Uwarunkowania technologiczne naddźwiękowej metalizacji płomieniowej HVOF do wytwarzania intermetalicznych powłok ochronnych Fe-Al dla potrzeb energetyki

• Autorzy: Senderowski C. , Łodziński K. , Bojar Z.

Warianty tytułu

EN

Intermetallic Fe-Al protective coatings HVOF sprayed on burner casing of fluidized-bed boiler

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono efekty wykorzystania naddźwiękowego natryskiwania płomieniowego HVOF do otrzymania powłok intermetalicznych typu Fe-Al z udziałem warstw pośrednich NiAl i NiCr, w aspekcie wykorzystania ich w sektorze energetyki cieplnej. Przedstawiono uwarunkowania pracy wybranych elementów kotłów ze złożem fluidalnym i ich wpływ na degradację struktury stosowanych materiałów konstrukcyjnych. Dokonując szeregu eksperymentów natryskiwania HVOF, przedstawiono uwarunkowania towarzyszące procesowi naddźwiękowej metalizacji płomieniowej, mające bezpośredni wpływ na jakość metalurgiczną powłok Fe-Al natryskanych na stal kotłową 15HM. Na podstawie wyników badań dokonano wyboru parametrów natryskiwania HVOF, dla których uzyskano najkorzystniejszy zespół cech geometrycznych i fizykomechanicznych, charakteryzujących zarówno stan materiału powłoki, międzywarstwy, jak i podłoża. Rozważając jakość metalurgiczną powłok wzięto pod uwagę morfologię ziaren, niejednorodność składu chemicznego i budowę fazową oraz porowatość i stopień umocnienia powłok. Potwierdzono bardzo dobrą trwałość powłok FeAl40/ HVOF na zużywanie erozyjno-korozyjne w rzeczywistych warunkach eksploatacji osłony palnika kotła fluidalnego.

EN

The results of using supersonic HVOF flame spraying method to obtain Fe-Al intermetallic coatings with NiAl or NiCr interlayers, in terms of their use in thermal power sector are described in the paper. Working conditions of selected elements of the fluidized bed boilers and their effect on the degradation of the structure of structural materials are discussed. Based on the obtained results HVOF spraying parameters giving the best band of geometrical and physico-mechanical characteristic of the coating, the interlayers and the substrate were selected. Considering the quality of metallurgical coatings the grains morphology, the heterogeneity of chemical and phase composition, the porosity and the degree of material strengthening were analysed. Very good resistance of FeAl40/HVOF coatings to erosion and corrosion degradation in real conditions of fluidized-bed boiler burner casing exploitation proved.

Słowa kluczowe

PL

powłoki FeAl; natryskiwanie HVOF; warstwy pośrednie NiAl i NiCr

EN

FeAl coatings; HVOF spraying; NiAl and NiCr interlayers

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 31, nr 4
• Strony: 1213--1219
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Senderowski C.

autor

Łodziński K.

autor

Bojar Z.

• Wydział Nowych Technologii i Chemii, Katedra Zaawanosowanych Materiałów i Technologii, Wojskowa Akademia Techniczna,

Bibliografia

• [1] Mellor B. G.: Surface coatings for protection against wear. Guilemany J. M., Nin J.: 8. Thermal spraying methods for protection against wear. Woodhead, Cambridge, England (2006).
• [2] Stokes J.: Theory and application of the high velocity oxy-fuel (HVOF) thermal spray process. Dublin City University (2008), ISBN 1-87232- 753-2, ISSN 1649-8232.
• [3] Pawlowski L.: The science and engineering of thermal spray coatings. Second Edition, John Wiley & Sons, Chichester, West Sussex, England (2008).
• [4] Fristrom R. M.: Flame structures and processes. Oxford University Press, New York (1995) 510.
• [5] Christofides P. D., Li M.: Multi-scale modeling and analysis of an industrial HVOF thermal spray process. Chemical Engineering Science 60 (2005) 3649-3669.
• [6] Kamnis S., Gu S., Lu T. J, Chen C.: Numerical modeling the bonding mechanism of HVOF sprayed particles. Computational Materials Science 46 (2009) 1038-1043.
• [7] Tabbara H., Gu S.: Computational simulation of liquid-fuelled HVOF thermal spraying. Surface & Coatings Technology 204 (2009) 676-684.
• [8] Kamali R., Binesh A. R.: The importance of sensitive parameters effect on the combustion in a high velocity oxygen-fuel spray system. International Communications in Heat and Mass Transfer 36 (2009) 978-983.
• [9] Heimann R. B., Lehmann D.: Recently patented work on thermally sprayed coatings for protection against wear and corrosion of engineered structures. Recent Patents on Materials Science 1 (2008) 41-55.
• [10] Grosdidier T., Tidu A., Liao H.-L.: Nanocrystalline Fe-40Al coating processed by thermal spraying of milled powder. Scripta Mater. 44 (2001) 387-393.
• [11] Totemeier T. C., Wright R. N., Swank W. D.: FeAl and Mo-Si-B intermetallic coatings prepared by thermal spraying. Intermetallics 12 (2004) 1335-1344.
• [12] Senderowski C., Bojar Z.: Gas detonation spray forming of Fe-Al coatings in the presence of interlayer. Surface & Coatings Technology 202 (2008) 3538-3548.
• [13] Guilemany J. M., Cinca N., Dosta S., Lima C. R. C.: High-temperature oxidation of Fe40Al coatings obtained by HVOF thermal spray. Intermetallics 15 (2007) 1384-1394.