Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The Oxide Scales Formed on Different Co-Ni Based Superalloys During Isothermal Oxidation at 800 and 900°C

Migas D., Kierat M., Moskal G.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2021

|

Vol. 66, iss. 1

5--14

EN

In this investigation, the formation of oxide scales on different Co-Ni based superalloys of γ–γ′ type was analyzed. Co-20Ni-7Al-7W (at.%) alloy as well as its W-free modifications based on Co-Ni-Al-Mo-Nb and Co-Ni-Al-Ta systems was analyzed under conditions of high temperature oxidation at 800 and 900°C. Therefore, the alloys were isothermally oxidized at selected temperatures for 100 h in laboratory furnace. Afterwards, the oxidation products were evaluated by means of X-ray diffraction (XRD), optical microscopy (OM) and scanning electron microscopy (SEM). The performed tests showed that W-free alloys exhibit worse oxidation resistance compared to those of Co-Ni-Al-W alloys. After oxidation at 900°C, all alloys were prone of oxide spallation. The scales characterized by oxide peeling were mostly composed of complex Co-based oxides, including CoWO4, CoTa2O6, Co2Mo3O8, CoNb2O6.

2

Solid State Synthesis of Europium Zirconate Based Material

Mikuśkiewicz M., Moskal G.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2019

|

Vol. 64, iss. 4

1343--1352

EN

In the article, the characterization of the microstructure, phase composition and distribution of elements in the Eu2 O3 -ZrO2 sintered materials obtained by four different ways of powders’ homogenization (mixing) process and different temperature of sintering process is shown. The feedstock powders with an average mole ratio of ZrO2 to Eu2 O3 equal 74% to 26% were used as an initial material. The principal aim of the investigation was characterization of differences in the microstructure of the same type of ceramics, however, prepared via different mixing and manufacturing processes. The range of the investigation covered a characterization of these materials via phase identification of all samples by XRD (X-ray diffraction) and characterization of internal morphology of the specimens with detailed analysis of elements distributions by SEM (scanning electron microscopy) and EDS (energy dispersive spectrometry). The aim of the following investigation is to characterize the possibilities of the solid state synthesis of the europium zirconate based materials, dedicated for TBC applications.

3

Primary Microstructure Characterization of As-Casted Co-20Ni-7Al-7W Superalloy

Tomaszewska A., Moskal G., Mikuszewski T., Junak G., Płachta A.

Archives of Foundry Engineering

|

2019

|

iss. 3

78--83

EN

The primary microstructure of new Co-based superalloy of Co-20Ni-7Al-7W (at.%) type was showed in this article. The alloy was manufactured by induction melting in vacuum furnaces. This alloy is a part of new group of high-temperature materials based on Co solid solution and strengthened by coherent L12 phase similar to Ni-based superalloys with γʹ phase. The final form of Coss/L12 microstructure is obtained after fully heat treatment included homogenization, solutionizing and aging processes. But first step of heat treatment thermal parameters determination is characterization of primary microstructure of alloys after casting process with special attentions on segregations of alloying elements in solid solution and presences of structural elements such as eutectic areas, and other phases precipitations. In analysed case the relatively high homogeneity of chemical composition was expected especially in the case of W distribution, what was confirmed be SEM/EDS analysis in dendritic and interdendritic areas.

4

Nowa generacja nadstopów typu γ-γ’ na bazie kobaltu

Migas D., Tomaszewska A., Mikuszewski T., Moskal G.

Rudy i Metale Nieżelazne Recykling

|

2018

|

R. 63, nr 8

19--24

PL

Artykuł przedstawia w formie przeglądowej nową generację nadstopów typu γ-γ′ na bazie kobaltu oraz aktualny stan wiedzy dotyczący tej grupy stopów żarotrwałych. Badania nad tą grupą materiałów zostały zapoczątkowane w 2006 r. i są odpowiedzią na istniejące ograniczenia nadstopów na bazie niklu, które nie pozwalają na utrzymanie dotychczasowego tempa rozwoju silników lotniczych. W dzisiejszych czasach nadstopy niklu umacniane fazą γ′ są wciąż bezkonkurencyjne w zastosowaniach lotniczych, natomiast mogą w przyszłości zostać wyparte przez ich odpowiedniki na bazie kobaltu, ze względu na ich potencjalnie korzystne właściwości w podwyższonej temperaturze. Niemniej jednak do osiągnięcia tego stanu wymagany jest dalszy rozwój nowej generacji nadstopów. W artykule przedstawiono dotychczasowe dokonania dotyczące nowych nadstopów typu γ-γ′ na bazie kobaltu w aspekcie ich wytwarzania, mikrostruktury, obróbki cieplnej oraz odporności na utlenianie. Ponadto zostały przedstawione kierunki rozwoju nowej grupy stopów na najbliższe lata oraz wkład zespołu badawczego z Instytutu Inżynierii Materiałowej Politechniki Śląskiej w rozwój nowych nadstopów typu γ-γ′ na bazie kobaltu.

