Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Aluminide coatings on Inconel 617 obtained by slurry method with inorganic binder

Kochmańska A. E.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2017

|

Vol. 85, nr 2

49--55

EN

Purpose: The aim of this study was to manufacture and examine the structure of aluminide coatings formed on Ni-based super alloy Inconel 617 in an argon atmosphere. Design/methodology/approach: The coatings were produced by the slurry method at temperatures from 900 to 1100°C and times from 2 to 6 hours. The newly-developed slurry composition was: powders of aluminium and silicon; NaCl, KCl, NaF halide salts as an activator and a water solution of a soluble glass as an inorganic binder. The microstructure (SEM), chemical composition (EDS) and phase composition (XRD) of the coatings were determined. Additionally the correlation between the technological parameters and the coating thickness was analysed. Findings: Slurry aluminide coatings with newly-developed composition have been successfully produced. The obtained coatings had a multi-zone structure depending on manufacturing parameters. Research limitations/implications: The next stage of this research will be to determine the performance of the coatings under high temperature cyclic oxidation. Optimization of the production parameters will therefore be possible after oxidation and cyclic oxidation tests. Practical implications: The slurry method is economical due to low consumption of powder material. Another advantage of the applied slurry composition is the possibility of forming protective coatings on other substrates. Originality/value: The use of the inorganic binder in the slurry allowed to produce the coatings in one single step without additional annealing at an intermediate temperature as it is when applied organic binder. The grain size of aluminium and silicon powders was less than usually used. The applied activator dissolved the passive layers present on the surface both of the aluminum powder and of the nickel alloy and accelerated the reactions that occur during coating formation.

2

The structure of silicon coatings obtained on TZM molybdenum alloy by slurry method

Jarlaczyńska A., Kochmańska A., Woitas A.

Inżynieria Materiałowa

|

2017

|

Vol. 38, nr 5

244--249

EN

Slurry aluminide coatings with newly-developed composition have been produced on Mo-base alloy TZM (Mo – 0.5 Ti – 0.1 Zr – 0.02 C) in an argon atmosphere. The slurry composition was: powder of silicon, halide salts as an activator and a water solution of a soluble glass as an inorganic binder. The coatings were produced at temperatures from 900 to 1200°C and times from 2 to 10 hours. The microstructure, chemical composition using energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS) and phase composition by X-ray diffraction (XRD) of the coatings were determined and the correlation between the technological parameters and the coating thickness was analyzed.

PL

Celem pracy było wytworzenie krzemowych warstw ochronnych na stopie molibdenu TZM (Titanium Zirconium Molybdenum) oraz charakterystyka ich struktury. Stop TZM jest żarowytrzymały, ma temperaturę topnienia znacznie wyższą niż żelazo, nikiel czy kobalt. Ze względu na zachowanie dobrych właściwości mechanicznych w wysokiej temperaturze jest jednym z najbardziej obiecujących materiałów w energetyce jądrowej, przemyśle kosmicznym oraz lotniczym. W grupie materiałów wysokotemperaturowych stop TZM wykazuje najkorzystniejszą proporcję granicy plastyczności do gęstości. Jednak wykorzystanie jego właściwości jest ograniczone koniecznością eksploatacji w próżni bądź w atmosferze obojętnej (wówczas temperatura pracy tego materiału sięga 1700°C). W środowiskach utleniających w temperaturze powyżej 540°C zarówno czysty molibden, jak i stop TZM tworzą tlenek MoO3, który w temperaturze 790°C ulatnia się, prowadząc do ubytku materiału. Odporność na utlenianie można zapewnić przez wytworzenie w procesie krzemowania na powierzchni stopu warstwy ochronnej składającej się z MoSi2. Podczas utleniania warstwy zawierającej MoSi2 w temperaturze powyżej 1200°C tworzy się na powierzchni tlenek SiO2, który ma charakter ochronny. W pracy przedstawiono wyniki badań opisujące strukturę warstw uzyskanych w wyniku krzemowania stopu molibdenu metodą zawiesinową.

3

The structure of aluminide coatings on alloy steels in the area of the welded joints

Kochmańska A., Kochmański P., Kawiak M.

Inżynieria Materiałowa

|

2017

|

Vol. 38, nr 3

131--136

EN

Preparation of aluminide coatings is used to increase the heat resistance. The coating must be frequently applied to details that were previously welded. The description of the structure of the coating in the area of the welded joint can be important when choosing the proper welding techniques. Butt joints were made using tungsten inert gas, arc welding — the method 141. The main differences between the joints are a kind of parent material and production technology (welding with or without a filler material). Parent materials for making the joins are 1.4749 (X18CrN28) and 1.4404 (X2CrNiMo17–12–2) steels. On prepared samples with joints the silicon-aluminide coating by the slurry method were produced. Samples covered by the slurry were annealed in a furnace with a protective atmosphere of argon at two temperatures 800 and 1000°C for 2 hours. To characterize the structure of the coatings electron microscopy, SEM and EDS X-ray microanalysis were used. It was found that the coatings were formed on the whole test surface. There are strong similarities between the structure of coatings produced in a given temperature despite the use of different substrates and various welded joints. Generally, the coatings produced at a temperature of 800°C are characterized by a three-layer structure, while those at 1000°C have two layers. The thickness of the coating produced at 800°C is from a range of 40 to 65 μm depending on the substrate. The thickness of coatings annealed at 1000°C is in the range of 100 to 200 μm. It is noted that the thickness of the coatings on the parent material is in any case higher than on the weld.

