Zastosowanie metody STEM oraz FIB w badaniach struktury warstwy wierzchniej żarowytrzymałego monokrystalicznego nadstopu niklu po utlenianiu wysokotemperaturowym

Swadźba, R.; Wiedermann, J.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Zastosowanie metody STEM oraz FIB w badaniach struktury warstwy wierzchniej żarowytrzymałego monokrystalicznego nadstopu niklu po utlenianiu wysokotemperaturowym

Autorzy

Swadźba R. , Wiedermann J.

Treść / Zawartość

Pełne teksty:

Pobierz

Identyfikatory

Warianty tytułu

Application of STEM and FIB methods in the studies of surface layer structure of heat resistant single crystal nickel superalloy after high temperature oxidation

Języki publikacji

Abstrakty

W artykule przedstawiono wyniki analizy procesu wzrostu warstwy tlenkowej powstającej na żarowytrzymałym monokrystalicznym nadstopie niklu drugiej generacji podczas utleniania w temperaturze 1050oC przez 100 godzin oraz zachodzące w niej zmiany składu chemicznego i fazowego. Ponadto, analizie poddano procesy segregacji pierwiastków na granicach ziarn warstwy tlenkowej Al2O3 z wykorzystaniem wysokorozdzielczej mikroskopii elektronowej skaningowo transmisyjnej S/TEM. Przedstawiono szczegóły metodyczne przygotowania próbek z warstw tlenkowych metodą Focused Ion Beam (FIB) przeznaczonych do analizy z wykorzystaniem wysokorozdzielczej mikroskopii skaningowo transmisyjnej S/TEM.

The article presents the results of oxide scale growth analysis on a heat-resistant second generation single crystal nickel superalloy during oxidation at the temperature of 1050oC for 100 hours as well as chemical and phase composition changes occurring in it. Moreover, elemental segregation processes on the grain boundaries of Al2O3 oxide scale were analyzed using high resolution scanning transmission electron microscopy S/TEM. Methodological details of sample preparation for high resolution scanning transmission electron microscopy S/TEM analysis using Focused Ion Beam (FIB) method are presented.

Słowa kluczowe

żarowytrzymałe nadstopy niklu utlenianie wysokotemperaturowe FIB STEM

heat resistant nickel superalloys high temperature oxidation FIB STEM

Wydawca

Instytut Metalurgii Żelaza im. Stanisława Staszica

Czasopismo

Prace Instytutu Metalurgii Żelaza

Rocznik

2013

Tom

T. 65, nr 2

Strony

15--20

Opis fizyczny

Bibliogr. 19 poz., zdj.

Twórcy

autor

Swadźba R.

Instytut Metalurgii Żelaza

autor

Wiedermann J.

Instytut Metalurgii Żelaza

Bibliografia

1. Bose S., High Temperature Coatings, Elsevier, 2007
2. Tamarin Y., Protective Coatings for Turbine Blades, ASM International, 2002
3. Evans A.G., Clarke D., Levi C., A mechanism-based approach to life prediction and non-destructive evaluation for Thermal Barrier Coatings, J. Eur. Ceram. Soc. 2008, 28, 1405–1419
4. Hou P.Y., Segregation Phenomena at Thermally Grown Al2O3/ Alloy Interfaces, Annu. Rev. Mater. Res., 2008, 38, 275–298
5. Hou P.Y., McCarty K.F., Surface and interface segregation in β-NiAl with and without Pt addition, Scr. Mater., 2006, 54, 937–941
6. Hou P.Y., Segregation behavior at TGO/bondcoat interfaces, J. Mater. Sci., 2009, 44, 1711-1725
7. Rybicki G., Smialek, J.L., Effect of the θ to α-Al2O3 Transformation on the Oxidation Behavior of ß-NiAl+Zr, Oxid. Met., 31(3–4), 1989, 275–304
8. Tolpygo V.K., Clarke D.R., Microstructural study of the theta- alpha transformation in alumina scales formed on nickelaluminides, Mater. High, 17(1), 2000, 59-70
9. Heuer A.H., Hovis D.B., Smialek J.L., Gleeson B., Alumina Scale Formation: A New Perspective, J. Am. Ceram. Soc., 2011, 94, 146–1531
10. Rivoaland L., Maurice V., Marcus P., The Effect of Sulfur Segregation on the Adherence of the Thermally-Grown Oxide on NiAl—II: The Oxidation Behavior at 900°C of Standard, Desulfurized or Sulfur-Doped NiAl(001) Single-Crystals, Oxid. Met., 2003, 60, 159–178
11. Pint B.A., Oxid. Met., On the formation of interfacial and internal voids in α-Al2O3 scales, 1997, 48, 303-326
12. Haynes J.A., Pint B.A., More K.L., Zhang Y., Wright I.G., Infl uence of Sulfur, Platinum , and Hafnium on the Oxidation Behavior of CVD NiAl Bond Coatings, Oxid. Met., 2002, 58, 513-544
13. Haynes J.A., Potential infl uences of bond coat impurities and void growth on premature failure of EB-PVD TBCs, Scr. Mater., 2001, 44, 1147-1152
14. Pint B.A., Oxid. Met., Experimental observations in support of the dynamic-segregation theory to explain the reactive-element effect, 45, 1996, 1-37
15. Unocic K.A., Parish C.M., Pint B.A., Characterization of the alumina scale formed on coated and uncoated doped superalloys, Surf. Coat. Technol., 2011, 206, 1522–1528
16. Unocic K.A., Pint B.A., Characterization of the alumina scale formed on a commercial MCrAlYHfSi coating, Surf. Coat. Technol., 205, 2011, 1178-1182
17. Swadźba R., Hetmańczyk M., Wiedermann J., Swadźba L., Moskal G., Witala B., Radwański K., Microstructure degradation of simple, Pt- and Pt + Pd-modifi ed aluminide coatings on CMSX-4 superalloy under cyclic oxidation conditions, Surf. Coat. Technol. 215 (2013) 16–23.
18. Swadźba R., Hetmańczyk M., Sozańska M., Witala B., Swadźba L., Structure and cyclic oxidation resistance of Pt, Pt/Pdmodifi ed and simple aluminide coatings on CMSX-4 superalloy, Surf. Coat. Technol., 206 (2011) 1538–1544.
19. Swadźba R., Wiedermann J., Hetmańczyk M., Swadźba L., Witala B., Moskal G., Mendala B., Komendera Ł., Microstructural examination of TGO formed during pre oxidation on Ptaluminized N5 superalloy, Mater. Corr., 2013, w druku

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-e6a33623-d17c-4c51-a88b-56c1139713ae