Wpływ procesu aluminiowania na mikrostrukturę nadstopu niklu Inconel 713C

• Autorzy: Zagórska M. , Sitek R. , Dobkowski K. , Kurzydłowski K. J.

Identyfikatory

DOI

10.15199/28.2015.3.5

Warianty tytułu

EN

Influence of aluminizing process on the microstructure of nickel-based superalloy Inconel 713C

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Warstwy ochronne na bazie międzymetalicznej fazy NiAl są stosowane do poprawy odporności na utlenianie wysokotemperaturowe odpowiedzialnych elementów turbin silników lotniczych.W pracy dyfuzyjną warstwę Ni0.58Al0.42 modyfikowaną cyrkonem wytworzono metodą CVD z par AlCl3 + ZrCl3 w atmosferze wodoru jako gazu nośnego, w temperaturze 1040°C przez 3 h, pod ciśnieniem 150 hPa na podłożu nadstopu niklu IN 713C. Wykonano badania mikrostruktury warstwy oraz jej składu chemicznego i fazowego. Zbadano także wpływ procesu aluminiowania na mikrostrukturę podłoża — nadstopu niklu IN713C. Stwierdzono, że wytworzone warstwy wykazują ciągłość na całej powierzchni próbek, stabilność składu chemicznego i fazowego oraz nie wpływają na mikrostrukturę stopu.

EN

Protective layers based on NiAl intermetallic phases are commonly used in improving high-temperature oxidation resistance of responsible aircraft engines turbine components. In this work zirconia modified diffusion layer Ni0.58Al0.42 was manufactured on nickel-based superalloy IN 713C by CVD method with the presence of AlCl3 + ZrCl3, in an atmosphere of hydrogen as a carrier gas, at a temperature of 1040°C, during 3 h and at a pressure of 150 hPa. Microstructure, chemical and phase composition of layers were studied. The influence of aluminizing process on the microstructure of substrate was also examined. It was found that obtained layers are characterized by stability of chemical and phase composition and does not change the microstructure of the substrate.

Słowa kluczowe

PL

nadstopy niklu; Inconel 713C; aluminiowanie wysokotemperaturowe; mikrostruktura odlewów

EN

nickel-based superalloys; Inconel 713C; CVD aluminizing; castings microstructure

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 36, nr 3
• Strony: 120--123
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Zagórska M.

• Wydział Inżynierii Materiałowej, Politechnika Warszawska

autor

Sitek R.

• Wydział Inżynierii Materiałowej, Politechnika Warszawska

autor

Dobkowski K.

• Wydział Inżynierii Materiałowej, Politechnika Warszawska

autor

Kurzydłowski K. J.