PL

Warstwy aluminidkowe stosowane są w celu zwiększenia żaroodporności stopów Fe i Ni. Aluminidki żelaza i niklu poprawiają odporność na wiele agresywnych środowisk [1÷ 4], w tym utlenianie [5÷10], siarkowanie [11] oraz nawęglanie [12, 13]. Właściwości warstw aluminidkowych są opisywane przez ich skład chemiczny (głównie zawartość Al) i fazowy oraz grubość [15]. Wiele urządzeń pracujących w wysokiej temperaturze, jak i wyposażenie pieców do obróbki cieplnej, jest wykonanych ze stali wysokostopowych, a spawanie jest podstawową techniką łączenia tych materiałów. Z technologicznego punktu widzenia pierwsze powinno być spawanie, a następnie wytwarzanie warstw aluminidkowych na powierzchni. W związku z tym scharakteryzowanie warstw w obszarze złącza spawanego może mieć duże znaczenie praktyczne. Głównym celem tej pracy jest określenie możliwości wytworzenia warstw Al–Si metodą zawiesinową na stalach wysokostopowych łączonych za pomocą spawania.

4

Wpływ parametrów wytwarzania na strukturę warstw otrzymanych metodą zawiesinową na stopie niklu

Kochmańska A., Kochmański P.

Inżynieria Materiałowa

|

2015

|

Vol. 36, nr 6

501--505

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań dotyczące opisu struktury warstw Al–Si otrzymanych na stopie niklu Inconel 617 metodą zawiesinową z zastosowaniem różnych parametrów wytwarzania. Warstwy uzyskano, stosując temperaturę wygrzewania 800 i 1000°C oraz czas 2 godziny. Próbki zanurzano w wodnej zawiesinie proszków: aluminium, tlenku aluminium i krzemu, nieorganicznego spoiwa (szkło wodne) oraz aktywatora (stopiona mieszanka odpowiednio dobranych soli). Procentowy udział aktywatora i szkła wodnego ustalono na stałym poziomie. Zmieniano procentowy udział proszków w zawiesinie: 1) proszek Al i Si w proporcji 9/1, 2) proszek Al, Al2O3, Si w proporcji 4,5/4,5/1, 3) proszek Al2O3, Si w proporcji 9/1. Zmieniano również ilość nałożonej zawiesiny od 0,5 g/cm2 do 1,5 g/cm2. Wytwarzane warstwy cechuje budowa dwustrefowa. Określono skład chemiczny i fazowy uzyskanych warstw. Skład fazowy warstw wytworzonych przy różnej ilości nałożonej zawiesiny zawierającej aluminium i krzem jest podobny: Al(Ni, Co), Al3Ni2 i (Cr, Mo)3Si. W temperaturze 800°C, gdy w zawiesinie występuje tylko proszek krzemu i Al2O3, warstwa nie tworzy się. Natomiast w temperaturze 1000°C przy tym samym składzie zawiesiny ma ona skład fazowy zbliżony do warstw po krzemowaniu: Ni2Si oraz (Cr, Mo)3Si. Wykonano także pomiary grubości wytworzonych warstw. Zwiększenie ilości nakładanej zawiesiny wpływa na zwiększenie grubości warstw tylko do określonej zawartości (1 g/cm2).

EN

The paper presents results of research of aluminium–silicon coatings created by slurry method on nickel alloy Inconel 617 using various configurations of the slurry. Technological parameters of coatings manufacturing were changed i.e. annealing temperature and time: 800 and 1000°C, 2 h. The samples were immersed in an aqueous suspension of powders: aluminium oxide, aluminium and silicon, an inorganic binder (water glass) and activator (a molten mixture of suitably selected salts). Percentage of activator and water glass was set at a stable level. Percentage of powder in the slurry was changed: 1) a powder of Al and Si in a ratio of 9/1, 2) a powder of Al, Al2O3, Si in a proportion of 4.5/4.5/1; 3) Al2O3 powder, Si in a proportion of 9/1. The amount of applied slurry was changed as well from 0.5 g/cm2 to 1.5 g/cm2. The structure of obtained coatings is double layer. Chemical and phase composition were determined. The phase composition of the coating produced with different amount of deposition slurry containing aluminium and silicon is similar Al(Ni, Co), Al3Ni2 and (Cr, Mo)3Si. The coating was not formed at 800°C when the suspension was composed only of Al2O3 and silicon, but it was forming at a temperature 1000°C and it has a phase composition similar to the siliconised coatings: Ni2Si and (Cr, Mo)3Si. The thickness of the coatings was also measured. Increasing the amount of applied slurry increases the thickness of the coatings only to a content 1 g/cm2.

