Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Design of newly developed burner rig operating with hydrogen rich fuel dedicated for materials testing

Nowak Wojciech J., Drajewicz Marcin, Góral Marek, Smusz Robert, Cichosz Piotr, Majka Andrzej, Sęp Jarosław

Advances in Mechanical and Materials Engineering

|

2023

|

Vol. 40, nr 1

203-214

EN

The main purpose of present article is to present the burner rig station newly developed at the Rzeszow University of Technology in Poland. The burner rig is dedicated to operate on fuels rich in hydrogen. The burner rig is able to operate with fuels with hydrogen content up to 50 volume %. A detailed description of burner rig construction is presented. Moreover a mathematical model predicting temperature distribution within the combustion chamber is presented. The obtained results showed a good insulation of burner rig construction leading to the temperature gradient from 1674℃ in the burner rig to 214℃ on steel housing.

PL

Głównym celem niniejszego artykułu jest przedstawienie stanowiska palnikowego nowo opracowanego na Politechnice Rzeszowskiej. Palnik przeznaczony jest do pracy na paliwach bogatych w wodór. Palnik może pracować z paliwami o zawartości wodoru do 50% obj. Przedstawiono szczegółowy opis budowy stanowiska palnika. Zaprezentowano także model matematyczny przewidujący rozkład temperatury w komorze spalania. Uzyskane wyniki wykazały dobrą izolację konstrukcji palnika, co doprowadziło do powstania gradientu temperatury od 1674°C w korpusie palnika do 214°C na obudowie stalowej.

2

Influence of High-Temperature Oxidizing Conditions on AlCoCrCuNi High Entropy Alloys with and without Silicon Addition

Gawel R., Rogal Ł., Przybylski K., Matsuda Kenji

Archives of Metallurgy and Materials

|

2022

|

Vol. 67, iss. 2

471--478

EN

Initial investigations on oxidation behaviour and phase transformations of equimolar AlCoCrCuNi high entropy alloy with and without 1 at.% silicon addition during 24-hr exposure to air atmosphere at 1273 K was carried out in this work. After determining the oxidation kinetics of the samples by means of thermogravimetric analysis, the morphology, chemical and phase compositions of the oxidized alloys were determined by means of scanning electron microscopy, energy dispersive X-ray spectroscopy and X-ray diffraction analysis. Additional cross-section studies were performed using transmission electron microscopy combined with energy dispersive X-ray spectroscopy and selected area electron diffraction. From all these investigations, it can be concluded that minor silicon addition improves the oxidation kinetics and hinders the formation of an additional FCC structure near the surface of the material.

3

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.

4

Cyclic oxidation resistance of Co–9Al–9W new cobalt-based superalloy

Moskal Grzegorz, Tomaszewska Agnieszka, Migas Damian, Niemiec Dawid

Inżynieria Materiałowa

|

2019

|

Vol. 40, nr 2

39--45

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 alloy in as-cast state. The cyclic oxidation performance of Co–9Al–9W alloy was studied at temperature 800°C and 900°C. The cyclic oxidation test was carried out under laboratory air atmosphere with time of exposure 25 hours and multiplicity of it. The scale morphology after cyclic oxidation test was investigated. The evaluation of scale concerned macrostructure, microstructure, chemical and phase composition of surface. 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). Obtained data revealed that Co–9Al–9W alloy showed acceptable resistance to cyclic test at temperature 800°C. The oxide scale at this variant showed mainly Co oxides as an dominant phase. At higher temperature – 900°C the strong effect of spallation of scale was observed as results of CoWO4 complex oxide formation.

PL

Celem pracy była charakterystyka odporności na utlenianie nowego typu stopów na bazie kobaltu umacnianych fazą Co3(Al, W). Ocenie poddano stop Co–9Al–9W (% at.) w stanie po odlaniu i homogenizacji. Wykonano próby odporności na utlenianie cykliczne w cyklach 25-godzinnych w atmosferze powietrza. Zakres prezentowanych badań obejmował pomiary masy próbek po kolejnych cyklach, ocenę stanu powierzchni z uwzględnieniem procesów jej odpadania, jak również charakterystykę składu chemicznego i fazowego powstałej zgorzeliny oraz jej budowę morfologiczną.

