Oxide Scale Mechanical Failure During Thermal Cycling of FeCrAl-Based Alloys at High Temperatures

• Autorzy: Jedliński J. , Smoła G. , Camra J. , Bernasik A. , Kowalski K. , Mazur K. , Nocuń M. , Rakowska A. , Borchardt G.

Warianty tytułu

PL

Mechaniczne niszczenie zgorzelin tlenkowych podczas cyklicznego utleniania stopów FeCrAlw wysokich temperaturach

• Konferencja: Advanced Materials and Technologies, AMT 2007 : XVIII Physical Metallurgy and Materials Science Conference (XVIII; 18-21.06.2007; Warszawa-Jachranka, Polska)
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Failure of the oxide scale via cracking and/or spallation leads to the accelerated degradation of high temperature alumina-forming materials. This process is studied for FeCrAl-based alloys oxidized in air under thermal cycling conditions at temperatures ranging from 1373 to 1623 K. The effect of the presence of alloyed and/or implanted reactive elements and sulphur is reported. It is concluded that, within the studied conditions, implanted reactive elements improve the failure resistance of scales growing on the reactive-element-free alloys and virtually do not affect the behaviour of scales on reactive-element containing ones. Implanted sulphur retards slightly the onset of spallation at 1373 K which appears to contradict its reported adverse effect on the scale adherence to alumina-forming substrates. Spallation is observed as the major failure mode of scales growing on reactive-element-free alloys, while cracking predominates on reactive-elements-containing ones.

PL

Mechaniczne niszczenie zgorzeliny poprzez jej pękanie i odpryskiwanie prowadzi do przyspieszonej degradacji materiałów grupy 'alumina formers', szeroko stosowanych w wysokich temperaturach. Ten proces badano dla stopów typu FeCrAl utlenianych w powietrzu w warunkach cyklicznie zmiennych temperatur w zakresie 1373-1623 K. Określano wpływ pierwiastków aktywnych, dodawanych stopowo oraz poprzez implantację jonową, a także implantowanej siarki. Stwierdzono, że w warunkach określonych w badaniach, pierwiastki aktywne poprawiają odporność na mechaniczne zniszczenie zgorzelin narastających na stopach niezawierających pierwiastków aktywnych, natomiast nie zaobserwowano wpływu dla zgorzelin tworzących się na stopach, które zawierały pierwiastki aktywne. Implantowana siarka nieznacznie opóźniła proces odpryskiwania zgorzeliny podczas utleniania w 1373 K, co wydaje się stać w sprzeczności z wskazywanym w wielu badaniach materiałów grupy 'alumina formers' niekorzystnym wpływem siarki na przyczepność zgorzeliny do podłoża. Zaobserwowano, że głównym procesem mechanicznego niszczenia zgorzeliny jest dla stopów nie zawierających pierwiastków - jej odpryskiwanie, a dla stopów zawierających pierwiastki aktywne - pękanie.

Słowa kluczowe

PL

utlenianie stopów FeCrAl; mechaniczne niszczenie zgorzelin tlenkowych; implantacja jonowa; implantacja siarki

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. 28, nr 3-4
• Strony: 778--782
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Jedliński J.

autor

Smoła G.

autor

Camra J.

autor

Bernasik A.

autor

Kowalski K.

autor

Mazur K.

autor

Nocuń M.

autor

Rakowska A.

autor

Borchardt G.

• Faculty of Materials Science and Ceramics, AGH University of Science and Technology, Kraków, Poland,

Bibliografia

• [1] J. Stringer, Corros. Sci., 10 (1970) 513
• [2] J. Jedlinski, in :“The Role of Active Elements in the Oxidation Behaviour of High Temperature Metals and Alloys”, Ed. E. Lang, Elsevier Applied Science, London, 1989, p. 131
• [3] H.E. Evans, Intnl. Mater. Rev., 40 (1995) 1
• [4] J. Jedliński, M.J. Bennett, H.E. Evans, Mater, at High Temp., 12 (1994) 169
• [5] J.R. Nicholls, H.E. Evans, S.R.J. Saunders, Mater. High Temp., 14 (1997) 5
• [6] J. Jedlinski, Solid State Phenomena, 21&22 (1992) 335
• [7] F.H. Stott, Materials Science Forum, 251-254 (1997) 19
• [8] Y. Ikeda, K. Nii, K. Yoshihara, Trans. Japan Inst. Met., Suppl. 24 (1983) 207
• [9] P.Y. Hou, J.L. Smialek, Mater. High Temp., 17 (2000) 79
• [10] J. Jedlinski, G. Borchardt, M. Konopka, M. Nocuń, Solid State Ionics, 101-103 (1997) 1147
• [11] J. Jedlinski, Ceramics, 80 (2003) 893
• [12] J. Jedlinski, Defect and Diffusion Forum, 237-240 (2005) 911
• [13] W.J. Quadakkers, J. Jedlinski, K. Schmidt, M. Krasovec, G. Borchardt, H. Nickel, Appl. Surf. Sci., 47 (1991) 261