples containing the coatings formed from 12,% Si slurries. The XRD analysis after the isothermal oxidation test have confirmed the presence of the products of oxidation - aluminium and titanium oxides. The phases of the Ti-Al diagram have also been found, being the phase content of both the coating and the base material.

Słowa kluczowe

PL

wpływ krzemu; powłoki aluminidkowe; odporność na utlenianie izotermiczne; zawiesiny Al-Si

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2006
• Tom: Vol. 27, nr 5
• Strony: 985--988
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Góral M.

autor

Moskal G.

autor

Swadźba L.

autor

Supernak W.

• Góral, M. - Katedra Nauki o Materiałach, Politechnika Śląska,

Bibliografia

• [1] Loria E., Quo vadis gamma titanium aluminide, Intermetallics Yolume: 9, Issue: 12, December, 2001, str. 997-1001.
• [2] Tetsui, T., Gamma Ti aluminides for non-aerospace applications, Current Opinion in Solid State & Materials Science, Yolume: 4, Issue: 3, June, 1999, str. 243-248
• [3] Tang, Z.; Niewolak, L.; Shemet, V.; Singheiser, L.; Quadakkers, W.J.; Wang, F.; Wu, W.; Gil, A. Development of oxidation resistant coatings for g-TiAl based alloys Materials Science and Engineering: A Yolume: 328, Issue: 1-2, May, 2002, str. 297 - 301
• [4] Gyo Jung, Hwan; Ju Jung, Dong; Kim, Kyoo Young Effect of Cr addition on the properties of aluminide coating layers formed on TiAl alloys, Surface and Coatings Technology Yolume: 154, Issue: l, May l, 2002, str. 75-81
• [5] Xiang, Z.D.; Rosę, S.R.; Datta, P.K. Codeposition of Al and Si to form oxidation-resistant coatings on g-TiAl by the pack cementation process Materials Chemistry and Physics Yolume: 80, Issue: 2, May 26, 2003, str. 482-489
• [6] Xiong, Hua-Ping; Mao, Wei; Xie, Yong-Hui; Ma, Wen-Li; Chen, Yun-Feng; Li, Xiao-Hong; Li, Jian-Ping; et. al. Liąuid-phase siliconizing by Al-Si alloys at the surface of a TiAl-based alloy and improvement in oxidation resistance Acta Materialia Yolume: 52, Issue: 9, May 17, 2004, str. 2605-2620
• [7] Li, X.Y.; Taniguchi, S.; Matsunaga, Y.; Nakagawa, K.; Fujita, K. Influence of siliconizing on the oxidation behavior of a y-TiAl based alloy, Intermetallics, Yolume: 11, Issue: 2, February, 2003, Str. 143-150