5

Microstructure and High Temperature Oxidation Properties of Fe-Cr-Ni HK30 Alloy Manufactured by Metal Injection Molding

Wi Dong-Yeol, Kim Young-Kyun, Yoon Tae-Sik, Lee Kee-Ahn

Archives of Metallurgy and Materials

|

2019

|

Vol. 64, iss. 2

525--530

EN

This study investigated the microstructure and high temperature oxidation properties of Fe-25Cr-20Ni-1.5Nb, HK30 alloy manufactured by metal injection molding (MIM) process. The powder used in MIM had a bi-modal size distribution of 0.11 and 9.19 μm and had a spherical shape. The initial powder consisted of γ-Fe and Cr23C6 phases. Microstructural observation of the manufactured (MIMed) HK30 alloy confirmed Cr23C6 along the grain boundary of the γ-Fe matrix, and NbC was distributed evenly on the grain boundary and in the grain. After a 24-hour high temperature oxidation test at air atmospheres of 1000, 1100 and 1200°C, the oxidation weight measured 0.72, 1.11 and 2.29 mg/cm2, respectively. Cross-sectional observation of the oxidation specimen identified a dense Cr2O3 oxide layer at 1000°C condition, and the thickness of the oxide layer increased as the oxidation temperature increased. At 1100°C and 1200°C oxidation temperatures, Fe-rich oxide was also formed on the dense Cr2O3 oxide layer. Based on the above findings, this study identified the high-temperature oxidation mechanism of HK30 alloy manufactured by MIM.

6

High Temperature Oxidation Process of P91 Steel in CO2 Atmosphere Containing SO2

Kominko H., Jaroń A.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2019

|

Vol. 64, iss. 4

1597--1602

EN

In order to improve the efficiency of power generation system and reduce CO2 emissions power plants work at high temperature and pressure. Under such conditions modified steel 9Cr, which fulfils the requirements concerning creep resistance, isused. However, Cr2O3 formed on the steel does not protect the construction material in the atmosphere which contains CO2 and SO2. The aim of the experiment was to study the behaviour of P91 steel in CO2 atmosphere with the addition of 1% and 5 vol.% of SO2 at different temperatures (700, 800 and 900°C). It was concluded that the corrosion rate of P91 steel is increasing with a rise in temperature. Scales formed in CO2 atmosphere at 900°C contain a mixture of iron oxides in the outer layer and chromium-iron spinel in the inner layer. The FeS and Ni were found in the inner zone of scales formed in SO2 atmosphere.

7

Influence of hafnium on high temperature oxidation of NiAl and Ni3Al alloys

Swadźba R.

Prace Instytutu Metalurgii Żelaza

|

2018

|

T. 70, nr 2

19--29

EN

The results presented in this paper concern the modification of NiAl and Ni3Al alloys with reactive elements that increase their high temperature oxidation resistance. Literature data indicate that even trace additions of Hf to aluminide coatings significantly improve the resistance to oxidation in the range of 1100-1150°C, however the exact mechanism of its influence is not yet known. In order to determine the influence of various additions of Hf on high temperature oxidation of aluminide coatings, cyclic oxidation tests were performed at 1150°C of model NiAl and Ni3Al alloys with different Hf additions - from 0.25 wt.% to 1.5 wt.%. High resolution electron microscopy, as well as chemical composition analysis techniques, were applied to perform a detailed characterisation of the influence of Hf on the substructure, chemical and phase composition in the nano scale of oxide scales formed during high temperature oxidation.

PL

Wyniki przedstawione w artykule dotyczą modyfikacji tzw. pierwiastkami reaktywnymi faz wchodzących w skład dyfuzyjnych powłok aluminidkowych stosowanych na łopatki turbin silników lotniczych w celu zwiększenia ich odporności na utlenianie wysokotemperaturowe. Dane literaturowe wskazują, że nawet niewielki dodatek Hf w powłokach aluminidkowych bardzo silnie wpływa na wzrost odporności na utlenianie w zakresie temperatury 1100÷1150°C, jednak dokładny mechanizm jego wpływu nie jest do końca poznany. W celu określenia wpływu różnej zawartości Hf oraz scharakteryzowania mechanizmu jego oddziaływania na procesy utleniania wysokotemperaturowego powłok aluminidkowych przeprowadzono badania cyklicznego utleniania w temperaturze 1150°C stopów modelowych NiAl i Ni3Al o różnej zawartości Hf - od 0,05% mas. do 1,5% mas. Do przeprowadzenia szczegółowej analizy wpływu Hf na substrukturę, skład chemiczny oraz fazowy w skali nano warstw tlenkowych powstających podczas utleniania wysokotemperaturowego wykorzystano techniki wysokorozdzielczej mikroskopii elektronowej oraz analizy składu chemicznego.