• Wydział Inżynierii Materiałowej, Politechnika Warszawska

Bibliografia

• [1] Massalski T.: Binary alloy phase diagrams. ASM International (1990) (2nd edition).
• [2] Darolia R.: Ductility and fracture toughness issues related to implementation of NiAl for gas turbine applications. Intermetallics 8 (2000) 1321÷1327.
• [3] Cui1 C. Y., Guo J. T., Qi1 Y. H., Ye H. Q.: High temperature embrittlement of nial alloy induced by hot isostatic pressing (hiping) and aging. Scripta Materialia 44 (2001) 2437÷2441.
• [4] Darolia R., Walston W. S., Noebe R., Garg A., Oliver B. F.: Mechanical properties of high purity single crystal NiAl. Intermetallics 7 (1999) 1195÷1202.
• [5] Ozdemir O., Zeytin S., Bindal C.: A study on NiAl produced by pressureassisted combustion synthesis. Vacuum 84 (2010) 430÷437.
• [6] Tacikowski M., Sitek R., Sikorski K., Wierzchoń T.: Structure of Al–Ni intermetallic composite layers produced on the Inconel 600 by the glow discharge enhanced-PACVD method. Intermetallics 17 (2009) 1098÷1104.
• [7] Miura S., Hong Y.-M., Suzuki T., Mishima Y.: Liquidus and solidus temperatures of Ni-solid solution in Ni–Al–X (X: Ti, Zr, and Hf) ternary systems. Journal of Phase Equilibria 20 (1999) 193÷198.
• [8] Hamadi S., Bacos M.-P., Poulain M., Seyeux A., Maurice V., Marcus P.: Oxidation resistance of a Zr-doped NiAl coating thermochemically deposited on a nickel-based auperalloy. Surface & Coatings Technology 204 (2009) 756÷760.
• [9] Hong S. J., Hwang G. H., Han W. K., Lee K. S., Kang S. G.: Effect of zirconium additiion on cyclic oxidation behavior of platinum-modified aluminide coating on nickel-based superalloy. Intermetallics 18 (2010) 864÷870.
• [10] Hamadi S., Bacos M.-P., Poulain M., Zanna S., Maurice V., Marcus P.: Shorttime oxidation of a NiAl(Zr) bond coat thermochemically deposited on a nickel-based superalloy. Materials Science Forum 595-598 (2008) 95÷100.
• [11] Blobaum K. J., Van Heerden D., Gavens A. J., Weihs T. P.: Al/Ni formation reactions: characterization of the metastable Al9Ni2 phase and of its formation. Acta Materialia 51 (2003) 3871÷3884.
• [12] Barmak K., Michaelson C., Bormann R., Lucadamo G.: Reactive phase formation in sputer-deposition Ni/Al thin films. Materials Research Society (1995) 33÷38.
• [13] Choy K. L.: Chemical vapour deposition of coatings. Progress in Materials Science 48 (2003) 57÷170.
• [14] Voundouris N., Christoglou Ch., Angelopoulous G. N.: Formation of aluminide coatings on nickel by a fluidized bed CVD process. Surface and Coatings Technology 141 (2001) 275÷282.
• [15] Michalski A. J.: Fizykochemiczne podstawy otrzymywania powłok z fazy gazowej. Wyd. Politechniki Warszawskiej, Warszawa (2000).
• [16] Brinegar J. R., Mihalisin J. R., VanderSluis J.: The effect of Tantalum for Columbium substitutions in alloy 713C. Proc. Int. Symp. Super. (1984) 53÷62.
• [17] Zupanic F., Boncina T., Krizman A., Tichelaar F. D.: Structure of continuously cast Ni-based superalloy Inconel 713C. Journal of Alloys and Compounds 329 (2001) 290÷297.
• [18] Bhambri A. K., Kattamis T. Z., Morral J. E.: Cast microstructure of Inconel 713C and its dependence on solidification variables. Metallurgical Transactions B 6B (1975) 523÷537.
• [19] Somoza A., Santos G., Ges A., Versaci R., Plazaola F.: Age-hardening and precipitation phenomena in the Inconel-713C superalloy studied by means of positron lifetime spectroscopy. Physica Status Solidi (a) 174 (1) (1999) 189÷198.
• [20] Lachowicz M., Dudziński W., Haimann K., Podrez-Radziszewska M.: Microstructure transformations and cracking in the matrix of γ–γ′ superalloy Inconel 713C melted with electron beam. Materials Science and Engineering A 479 (2008) 269÷276.
• [21] Lachowicz M., Dudziński W., Podrez-Radziszewska M.: TEM observation of the heat-affected zone in electron beam welded superalloy Inconel 713C. Materials Characterization 59 ( 2008) 560÷566.
• [22] Lachowicz M. B.: Microstructural changes in padding welds made from the 713C alloy after heat treatment. Archives of Foundry Engineering 10 Special Issue 3 (2010) 11÷16.
• [23] Zielińska M., Sieniawski J., Filip R., Yavorska M.: Mikrostruktura i właściwości mechaniczne warstwy wierzchniej nadstopu niklu po procesie aluminiowania metodą CVD. Inżynieria Materiałowa 4 (2010) 1291÷1294.
• [24] Zagula-Yavorska M., Sieniawski J., Romanowska J.: Oxidation behavior of zirconium-doped NiAl coatings deposited on pure nickel. Archives of Materials Science and Engineering 58 (2012) 250÷254.