EN

The following review article show an introduction to the new generation of γ-γ’ cobalt-based superalloys and the current state of the art in this field. The research concerning discussed materials started in 2006 and are a response for limitations of the commercially used Ni-based superalloys, which are a barrier for further development of the aircraft engines. Nowadays, the γ′-strengthened Ni-based superalloys are unrivaled in view of the aircraft applications, whereas these alloys may be soon replaced by the Co-based analogues due to potentially beneficial high temperature properties of new cobalt alloys. However, this replacement requires a development of the new type of superalloys. This article contains achievements concerning the new group of Co-based superalloys in aspect of their preparation, microstructure, heat treatment and oxidation resistance. Furthermore, the paper shows the development directions for the next years and the contribution of a research team from the Institute of Materials Science and Engineering of the Silesian University of Technology to the development of new γ-γ cobalt-based superalloys.

5

The influence of yttrium addition on thermogravimetric behaviour of new Co-10Al-5Mo-2Nb Co-based superalloy

Moskal G., Tomaszewska A., Migas D., Mikuszewski T., Jasik A., Maciąg T.

Ochrona przed Korozją

|

2018

|

nr 11

328--332

EN

Characterization of oxidation resistance of new type of cobalt based superalloys were presented in this investigations. As a referential material the Co-10Al-5Mo-2Nb (at.%) was used as the tungsten-free version of basic Co-7Al-7W alloy. The investigated alloy was modified by addition of yttrium on the level of 0.5 at.% due to expectation of improvement of it oxidation resistance. Both Co-based superalloys were casted in Institute of Materials Engineering of Silesian University of Technology in Poland. The oxidation performance of alloys were made during thermogravimetric investigations at temperature range from 25 to 1200°C. The main analyzed parameter was mass gain detected continuously during the test. After the test the overall and cross-sectional analysis of specimens was made. They included analysis of oxide layer morphology on the surface of specimens with characterization of phase constituent of oxide layer. The detailed analysis of oxidized layer was made by scanning electron microscopy method where distribution of alloying elements was made with special attentions on yttrium localization after the test in oxide zone. Obtained data showed that addition of Y has a strong influence on oxidation performance of new Co based superalloy. Those influence is demonstrated mainly by different morphology of final oxide zone with strong influence on Mo and Nb diffusion.

PL

Przedstawiono wyniki badań dotyczące odporności na utlenianie nowych nadstopów kobaltu. Jako materiału referencyjnego użyto stopu Co-10Al-5Mo-2Nb (at.%), który jest bez-wolframową wersją stopu Co- -7Al-7W. Analizie poddano stop z dodatkiem itru w ilości 0,5 % at., którego rolą była poprawa odporności na utlenianie. Wszystkie analizowane materiały wytworzono w Instytucie Inżynierii Materiałowej Politechniki Śląskiej. Zachowanie się stopów w warunkach utleniania oceniano podczas testów termograwimetrycznych w zakresie temperatury 25°C- -1200°C. Podstawowym analizowanym parametrem była zmiana masy próbek. Po zakończeniu testów wykonano badania na zgładach metalograficznych, obejmujące analizę morfologii warstwy tlenkowej na warstwie wierzchniej stopu oraz scharakteryzowano ich skład fazowy. Szczegółową analizę budowy warstwy utlenionej dokonano w trakcie badań na skaningowym mikroskopie elektronowym, gdzie dokonano oceny rozkładu składników stopowych ze szczególnym uwzględnieniem lokalizacji itru w strefie utlenionej. Uzyskane wyniki wykazały, że wprowadzenie itru ma silny wpływ na wyniki badań termograwimetrycznych nowych nadstopów kobaltu, co objawiało się różnicami w morfologii warstwy utlenionej oraz silnym wpływem itru na dyfuzję Mo i Nb.