8

Wpływ przygotowania warstwy wierzchniej stopów żelaza na właściwości mechaniczne powłok antykorozyjnych

Skotnicki W., Jędrzejczyk D., Dyrlaga M.

Ochrona przed Korozją

|

2018

|

nr 12

383--386

PL

W pracy podjęto próbę określenia wpływu wysokotemperaturowego utleniania jako sposobu przygotowania powierzchni żeliwa szarego gatunku GJL-250 na właściwości mechaniczne powłoki cynkowej otrzymanej metodą: zanurzeniową, galwaniczną oraz lamelową. Próbki do badań zostały pobrane z części wykorzystywanych do budowy energetycznych linii napowietrznych. Intensywność zużycia powłoki cynkowej określono poprzez badania tribologiczne w warunkach tarcia suchego, które wykonano przy użyciu testera T-11. Badania umożliwiły wyznaczenie współczynnika tarcia powłoki cynkowej w zależności od sposobu przygotowania powierzchni na którą zostały naniesione. Dodatkowo w celu określenia mechanizmów uszkodzenia powłoki przeprowadzono analizę makroskopową i mikroskopową oraz wykonano pomiary struktury geometrycznej powierzchni. Na podstawie otrzymanych wyników badań określono zróżnicowanie stopnia zużycia otrzymanych powłok w zależności od sposobu przygotowania powierzchni. Przeprowadzone badania wykazały, że wykorzystanie wysokotemperaturowego utleniania jako sposobu przygotowania powierzchni żeliwa szarego może stanowić o właściwościach tribologicznych zanurzeniowej powłoki cynkowej.

EN

The paper attempts to determine the influence of high temperature oxidation as a method of preparing the surface of gray cast iron grade GJL-250 on the mechanical properties of the zinc coating obtained by the method of: hot-dip, galvanic and lamella. Samples for testing were taken from parts used for the construction of overhead power lines. Intensity of wear of the zinc coating was determined by tribological tests under dry friction conditions, which were made using the T-11 tester. The research allowed to determine the coefficient of friction of the zinc coating depending on the method of preparation of the surface on which they were applied. In addition, macroscopic and microscopic analysis was performed to determine the mechanisms of shell damage and measurements of the geometric structure of the surface were made. On the basis of the obtained test results, the differentiation of the degree of wear of the obtained coatings was determined depending on the method of surface preparation. The conducted research has shown that the use of high temperature oxidation as a way of preparing the surface of gray iron can be a tribological characteristic of the zinc coating.

9

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.

10

Nowe powłoki żaroodporne SiCO otrzymane na bazie polimerowych prekursorów ceramicznych

Nyczyk-Malinowska A., Smoła G., Grzesik Z.

Ochrona przed Korozją

|

2017

|

nr 5

170--174

PL

Przeprowadzono wstępne badania utleniania wysokotemperaturowego stali austenitycznej 1H18N9 pokrytej powłoką SiCO, otrzymaną w wyniku pirolizy polimerowego prekursora ceramicznego V3. Wyniki testów utleniania izotermicznego oraz cyklicznego, przeprowadzonych w temperaturze 900oC, wykazały znaczną odporność badanej powłoki na działanie wysokiej temperatury w obecności atmosfery utleniającej.

EN

High temperature oxidation studies were initially performed on austenitic steel 1H18N9 covered by a SiCO coating obtained as the result of pyrolysis carried out on the polymer precursor ceramic V3. The results of isothermal and cyclic oxidation tests carried out at 900oC indicated that the studied coating exhibits significant resistance against the effects of a high temperature in the presence of an oxidizing atmosphere.

