Mikrostruktura powłokowych barier cieplnych natryskiwanych metodą APS z zastosowaniem nowych proszków ceramicznych

• Autorzy: Sosnowy P. , Góral M. , Dudek S. , Drajewicz M. , Gancarczyk T.

Warianty tytułu

EN

The microstructure of thermal barrier coatings sprayed by APS with new ceramic powders

• Konferencja: III Naukowo-Szkoleniowa Międzynarodowa Konferencja Natryskiwania Cieplnego. Natryskiwanie Cieplne - Technologia XXI wieku, Kielce, 19-21 września 2012
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań mikrostruktury oraz odporności na utlenianie powłokowych barier cieplnych wytworzonych metodą APS. Jako podłoże zastosowano stop Rene 80. Międzywarstwę stanowił wieloskładnikowy stop MeCrAlY. Zewnętrzną warstwę ceramiczną stanowiły proszki tlenku cyrkonu stabilizowane tlenkami itru, magnezu i wapnia. Proszki te mogą być stosowane zarówno w procesie natryskiwania metodą APS, jak i w warunkach obniżonego ciśnienia – LPPS. Badania przeprowadzono z zastosowaniem mikroskopii świetlnej i elektronowej mikroskopii skaningowej. Wykonane zostały także pomiary porowatości wytworzonej warstwy. Wykazano, że zastosowanie nowych proszków ceramicznych zapewnia możliwość wytworzenia powłokowych barier cieplnych, jednak ich maksymalna temperatura pracy, poza konwencjonalnym tlenkiem cyrkonu stabilizowanym tlenkiem itru, jest niższa i nie zapewnia ochrony przed utlenianiem powierzchni elementów silnika lotniczego.

EN

The article presents the results of microstructure and oxidation resistance of thermal barrier coatings produced by APS. Rene 80 alloy is used as substrate and MeCrAlY alloy as an interlayer. For outer ceramic layer are used zirconium oxide powders stabilized with yttrium, magnesium and calcium oxides. These powders may be used in both the APS spraying method as in conditions of low pressure – LPPS. The study was carried out with the use of light microscopy and scanning electron microscopy. The effective porosity of layer were also measured. It shows that the use of new ceramic powders provides the ability to produce thermal barrier coatings, but their maximum operating temperature, except the conventional zirconium oxide stabilized with yttrium oxide, is lower and does not provide protection against oxidation of the surface of aircraft engine components.

Słowa kluczowe

PL

mikrostruktura; bariera cieplna; powłoka natryskiwana; metoda APS; natryskiwanie cieplne; proszek ceramiczny

EN

microstructure; thermal barrier; sprayed coating; APS; thermal spraying; ceramic powder

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Przegląd Spawalnictwa
• Rocznik: 2012
• Tom: R. 84, nr 8
• Strony: 23--27
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., il.

Twórcy

autor

Sosnowy P.

autor

Góral M.

autor

Dudek S.

autor

Drajewicz M.

autor

Gancarczyk T.

• WSK PZL Rzeszów

Bibliografia

• [1] D.S, Rickerby and H.C. Low, in Proc. 4th European Propulsion Forum (Royal Aeronautical Society, London, 1993 No. 12.
• [2] Coatings for High Temperature Structural Materials, National Materials Advisory Board Report National Academy Press, Washington, DC, 1996.
• [3] G. Lehnert and H. Meinhardt, Present state and trend of development of surface coating methods against oxidation and corrosion at high temperatures, Electrodepositiors and Surface Treatment Vol. 1, Iss. 1, September 1972, 71-76.
• [4] D. Driver, D.W. Hall, and G.W. Meetham in The Development of the Gas Turbine Engine Applied Science Publishers, London, 1981.
• [5] G.W. Goward: and D.H. Boone, Mechanisms of formation of diffusion aluminide coatings on nickel-base superalloys, Oxiddation of metals 3, 1971, 475-496.
• [6] G.W. Goward Progress In coatings for gas turbine airfoils, Surface and Coatings Technology. Volumes 108-109, 10 October1998, s. 73-79.
• [7] J.R, Nicholls, Designing oxidation-resistant coatings. JOM Journal of the Minerals, Metals and Materials Society. 2000, Vol. 52, No. 1,5.28-35.
• [8] F.T Talboom, R.C. Elam, and L.W. Wilson, Evaluation of Advanced Superalloy Protection Systems, Report CR7813 National Aeronautics and Space Administration, Houston. TX: 1970.
• [9] D.K. Gupta and D.S. Duvall, Coatings for Single Crystal Superalloys. The Minerals, Metals and Materials Society. Warrendale, PA, 1984.
• [10] http://www.sulzermetco.com/en/desktopdefault.aspx/tabid-1741//3381_read-5289.
• [11] R. Vaßen, M. O. Jarligo, T. Steinke, D, E. Mack, D. Stöver, Overview on advanced thermal barrier coatings Surface and Coatings Technology, Vol. 205, Iss. 4, 15 November 2010, 938-942.
• [12] A. Nusair Khan, I.N. Qureshi, Microstructural evaluation of ZrO2-MgO coatings Journal of Materials Processing Technology, Vol. 209, Iss. 1, 1 January 2009, 488-496.
• [13] M. Goral, M. Drajewicz M. Pytel S. Kotowski, Characterization of powders used for LPPS Thin Film plasma spraying of thermal barrier coatings, Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering, Vol. 47 Iss. 2 August 2011, 157-165.
• [14] G. Moskal, B. Witala, A. Rozmysłowska, Metallographic preparation of the conventional and new TBC layers, Archives of Materials Science and Engineering, Vol. 39 Iss. 1. September 2009, 53-60.
• [15] G. Moskal, Criteria of microstructural assessment of the conventional and new TBC layers, Archives of Materials Science and Engineering, Vol. 38, Iss. 1 July 2009, 19-25.
• [16] G. Moskal, The porosity assessment of thermal barrier coatings obtained by APS method, Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering, Vol. 20 Iss. 1-2, January-February 2007, 483-486.