6

Korozja elementów instalacji odsiarczania spalin

Moskal G., Hernas A.

Ochrona przed Korozją

|

2018

|

nr 10

292--299

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań dotyczące korozji ram koszy wymienników ciepła w instalacji odsiarczania spalin. Ramy wykonane były ze stali austenitycznej typu Ni-Cr modyfikowanej 4% Mo (904L), celem poprawy odporności na korozję wżerową. Dokonano oceny składu chemicznego i fazowego osadów obecnych na powierzchni badanych elementów. Stwierdzono obecność dużej ilości siarczanów pierwiastków ziem alkalicznych oraz chlorków tych pierwiastków. Taki skład chemiczny osadów, w połączeniu z wilgocią obecną w warunkach pracy w temperaturze poniżej 100°C, spowodował wytworzenie warunków sprzyjających intensywnym procesom korozji wżerowej. Mimo obecności molibdenu w stali obserwowano bardzo silne efekty korozji wżerowej penetrującej głęboko w głąb materiału podstawowego.

XX

The article presents the test results for the corrosion of heat exchanger basket frames in fuel gas desulfurization installations. The frames were made of austenitic steel type Ni-Cr modified by 4% Mo (904L), with the aim to improve the pitting corrosion resistance. An assessment of the chemical and the phase composition of the deposits present on the surface of the tested elements was performed, and the presence of a large amount of sulfides different types. Such a chemical composition of the deposits, in combination with the humidity present under the working conditions at the temperature above 100°C, caused the creation of the conditions favorable for intense processes of pitting corrosion. Despite the presence of molybdenum in the steel, very strong effects of pitting corrosion, penetrating deeply inside the substrate material, were observed.

7

Degradation of La2Zr2O7thermal barrier coatings

Mikuśkiewicz M., Moskal G., Jasik A.

Ochrona przed Korozją

|

2018

|

nr 6

155--158

EN

The degradation process of La2Zr2O7 thermal barrier coatings (TBC) was presented in this paper. This system was deposited by air plasma spraying (APS) on AMS5599 alloy and on a NiCrAlY bond-coat. A scope of tests consisting of isothermal oxidation in air atmosphere at 1100°C for 500 h was performed. Detailed microstructural tests were carried out after 2, 10, 48, 175 and 500 hours of exposure. These tests included microstructure evaluation of a ceramic layer in both coating types, while particularly taking into account phenomena, which occur in a TGO (thermally growth oxide) zone. Evaluation of TGO zone growth was worked out and obtained results were compared with data for conventional TBC layers, which were deposited from 8YSZ powders.

PL

W prezentowanym artykule przedstawiono proces degradacji powłok termoizolacyjnych TBC typu La2Zr2O7 Układ ten został wytworzony metodą natrysku plazmowego (APS) na stopie AMS5599 z międzywarstwą NiCrAlY. Zakres badań obejmował statyczne utlenianie próbek w atmosferze powietrza o temperaturze 1100° C przez 500 godzin. Szczegółowe badania mikrostruktury przeprowadzono po 2, 10, 48, 175 i 500 godzinach ekspozycji. Testy te obejmowały ocenę mikrostruktury warstwy ceramicznej obu typów, ze szczególnym uwzględnieniem zjawisk zachodzących w strefie TGO. Dokonano oceny wzrostu strefy TGO, a uzyskane wyniki porównano z danymi dla konwencjonalnych warstw TBC, które zostały osadzone z proszków 8YSZ.

8

Microstructure and thermal properties of Sm2Zr2O7 + 8YSZ composite TBC systems

Moskal G.

Inżynieria Materiałowa

|

2018

|

Vol. 39, nr 2

75--83

EN

The article present results of microstructural investigation of so called composite type of thermal barrier coating of Sm2Zr2O7 + 8YSZ type deposited by air plasma spraying process with powders mass ratio 50/50, 25/75 and 75/25, respectively. For comparison standard 8YSZ coating was deposited as well. The internal structure quality assessment and surface topography characterization of obtained TBC`s were carried out. The ceramic layers were analysed for phase composition and residual stress. The coatings’ thickness was measured and vertical porosity was quantitatively and qualitatively characterized. Also the crystallite size of both samarium zirconate and yttria stabilized zirconia was evaluated. The obtained results were used for adjusted value of thermal conductivity calculation on the basis of results obtained from thermal diffusivity measurements at temperature between 20 and 1100°C.