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

High Temperature Oxidation Property of SiC Coating Layer Fabricated by Aerosol Deposition Process

Ham G.-S., Kim S.-H., Park J.-Y., Lee K.-A.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2017

|

Vol. 62, iss. 2B

1347--1351

EN

This study investigated the high temperature oxidation property of SiC coated layer fabricated by aerosol deposition process. SiC coated layer could be successfully manufactured by using pure SiC powders and aerosol deposition on the Zr based alloy in an optimal process condition. The thickness of manufactured SiC coated layer was measured about 5 μm, and coating layer represented high density structure. SiC coated layer consisted of α-SiC and β-SiC phases, the same as the initial powder. The initial powder was shown to have been crushed to the extent and was deposited in the form of extremely fine particles. To examine the high temperature oxidation properties, oxidized weight gain was obtained for one hour at 1000°C by using TGA. The SiC coated layer showed superior oxidation resistance property than that of Zr alloy (substrate). The high temperature oxidation mechanism of SiC coated layer on Zr alloy was suggested. And then, the application of aerosol deposited SiC coated layer was also discussed.

13

Oxide scale formation on in 792 at early stages of high temperature exposure

Nowak W. J., Wierzba P., Wierzba B., Sieniawski J.

Advances in Manufacturing Science and Technology

|

2017

|

Vol. 41, nr 1

65--74

EN

In the present work a commercially available Ni-base superalloy IN 792 was exposed at 1050°C up to 50 hours in Ar+O2 (20%) for investigation of its oxidation kinetics as well as oxide scale formation. It was observed that the alloy formed chromium rich oxide scale. However, detailed analysis, including glow discharge optical emission spectroscopy (GD-OES) and scanning electron microscopy (SEM) showed that the alloy forms multiphase oxide scale consisting of TiO2, Cr2O3, TiTaO4 and Al2O3. The latter caused Al-depletion from the bulk material, which resulted in dissolution of the γ’ phase and local weakening of the IN 792.

PL

W pracy przedstawiono analizę wyników próby utleniania wysokotemperaturowego nadstopu niklu IN 792 w temperaturze 1050°C, w czasie 50 h w atmosferze Ar+O2 (20%). Określono kinetykę procesu utleniania oraz scharakteryzowano wytworzoną warstwę tlenków. Analizę składu chemicznego prowadzono metodami emisyjnej spektroskopii optycznej z wyładowaniem jarzeniowym (GD-OES) i elektronowej mikroskopii skaningowej (SEM). Stwierdzono, że na podłożu nadstopu niklu IN 792 tworzy się wielowarstwowa zgorzelina złożona z tlenków TiO2, Cr2O3, TiTaO4 i Al2O3. Wykazano również, że tworzenie się wydzieleń Al2O3 powoduje lokalne zubożenie ziarn osnowy stopu w aluminium – składnika fazy umacniającej (Ni3Al). Prowadzi więc do degradacji tego składnika fazowego mikrostruktury i obniżenia stopnia umocnienia nadstopu IN 792.

14

Water vapour effect on high temperature oxidation behaviour of superalloy Rene 80

Nowak W. J., Wierzba P., Naumenko D., Quadakkers W.J., Sieniawski J.

