Kształtowanie warstwy aluminidkowej wytworzonej metodą CVD z uprzednio naniesioną powłoką cyrkonu na podłożu niklu

• Autorzy: Zagula-Yavorska M. , Kubiak K. , Markowski J. , Romanowska J.

Warianty tytułu

EN

Development of aluminide coating deposited by CVD method over zirconium layer on nickiel substrate

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Warstwy aluminidkowe modyfikowane cyrkonem na podłożu nadstopów niklu charakteryzują się dwukrotnie większą żaroodpornością w porównaniu z warstwami niemodyfikowanymi. W pracy nanoszono powłokę cyrkonu o grubości 1 i 3 μm metodą parowania wiązką elektronową (EBE) na podłoże niklu. Warstwę aluminidkową wytwarzano metodą chemicznego osadzania z fazy gazowej (CVD) w temperaturze 1050 ºC w czasie 8 h. Proces CVD umożliwia tworzenie się warstwy o budowie trzystrefowej. Strefa zewnętrzna warstwy aluminidkowej składa się z kryształów fazy NiAl, a strefa wewnętrzna – z fazy Ni3Al. Obecność kryształów fazy Ni(Al) stwierdzono na granicy strefa wewnętrzna–podłoże. Twardość warstwy aluminidkowej wynosi ok. 500 HV. Proces aluminiowania podłoża niklu z naniesioną powłoką cyrkonu o grubości 1 μm prowadzi do wydzielenia się cząstek kryształów faz międzymetalicznych NiZr(NiZr2) oraz Ni5Zr na granicy strefa zewnętrzna– strefa wewnętrzna oraz strefa wewnętrzna–podłoże. Zwiększenie grubości powłoki cyrkonu do 3 μm powoduje zwiększenie objętości względnej kryształów fazy Ni5 Zr w warstwie aluminidkowej.

EN

Zirconia modified aluminide layers on a substrate of nickel superalloy characterized by twice the heat resistance in comparison with unmodified layers. The paper zirconium coating was applied with a thickness of 1 and 3 mm using electron beam evaporation (EBE) on a nickel substrate. An aluminide layer is produced by chemical vapor deposition (CVD) at 1050 ° C for 8 h. The CVD process allows the formation of the layer of three-zone structure. The outer zone aluminide layer consists of crystal NiAl phase and the inner zone - Ni3Al phase. The presence of the crystal phase of Ni (Al) was found on the border of the inner-surface zone. Aluminide layer hardness approx. 500 HV. Aluminizing process nickel substrate with the coating zirconium 1 micron thickness leads to a separation of the crystals of intermetallic particles NiZr (NiZr2) and Ni5Zr zewnętrzna- zone on the border of the inner zone and the inner-surface zone. Increasing the zirconium coating thickness of 3 Pm increases the relative volume of the crystal phase Ni5 Zr aluminide layer.

Słowa kluczowe

PL

warstwa aluminidkowa; powłoka cyrkonu; nikiel; metoda CVD; metoda EBE

EN

aluminide coating; zirconium layer; nickiel; CVD method; EBE method

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Mechanik
• Rocznik: 2014
• Tom: R. 87, nr 3
• Strony: 192--198
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys.

Twórcy

autor

Zagula-Yavorska M.

• Politechnika Rzeszowska

autor

Kubiak K.

• Politechnika Rzeszowska

autor

Markowski J.

• Politechnika Wrocławska

autor

Romanowska J.

• Politechnika Wrocławska

Bibliografia

• 1. Sudhangshu B. "High temperature coatings". Oxford: Bulterworth Heinemann, 2007.
• 2. Donachie M.J., Donachie S.J. "Superalloys: A technical guide". Ohio: ASM International, 2008.
• 3. Godziński J. "Pokrycia ochronne stosowane w budowie lotniczych silników turbinowych". Przegląd sil powietrznych, 13(2006), s.55+60.
• 4. Angenete J. "Aluminide diffusion coatings for Ni base superalloys". Goteborg: Chalmers University of Technology, 2002.
• 5. Wright 1., Gibbons T "Recent developments in gas turbine materiais and technology and their implications for syngas firing". International Journal of Hydrogen Energy, 32(2007), pp. 3610+3621.
• 6. Voudouris N., Christoglou Ch., Angelopoulos G. "Formation of aluminide coatings on nickei by a fluidised bed CVD process". Surface & Coatings Technology, 14(2001), pp. 275+282.
• 7. Hodge A.M., Durand D.C. "Synthesis of nickel-aluminide foams by pack-aluminization of nickei foams". Intermetallics, 9(2001), pp. 581+589.
• 8. Pint B., Haynes T, Besmann T "Effect of Hf and Y additions on aluminide coating performance". Surface & Coatings Technology, 24(2010), pp. 3287+3293.
• 9. Khanna A.S. "Introduction to high temperature oxidation and corrosion". Ohio: ASM International, 2002.
• 10. Swadźba l., Hetmańczyk M., Mendala B. "Problemy degradacji oraz modyfikacji hafnem aluminidkowych powłok ochronnych na elementach turbin silników lotniczych". Problemy eksploatacji, 8(2011), s. 53+64.
• 11. Yavorska M., Sieniawski J. "Thermal stability of microstructure of aluminide layer deposited by CVD method on CMSX 4 nickei base superalloy". Materials Science Forum, 29(2011), pp. 101+106.
• 12. Yavorska M., Sieniawski J., Zielińska M. "Functional properties of aluminide layer deposited on Inconel 713 lC Ni-based superalloy in the CVD proces s". Archives of Metallurgy and Materials, 56(2011)1, pp. 187+192.
• 13. Zagula-Yavorska M., Romanowska J., Markowski J., Krupa K., Sieniawski J. "The effect of diffusion treatment of double (AI/Zr and Zr/AI ) coatings on the microstructure of the system coatingl Ni substrate". Inżynieria Materialowa, 34(2013)4, s. 397+400.
• 14. Wang N., Changrong l., Zhenmin D., Fenge W. "Experimental study and thermodynamic re-assessment of the Ni-Zr system". CALPHAO, 31(2007)4, 413+421.
• 15. Okamoto H. "Ni-Zr (Nickel-Zirconium)". Journal of Phase Equilibria and Of fusion, 28(2007), 409. •