PL

Celem prowadzonych badań jest charakterystyka podstawowych parametrów mikrostrukturalnych powłokowych barier cieplnych typu Sm2Zr2O7 + 8YSZ, klasyfikowanych w literaturze fachowej jako powłoki kompozytowe. Zakres badań obejmował analizę mikrostruktury powłok trzech typów różniących się proporcją udziału poszczególnych składników fazowych i oznaczonych odpowiednio 25% 8YSZ + 75% Sm2Zr2O7, 50% 8YSZ + 50% Sm2Zr2O7 i 75% 8YSZ + 25% Sm2Zr2O7. Wszystkie warianty otrzymano metodą natrysku plazmowego w powietrzu na stopie In625 z międzywarstwą typu NiCrAlY o grubości ok. 125 μm. Grubość warstw ceramicznych w omawianych trzech przypadkach wynosiła ok. 300 μm. Zakres badań obejmował oględziny wizualne oraz profilometryczną charakterystykę ilościową i jakościową powierzchni zewnętrznej powłok TBC po procesie natryskiwania plazmowego. Dokonano również oceny topograficznej powierzchni z użyciem technik skaningowej mikroskopii elektronowej. W drugim obszarze badań przeprowadzono ocenę budowy wewnętrznej warstw ceramicznych z uwzględnieniem udziału ilościowego poszczególnych składników fazowych oraz określono w sposób jakościowy i ilościowy udział porów sferycznych, horyzontalnych oraz wertykalnych, przy czym jako punkt odniesienia potraktowano powierzchnię swobodną powłoki. Wykonano także badania charakteryzujące rozmieszczenie poszczególnych składników stopowych (fazowych), co miało na celu określenie stopnia jednorodności powłoki. Wykonano również badania charakteryzujące wielkość krystalitów poszczególnych składników strukturalnych, tj. faz 8YSZ i Sm2Zr2O7. Oceniono również stan naprężeń metodą dyfrakcyjną. Przeprowadzono analizy charakteryzujące dyfuzyjność cieplną otrzymanych powłok i na tej podstawie oraz wyników pomiarów porowatości obliczono wartość współczynnika przewodnictwa cieplnego i skorygowanego przewodnictwa cieplnego w funkcji temperatury. Wyniki badań mikrostruktury, w tym porowatości, udziału poszczególnych składników fazowych oraz wielkości krystalitów, stanowiły podstawę do interpretacji uzyskanych wyników pomiarów dyfuzyjności cieplnej.

9

Synthesis and Thermal Properties of Europium-Cerium Oxide as a New Fluorite-Type Ceramic Material for Thermal Barrier Coatings Applications

Mikuśkiewicz M., Stopyra M., Moskal G.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2018

|

Vol. 63, iss. 4

2089--2093

EN

In the present paper the structure and thermal properties of europium cerium oxides were investigated. The material for the research was obtained via solid state synthesis. The initial powders: ceria CeO2 and europia Eu2O3 were mixed in 1:1 mass ratio (non-stoichiometric proportion with the excess of CeO2) and milled. The sintering process was performed using high temperature vacuum press at 1350°C. Calorimetric analysis was conducted both for initial powders and milled mixture. The structure, phase composition and thermal diffusivity of obtained material were investigated in as-sintered condition. It was revealed that the obtained material was multi-phase. Non-stoichiometric phases including Ce0.5Eu0.5O1.75 with fluorite type structure and different lattice parameters were present. Thermal diffusivity decreased in the range from 25 to 900°C from 1.49 to 0.57 mm2 /s and then increased to 0.70 mm2 /s at 1400°C.

10

Oxidation behavior of Co-Al-Mo-Nb and Co-Ni-Al-Mo-Nb new tungsten-free γ-γ′ cobalt-based superalloys

Moskal G., Migas D., Mikuśkiewicz M., Niemiec D., Godzierz M.

