Stabilność cieplna warstwy aluminidkowej wytworzonej na podłożu z nadstopu niklu w środowisku gazów utleniających

• Autorzy: Zielińska M. , Sieniawski J. , Filip R. , Pytel M.

Warianty tytułu

EN

Thermal stability of aluminide coatings synthesized on nickel based superalloy in oxidation condition

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Żaroodporne warstwy aluminidkowe wytworzono na podłożu z nadstopów niklu: In100 i Mar-M247 w procesie niskoaktywnym CVD. Stabilność mikrostruktury i żaroodporność warstw określono w próbie utleniania. Analizowano zmiany składu fazowego i morfologii składników mikrostruktury wytworzonych warstw aluminidkowych w zależności od czasu utleniania. Stwierdzono, że skład fazowy utworzonej warstwy tlenkowej zależy od składu chemicznego podłoża - nadstopu. W początkowym stadium utleniania warstwy aluminidkowej na podłożu nadstopu In100 oprócz cienkiej warstwy Al2O3 obserwowano małą zawartość tlenku TiO2. Na powierzchni warstwy aluminidkowej na podłożu nadstopu Mar-M247 utworzył się dodatkowo tlenek wewnętrzny HfO2. Jednocześnie stwierdzono, że średnia zawartość aluminium w ziarnach fazy NiAl zmniejszyła się znacznie (o 14÷18% at.) z powodu dużej prędkości dyfuzji aluminium do powierzchni potrzebnej na utworzenie warstwy tlenkowej. Zawartość aluminium w warstwie aluminidkowej z czasem utleniania zmniejsza się w małym stopniu. Jest to spowodowane dobrą stabilnością cieplną i właściwościami ochronnymi warstwy tlenkowej Al2O3. Warstwy aluminidkowe wytworzone na podłożu In100 i Mar-M247 w niskoaktywnym procesie charakteryzowały się dużą stabilnością mikrostruktury w temperaturze 1100°C warunkach utleniania.

EN

Heat resistant aluminide coatings were synthesized on nickel based superalloys In100 and Mar-M247 by a low activity CVD process. Thermal stability and heat resistance of the coating were determined by oxidation tests. Changes of phase composition and morphology of microstructure components of aluminide coatings up to the time of oxidation were determined. It was established that chemical composition of the material substrate influences on the phase composition of oxides layer formed on its surface. The oxides formed on the surface of the coating deposited on In100 after 110h oxidization consisted of Al2O3 with small amount of TiO2. On the surface of Mar-M247 alloy besides of Al2O3 layer the internal oxides of HfO2 were observed. The average content of aluminum in the NiAl phase decreased considerably (by 14÷18 at. %), because of high velocity of aluminum to the surface necessary to form of alumina. Aluminum content in the aluminide layer decreased slightly with the prolongation oxidation time. This is due to good thermal stability and protection properties of alumina layer Al2O3. It was established that aluminide coatings obtained on In100 and Mar-M247 by the low activity CVD process characterized high microstructure stability at the temperature of 1100°C.

Słowa kluczowe

PL

proces CVD; aluminiowanie; nadstopy; stabilność cieplna

EN

CVD process; aluminizing; superalloys; thermal stability

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 32, nr 4
• Strony: 811--814
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Zielińska M.

autor

Sieniawski J.

autor

Filip R.

autor

Pytel M.

• Katedra Materiałoznawstwa, Wydział Budowy Maszyn i Lotnictwa, Politechnika Rzeszowska,

Bibliografia

• [1] Sieniawski J.: Nickel and titanium alloys in aircraft turbine engines. Advances in Manufacturing Science and Technology 27 (3) (2003) 23÷34.
• [2] Davis J. R.: Nickel, cobalt and their alloys. ASM Speciality Handbook, (2000).
• [3] Tamarin Y.: Protective coatings for turbine blades, ASM International (2002).
• [4] Mrowec S., Wereber T.: Nowoczesne materiały żaroodporne. WNT, Warszawa (1982).
• [5] Zielińska M., Sieniawski J., Yavorska M., Motyka M.: Influence of chemical composition of nickel based superalloy on the formation of aluminide coatings. Archives of Metallurgy and Materials 56 (1) (2011) 193÷197.
• [6] Zielińska M., Sieniawski J., Filip R., Yavorska M.: Mikrostruktura i właściwości mechaniczne warstwy wierzchniej nadstopu niklu po procesie aluminiowania metodą CVD. Inżynieria Materiałowa 4 (176) (2010) 1291÷1294.
• [7] Zielińska M., Sieniawski J., Filip R.: Microstructure and oxidation resitance of aluminide coating on Mar-M247 nickel based superalloy in a CVD aluminizing process. Materials Science Forum (w recenzji).
• [8] Progam PCPDWIN.
• [9] Pint B. A., Haynes J. A., Besmann T. M.: Effect of Hf and Y additions on aluminide coating performance. Surface & Coatings Technology 204 (2010) 3287÷3293.
• [10] Maximilien N’gandu-Muamba J., Streiff R.: The reactive element effect (R.E.F.): a tentative classification. Journal De Physique IV 3 281÷290.