Advances in Manufacturing Science and Technology

|

2016

|

Vol. 40, nr 2

41--52

EN

The commercial Ni-base superalloy Rene 80 was isothermally oxidized at 1050°C in synthetic air and synthetic air with addition of H2O in two types of experiments: during oxidation in a thermobalance for 50 h and during oxidation in a tube furnace. During thermobalance oxidation the water vapour content was 7% while during tube furnace oxidation 20%. The samples were exposed up to 100 hours. The obtained results revealed that Rene 80 formed the oxide scale consisting of TiO2 and Cr2O3 in the outer and BCrO3 in the inner part of the oxide scale. Below the latter oxides internal Al2O3 precipitates are visible. Such an oxide scale morphology was observed on samples exposed in both atmospheres. For material oxidised in dry synthetic air an additional phase, namely TiN below the zone of internal oxidation of aluminium was found for all of the times. The internal TiN phase was supressed due to the presence of water vapour in the atmosphere. The obtained results showed that such a suppression is observed up to at least 100 hours.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań kinetyki procesu utleniania wysokotemperaturowego nadstopu niklu Rene 80 w temperaturze 1050°C i w czasie 100 h, w środowisku syntetycznego powietrza z i bez dodatku pary wodnej. Do utleniania stosowano dwa rodzaje pieców: komorowy – próba termograwimetryczna i piec rurowy. Przyjęto zawartość pary wodnej w powietrzu syntetycznym podczas próby w komorze termograwimetrycznej – 7%, natomiast w piecu rurowym 20%. Analiza wyników badań składu chemicznego metodami emisyjnej spektroskopii optycznej z wyładowaniem jarzeniowym (GD-OES) i skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM) na przekroju warstwy utlenionej wykazała, że na podłożu nadstopu niklu Rene 80 tworzy się wielostrefowa zgorzelina złożona z tlenków TiO2 i Cr2O3 w strefie zewnętrznej oraz tlenek BCrO3 w strefie wewnętrznej. Poniżej warstwy wierzchniej zgorzeliny stwierdzono strefy wydzieleń nieciągłych tlenku Al2O3. Przedstawiona morfologia zgorzeliny jest charakterystyczna dla utleniania w obydwu atmosferach zarówno dla powietrza syntetycznego, jak również powietrza z parą wodną. Stwierdzono, że podczas utleniania w powietrzu syntetycznym (bez pary wodnej) tworzą się azotki TiN poniżej warstwy tlenku Al2O3. Azotki TiN nie wytworzyły się w warstwie utlenianej w atmosferze pary wodnej. Jest to spowodowane preferencyjną adsorpcją cząstek pary wodnej na powierzchni zgorzeliny.

15

Wysokotemperaturowe utlenianie cienkiej folii Ni3Al w atmosferze powietrza z dodatkiem SO2

Pietryka I., Żurek Z., Jaroń A., Jóźwik P.

Ochrona przed Korozją

|

2015

|

nr 5

190--196

PL

Utleniano stop na osnowie fazy międzymetalicznej Ni3Al w atmosferze powietrza i atmosferze powietrza z dodatkiem 1% SO2. Wytop stopu poddano obróbce plastycznej i wygrzewaniu rekrystalizującemu w 1000°C w atmosferze argonu. Proces utleniania prowadzono w temperaturze 900 i 1100oC przez 24 h. Stwierdzono, że na powierzchni próbek tworzy się dwuwarstwowa zgorzelina, zbudowana z NiO, Al2O3 oraz spinelu NiAl2O4. Wielkość przyrostu masy próbek zależy od składu atmosfery oraz temperatury. Dominującym procesem jest tworzenie się NiO. Stwierdzono, że niewielka ilość SO2 obniża szybkość korozji badanego stopu, co jest związane z reakcjami zachodzącymi na powierzchni zgorzeliny.

EN

An alloy based on the Ni3Al intermetallic phase matrix was oxidized in an atmosphere of air and in air containing 1% SO2. The alloy melt was subjected to plastic working and recrystallizing annealing at 1000°C under an atmosphere of argon. The oxidation process was carried out at 900 and 1100oC for 24 hours. It was found that two-layer scale composed of NiO, Al2O3 and NiAl2O4 spinel was formed on the sample surface. The rate of the sample weight increment depended on the composition of the atmosphere and temperature. The dominant process was the formation of NiO. Small amounts of SO2 were observed to reduce the corrosion rate in the investigated alloy, which was associated with reactions occurring on the surface of scale.

16

Microstructure And Mechanical Properties Of Crofer 22 APU Ferritic Stainless Steel

Stygar M., Durda E.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 2A

985--988

EN

The objective of this work was to expand the knowledge on mechanical properties of the oxidized Crofer 22 APU Ferritic Stainless Steel. To examine adhesion of oxide scale formed on steel the scratch test was performed. Scratch test as an appropriate method for qualitative evaluation of the film adhesion to substrate has been used in many studies. Scratch properties were investigated before and after oxidation at 800°C for 500 hours in laboratory air.