Ochrona przed Korozją

|

2017

|

nr 9

318--322

EN

This paper presents the oxidation behavior of tungsten-free γ-γ’ Co-10-Al-5Mo-2Nb and Co-20Ni-10Al-5Mo-2Nb cobalt-based superalloys. This type of alloys is an alternative materials for tungsten contains alloys of Co-Al-W type with γ′- Co3(Al. W) intermetallic phase adequate to γ’- Ni3Al phase identified in Ni based superalloys. Applications of Mo and Nb as a replacement of W is related to tendency to lowering the density of alloys. The investigation included thermogravimetric studies up to 1200°C. The oxidized layer was evaluated, therein microstructure, chemical and phase composition analyses were performed using various methods, inclusive of x-ray diffraction, SEM/EDS analysis and light microscopy.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań dotyczące zachowania się nowych nadstopów kobaltu Co-10Al-5Mo-2Nb i Co-20Ni-10Al-5Mo-2Nb i strukturze typu γ-γ` w warunkach utleniania. Ta grupa materiałów stanowi alternatywę dla stopów wolframowych o ogólnym wzorze Co-Al-W, w których fazą umacniająca jest faza międzymetaliczna typu γ’- Co3(Al, W), będąca odpowiednikiem fazy γ’- Ni3Al, identyfikowanej w nadstopach na bazie niklu. Wprowadzenie Mo i Nb jako zamienników W jest związane przede wszystkim z chęcią obniżenia gęstości stopów. Przedstawione badania obejmują badania termograwimetryczne do temperatury 1200°C. Ocenie poddano warstwę powstałych tlenków, ich mikrostrukturę, jak również skład chemiczny oraz skład fazowy. Zastosowano metody badawcze obejmujące analizę rentgenowską składu fazowego XRD, analizę mikrostruktury oraz składu chemicznego metodami SEM/EDS jak również ocenę mikrostruktury z zastosowaniem mikroskopii optycznej.

11

Oxidation performance of Co–Al–W and Co–Ni–Al–W new type of γ-γʹ cobalt-based superalloys

Moskal G., Migas D., Tomaszewska A., Mikuszewski T., Maciąg T., Godzierz M., Niemiec D.

Inżynieria Materiałowa

|

2017

|

Vol. 38, nr 4

163--169

EN

Cobalt-based superalloys are class of new heat-resistant materials for components of turbine engines. The γ-γʹ phase microstructure similar to nickel-based analogue, provide excellent creep resistance as well as resistance to corrosion and oxidation. Superior high temperature resistance drives intensive development of Co-based superalloys. The aim of paper is assessment of high temperature oxidation behaviour of Co–9Al–9W and Co–20Ni–7Al–7W alloys in as-cast state. The non-isothermal oxidation performance of Co–9Al–9W and Co–20Ni–7Al–7W alloys was studied using thermogravimetric method up to 1200°C. The thermogravimetric analysis was carried out under argon atmosphere with heating rate 5°C/min. The scale morphology after high temperature oxidation test was investigated. The evaluation of scale concerned macrostructure, microstructure, chemical and phase composition of surface after high temperature oxidation tests. Surface of tested alloys after oxidation was characterized using X-ray diffraction analysis (XRD), scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS) and light microscopy (LM). Co–20Ni–7Al–7W was characterized by slightly better high temperature oxidation resistance than basic Co–9Al–9W alloy. The surface stability in elevated temperature is important factor in case of components undergoing elevated temperature. This paper shows possibilities of these alloys for high temperature service.

PL

Intensywny rozwój silników lotniczych napędza poszukiwania nowych materiałów żarotrwałych, zdolnych do pracy w coraz trudniejszych warunkach. Efektem tych poszukiwań są nowe nadstopy typu γ-γʹ na bazie kobaltu, charakteryzujące się większą odpornością na utlenianie w wysokiej temperaturze od obecnie stosowanych odpowiedników na bazie niklu. Celem pracy było scharakteryzowanie utleniania nadstopu kobaltu Co–20Ni–7Al–7W w podwyższonej temperaturze i porównanie go z nadstopem bazowym Co–9Al–9W. Praca objęła badania kinetyki utleniania wysokotemperaturowego w warunkach nieizotermicznych metodą grawimetryczną oraz analizę składu chemicznego, fazowego i mikrostruktury powstałej zgorzeliny.

12

Characterization of primary microstructure of γ–γʹ Co–Al–W cobalt-based superalloy

Mikuszewski T., Tomaszewska A., Moskal G., Migas D., Niemiec D.

Inżynieria Materiałowa

|

2017

|

Vol. 38, nr 5

217--223

EN

Present paper concerns primary structure of cobalt-based superalloys Co–9Al–9W with γ/γʹ structure, casted via induction melting process. Common problems described in literature, concerning difficulties in obtaining uniform distribution of tungsten, particularly in interdendritic areas were reason of utilization of modified casting process. Alter method is based on tungsten dosing into liquid metal bath of cobalt and aluminium during melting. This method allows to obtain microstructure characterized by considerably decreased microsegregation, especially in case of tungsten. This type of primary structure results in simplified and more economical homogenization performance of casts before further technological processes. Used method of casting give the possibility to obtain samples with small effect of segregations of alloying elements. Observed effect of interdendritic segregations were related to higher level of aluminium concentration and lower cobalt, but in both cases the measured difference was 2 to 4 % at.

PL

Celem artykułu jest charakterystyka mikrostruktury pierwotnej stopu Co–9Al–9W w stanie bezpośrednio po odlaniu, z uwzględnieniem rozmieszczenia składników stopowych w rdzeniach dendrytów i obszarach międzydendrytycznych w różnych strefach odlewu oraz profilu mikrotwardości. Ważną kwestią była jednorodność rozmieszczenia wolframu w obszarach rdzeni dendrytów i w przestrzeniach międzydendrytycznych, co jest typowym problemem w stopach z dodatkiem wolframu.

13

WC-Co coatings and sinters modified with nano-sized tic microstructure – quantitative evaluation

Myalska H., Dybowski B., Moskal G.

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2017

|

Vol. 11, no 1

220--231

EN

The different concepts of WC-Co thermally sprayed coatings improvement may be considered and the application of nanoparticles, as the mechanical strengthening addition, is one of them. Nanostructured WC-Co coatings are characterized by higher hardness than the coatings formed from micrometric WC grains; whereas coatings with bimodal distribution of particles reveal greater wear resistance than the coatings obtained exclusively from nano-sized powders. Mixed effect of the matrix reinforcement by nanoparticles and strong fix of the micron-sized WC grains was proposed as a possible reason for enhanced wear resistance of bimodal coatings. In order to obtain a bimodal distribution of particles in the material standard WC-Co (83-17) powder was mixed with nanometric TiC powder (40–100 nm). The amount of TiC in powder mixtures was in the range from 1 to 7 wt.%. The mixtures were deposited on steel substrate using HVAF method and also hot pressed in vacuum. The microstructure of obtained coatings and sinters was quantitatively evaluated. Sinters revealed more homogenous distribution of the nano-sized TiC particles than the coatings. The addition of nano-sized TiC in the case of coatings has led to the decrease of its porosity. The agglomeration of nano-sized TiC particles in the coatings results in the decrease of material’s hardness.

14

Odporność na utlenianie warstw krzemkowych na molibdenie i stopie TZM

Moskal G., Witala B., Mościcki A., Kałamarz P., Supernak W., Niemiec D., Wrona A., Osadnik M.

Ochrona przed Korozją

|

2016

|

nr 2

46--52

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań charakteryzujące odporność na utlenianie krzemowanego metodą proszkową czystego molibdenu oraz stopu TZM, zawierającego dodatkowo tytan, cyrkon oraz węgiel. Badania odporności na utlenianie przeprowadzono w powietrzu w temperaturze 1200°C w warunkach quasi izotermicznych. Próbki do badań pobierano po 25, 50 i 100 godzinach testu. Wykazano, że o trwałości powłoki krzemkowej na molibdenie i jego stopach decyduje jej jakość, a szczególnie obecność pęknięć i ich zdolność do samozaleczania. W powłokach typu MoSi2 obecność pęknięć penetrujących do materiału podłoża gwałtownie przyspiesza proces niszczenia stopu podłoża, a efekt samozaleczania nie jest obserwowany. W obszarach powłoki wolnych od pęknięć jej trwałość w warunkach utleniania była bardzo dobra.

EN

Results of investigations characterizing oxidation resistance of pure Mo and TZM alloy (with addition of Ti and Zr) after siliconizing process in activated pack were showed in this article. The oxidation test was made in laboratory air at temperaturę 1200°C in quasi isothermal conditions. The specimens to microstructural investigations were taken after 25, 50 and 100 hours of exposure. The durability of silicide’s coatings on Mo and TZM alloy is related strongly to their quality and especially to: presents of microracks as well as ability to self-healing process. In the case of MoSi2 type of coatings the presents of deeply penetrating microcracks suddenly increased the failure process of substrate materials, and the self-healing effect was not observed. In the areas of coatings free from discontinuities the durability of silicide layer was very good in oxidation test condition.