PL

Celem niniejszej pracy było poszerzenie wiedzy o mechanicznych właściwościach ferrytycznej stali Crofer 22 APU po procesie wysokotemperaturowego utleniania. Pomiary właściwości mechanicznych utworzonej warstwy tlenkowej wykonano metodą zarysowania – scratch testu. Test zarysowania jast najpopularniejszą metodą badania wytrzymałości połączenia powłoki z podłożem. Badania prowadzono na materiale w stanie wyjściowym oraz po utlenianiu przez 500 godzin w temperaturze 800°C – typowych warunkach pracy ogniwa paliwowego typu SOFC.

17

Manufacturing And High Temperature Oxidation Properties Of Electro-Sprayed Fe-24.5% Cr-5%Al Powder Porous Metal

Lee K-A., Oh J-S., Kong Y-M., Kim B-K.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 2B

1169--1173

EN

Fe-Cr-Al based Powder porous metals were manufactured using a new electro-spray process, and the microstructures and high-temperature oxidation properties were examined. The porous materials were obtained at different sintering temperatures (1350°C, 1400°C, 1450°C, and 1500°C and with different pore sizes (500 μm, 450 μm, and 200 μm). High-temperature oxidation experiments (TGA, Thermal Gravimetry Analysis) were conducted for 24 hours at 1000°C in a 79% N2+ 21% O2, 100 mL/min. atmosphere. The Fe-Cr-Al powder porous metals manufactured through the electro-spray process showed more-excellent oxidation resistance as sintering temperature and pore size increased. In addition, the fact that the densities and surface areas of the abovementioned powder porous metals had the largest effects on the metal’s oxidation properties could be identified.

18

Beneficial influence of CaO coatings on high temperature oxidation of nickel or cobalt base alloys

Aïdrous H., Cieniek Ł., Halem N., Kusiński J., Petot C., Petot-Ervas G.

Inżynieria Materiałowa

|

2014

|

Vol. 35, nr 2

67--71

EN

Oxidation experiments were performed in air, in the temperature range 800÷1200°C. They show that CaO sputter coatings on nickel polycrystals have a beneficial influence on both oxidation rates and metal/oxide adherence. The experiments have been analysed taking into account the thermodynamic and transport properties of Ca-doped Ni1–xO single crystals. It appears that the key feature of using CaO coatings are the shift of the Ni/ Ni1–xO phase boundary to higher PO2, the kinetic demixing processes which control the distribution of the cations through the oxidation scale, the localised calcium enriched region near grain boundaries and the blocking effects due to CaO precipitates near the original metal surface position. In view of this analysis and of the comparable properties of Ca-doped Co1–xO and Ni1–xO single crystals, it must be expected that CaO coatings have also a beneficial influence on the oxidation of cobalt base alloys.

PL

W pracy przeprowadzono eksperymenty utleniania w powietrzu, w temperaturze z zakresu 800÷1200°C. Pokazują one, że powłoki CaO napylone na powierzchnie polikryształów niklu mają korzystny wpływ zarówno na szybkość utleniania, jak i na przyczepność warstwy tlenkowej do podłoża metalicznego. Eksperymenty przeanalizowano z punktu widzenia termodynamiki i własności przewodzących domieszkowanych Ca monokryształów Ni1–xO. Wydaje się, że kluczowymi korzyściami stosowania powłok CaO są: przesunięcie granicy faz Ni/Ni1–xO do wartości niższych PO2, procesy kinetycznej separacji kontrolujące rozkład kationów w warstwie tlenkowej, obecność obszarów miejscowo wzbogaconych wapniem w pobliżu granic ziaren i działanie blokujące wydzieleń CaO w pobliżu wyjściowej powierzchni metalu. W świetle przeprowadzonej analizy oraz wyników badań sugerujących podobieństwo własności domieszkowanych Ca monokryształów Ni1–xO i Co1–xO, należy spodziewać się, że powłoki CaO mają także korzystny wpływ na utlenianie stopów na bazie kobaltu. Słowa kluczowe

19

Odporność na wysokotemperaturowe utlenianie stopu FeCrAl pokrytego powłoką SiO2-CeO2

Chęcmanowski J. G., Szczygieł B.

Przemysł Chemiczny

|

2013

|

T. 92, nr 6

1092--1096

20

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

Swadźba R., Wiedermann J.

Prace Instytutu Metalurgii Żelaza

|

2013

|

T. 65, nr 2

15--20

PL

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.

EN

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.