15

Synthesis, Characterization and Thermal Diffusivity of Holmium and Praseodymium Zirconates

Stopyra M., Niemiec D., Moskal G.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2016

|

Vol. 61, iss. 2B

1249--1254

EN

A2B2O7 oxides with pyrochlore or defected fluorite structure are among the most promising candidates for insulation layer material in thermal barrier coatings. The present paper presents the procedure of synthesis of holmium zirconate Ho2Zr2O7 and praseodymium zirconate Pr2Zr2O7 via Polymerized-Complex Method (PCM). Thermal analysis of precursor revealed that after calcination at relatively low temperature (700°C) fine-crystalline, single-phase material is obtained. Thermal diffusivity was measured in temperature range 25-200°C, Ho2Zr2O7 exhibits lower thermal diffusivity than Pr2Zr2O7. Additionally, PrHoZr2O7 was synthesized. The powder in as-calcined condition is single-phase, but during the sintering decomposition of solid solution took place and Ho-rich phase precipitated. This material exhibited the best insulating properties among the tested ones.

16

Synthesis and Thermal Properties of Cerium-Dysprosium Oxide

Mikuśkiewicz M., Stopyra M., Moskal G.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2016

|

Vol. 61, iss. 2B

965--969

EN

The paper presents results of investigation on synthesis and characterization of cerium-dysprosium oxide. The input powders - dysprosium oxide Dy,sub>2O3 and cerium oxide CeO2 - were mixed so as to obtain equimolar ratio of cations, milled in alcohol and synthesized via solid state reaction process at 1350°C under 15MPa in vacuum for 2h. The microstructure, phase composition and thermal properties were analyzed. The obtained material was multiphase. Non-stoichiometric compounds were identified. Thermal diffusivity of investigated material decreased in the temperature range of 25-1000°C from 0,71 to 0,45 mm2/s.

17

Synthesis and Characterization of Thermal Properties of Type Eu2O3-ZrO2 Sinters

Jucha S., Moskal G., Mikuśkiewicz M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2016

|

Vol. 61, iss. 2B

1121--1128

EN

The oxides with pyrochlore or defected fluorite structure are a potential alternative ceramic materials for now widely used yttria-stabilized zirconia 8YSZ in the application for the insulation layer of thermal barrier coatings systems. This paper presents a procedure of synthesis of europium zirconate of Eu2Zr2O7 type, by the method of high temperature sintering under pressure. The analysis of the effect of the powders` homogenization methods on homogeneity of final sintered material showed that the highest homogeneity can be obtained after mechanical mixing in alcohol. Moreover, the DSC investigation carried out on a mixture of powders before the sintering process and on the material after high temperature sintering under pressure, suggest the synthesis of a new phase an europium zirconate Eu2Zr2O7 with the pyrochlore structure. Obtained phase was characterized by stability over the entire range of tested temperature, i.e. to 1450°C. The resulting material based on europium zirconate has a lower coefficient of thermal diffusivity than the now widely used 8YSZ.

18

Microstructure and Oxidation Resistance of Laser Remelted Plasma Sprayed Nicraly Coating

Niemiec D., Moskal G., Carski Ł.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2016

|

Vol. 61, iss. 2B

1183--1191

EN

The article presents results of research relating to the impact of laser treatment done to the surface of plasma sprayed coatings NiCrAlY. Analysis consisted microstructure and oxidation resistance of coatings subjected to two different laser melting surfaces. The test were performed at a temperature 1000°C the samples were removed from the furnace after 25, 300, 500, 750 and 1000 hours. The investigations range included analysis of top surface of coatings by XRD characterization oxides formed types and microscopic investigations of coatings morphology

19

Warstwy ochronne na bazie metali wysokotopliwych wytwarzane techniką natryskiwania cieplnego

Wrona A., Lis M., Bilewska K., Czechowska K., Więcław G., Moskal G., Osadnik M., Kamińska M.

Obróbka Plastyczna Metali

|

2015

|

T. 26, nr 2

177--190

PL

W pracy zaprezentowano nowe warstwy stopowe na bazie molibdenu o wysokiej zawartości renu, przeznaczone do zwiększania odporności korozyjnej elementów ceramicznych/cermetalicznych na działanie ciekłego szkła, w szczególności szkła sodowo-wapniowego. Przeznaczeniem są szczególnie narażone na korozję i erozję elementy instalacji do topienia szkła takie, jak gardziele przelotowe, bubblery, rozdzielniki ciekłego szkła oraz oczka. Cermetalicznym podłożem, na powierzchni którego wytworzono techniką natryskiwania plazmowego warstwy, jest spiekany ogniotrwały materiał na bazie niestabilizowanego ZrO2 z dodatkiem Mo. Wytworzone materiały poddane zostały procesowi krzemowania celem wytworzenia powłoki chroniącej warstwę przed utlenieniem w początkowej fazie zanim nastąpi całkowite stopienie szkła. Wytworzenie warstw wymagało opracowania metody umożliwiającej wytwarzanie proszku stopowego o morfologii pozwalającej na stosowanie go w procesach natryskiwania cieplnego. W celu otrzymania proszku wykazującego dużą sypkość opracowano metodę polegającą na wprowadzaniu renu do molibdenu w procesie redukcji nadrenianu amonu. Badano wpływ zastosowania operacji wygrzewania proszku po procesie redukcji na skład fazowy i mikrostrukturę proszków oraz otrzymanych z nich warstw. Operacja wygrzewania wpływa na jakościowy i ilościowy skład fazowy proszków, natomiast nie ma istotnego wpływu na skład fazowy warstw. Wytworzone materiały poddano próbom odporności korozyjnej, na podstawie których można stwierdzić, że opracowane warstwy bardzo dobrze chronią wyrób ceramiczny/cermetaliczny od korozyjnego działania szkła sodowo-wapniowego. Nie zaobserwowano składników szkła w cermetalu. Istotne jest również to, że rozpuszczalność składników warstwy w szkle jest minimalna.

EN

The article presents novel molybdenum-based alloy coatings with a high rhenium content for improvement of corrosion resistance of ceramic/cermet elements towards molten glass, particularly soda-lime glass. The expected destination of the studied materials are elements especially exposed to corrosion such as passage throats, bubblers, separatory funnels for liquid glass. The substrate is a sintered refractory material made of unstabilized zirconia with Mo addition. Obtained materials were subjected to silicon in order to grow a cover layer to protect coating from oxidizing during the initial phase before glass is completely melted. For the purpose of deposition it was necessary to develop a method for preparation of alloy powder with a morphology applicable for thermal spraying. In order to obtain powder with high flowability a method of introduction of rhenium into molybdenum during ammonium perrhenate reduction was developed. The powders and coatings were investigated for phase composition and microstructure after annealing of reduced powder. The process of annealing was found to influence the phase composition of powders but not of the coatings. Tests of corrosion resistance carried out with the resulting materials indicate that the coatings protect well the underlaying ceramic/cermet core from the corrosive action of soda-lime glass. No glass element were found in the cermet material. It is also important that solubility of layer components in glass is minimal.

20

The Influence of NiCrAlY Coatings Roughness on Oxidation Kinetics During Static Oxidation Test at Temperature 1000ºC And 1100ºC

Niemiec D., Moskal G., Jasik A.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 4

2671--2680

EN

The article presents the results of research related to the impact of pretreatment plasma sprayed NiCrAlY coating on the kinetics of the oxidation. The analysis covered the shell subjected to thermal spraying. The test were performed at a temperature of 1000ºC and 1100ºC the samples were removed from the furnace after 25, 300, 500, 750 and 1000 hours. The investigations range included analysis of top surface of coatings by XRD characterization oxides formed types and microscopic investigations of coatings morphology.

PL

W artykule zaprezentowano wyniki badań odnoszące się do wpływu przygotowania powierzchni natryskanej plazmowo powłoki NiCrAlY na kinetykę jej utleniania. Analiza obejmowała powłoki poddane natryskiwaniu cieplnemu. Testy wykonano w temperaturze 1000ºC i 1100ºC próbki zostały wyjęte z pieca po 25, 300, 500, 750 i 1000 godzinach. Przy analizie stanu warstwy wierzchniej powłok wykorzystano badania dyfrakcyjne określające skład fazowy i badania mikroskopowe umożliwiające ocenę budowy warstwy.