5

Ocena struktury warstw po krzemowaniu i krzemo-aluminiowaniu stopu molibdenu TZM

Kochmańska A., Jarlaczyńska A.

Inżynieria Materiałowa

|

2015

|

Vol. 36, nr 6

449--453

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań krzemowania i krzemo-aluminiowania metodą zawiesinową stopu molibdenu TZM (% mas.: 0,5% Ti, 0,1% Zr, 0,02% C, reszta molibden). Elementy z naniesioną zawiesiną wygrzewano w piecu w atmosferze argonu. Zastosowano dwa rodzaje zawiesin wodnych: jedną zawierającą proszek aluminium i krzemu, drugą zawierającą tylko proszek krzemu. Warstwy wytwarzano, stosując temperaturę wygrzewania 1000°C oraz czas wygrzewania 2, 4 i 6 godzin. W zależności od rodzaju zawiesiny warstwy mają dwa typy budowy: trójstrefowy — warstwy krzemkowe i czterostrefowy — warstwy krzemkowo-aluminidkowe. Dla uzyskanych warstw określono skład fazowy i chemiczny oraz morfologię składników fazowych mikrostruktury. W zewnętrznej strefie warstwy krzemkowej tworzy się faza MoSi2, natomiast warstwy krzemkowo-aluminidkowej faza Mo(Si, Al)2. W wewnętrznej, położonej najbliżej podłoża, strefie warstwy krzemkowej tworzy się faza Mo3Si, natomiast warstwy krzemkowo-aluminidkowej faza Mo3(Si, Al).

EN

This paper presents results of research on siliconizing and silicon-aluminizing by slurry method on molybdenum alloy TZM (wt %: 0.5% Ti, 0.1% Zr, 0.02% C, molybdenum bal.). Samples covered with the slurry were annealed in argon atmosphere. Two kinds of water slurry were applied: containing aluminium and silicon powders, and second one containing only silicon powder. Different technological parameters of coatings manufacturing were applied in the experiment. Annealing temperature was 1000°C and time 2 to 6 hours. The structure of obtained coatings is either triple layered (after siliconizing) or quadruple layered (after silicon-aluminizing) dependly on kind of the slurry. The obtained coatings were investigated using: SEM, EDS, XRD methods. MoSi2 phase is formed in the outer layer of coating after siliconizing and the Mo(Si, Al)2 phase is formed in the outer layer of coating after silicon-aluminizing. Mo3Si phase and Mo3(Si, Al). phase are formed in the internal layer, nearest to the substrate, correspondingly.

6

Dobór składu fazowego kompozytu na bazie stopu AlSi pod kątem możliwości kształtowania powierzchni roboczych tłoków

Dyzia M., Dolata A. J., Putyra P., Jaworska L.

Inżynieria Materiałowa

|

2015

|

Vol. 36, nr 6

519--523

PL

Od wielu lat kompozyty o osnowie stopów aluminium (AlMMC) są zaliczane do grupy nowoczesnych materiałów inżynierskich. Obecnie na skalę przemysłową są wytwarzane elementy pracujące w warunkach dużych obciążeń ciernych, na przykład tłoki kompozytowe, tarcze i bębny hamulcowe. Główne technologie wytwarzania materiałów kompozytowych bazują na wysokociśnieniowych metodach infiltracji porowatych preform ceramicznych ciekłym stopem aluminium. Nadal jednak głównym problemem ograniczającym szersze zastosowanie tych materiałów jest ich cena, a przede wszystkim koszt obróbki kształtującej gotowy wyrób. W artykule przedstawiono wyniki badań technologicznych dotyczących możliwości wykorzystania metody zawiesinowej do wytwarzania kompozytów o osnowie stopu AlSi zbrojonych cząstkami ceramicznymi (SiC i SiC + Cg) i kształtowania półfabrykatu tłoka w procesie odlewania kokilowego (rys. 1). Celem badań było opracowanie składu fazowego kompozytu przy założeniu, że głównym kryterium doboru komponentów będzie możliwość kształtowania powierzchni roboczych tłoka w procesach obróbki skrawaniem oraz ocena właściwości tribologicznych kompozytu. Trwałość ostrza narzędzi wykonanych z polikrystalicznego diamentu (PCD) określono, przyjmując czas pracy, po którym parametr starcia osiągnie wartość VB = 0,3 mm. Na podstawie obserwacji SEM powierzchni ostrza po współpracy z materiałami kompozytowymi zidentyfikowano charakter zużycia narzędzia. W przypadku współpracy ostrza PCD z kompozytem zbrojonym cząstkami SiC zużycie miało charakter wytarcia, natomiast w przypadku współpracy z kompozytem zbrojonym mieszaniną cząstek SiC + Cg na ostrzu tworzyły się narosty.

EN

The article presents the results of technological research on the possibilities of using the slurry method for producing alloy matrix composites reinforced with ceramic particles AlSi (SiC and SiC + Cg) and shaping the piston in the die casting process. The purpose of the proposed study was to develop a composite phase composition on the assumption that the main criterion for the selection of components will be able to shape the working surface of the piston in machining processes and to assess the tribological properties of the composite. Polycrystalline diamond (PCD) tool life was determined based on the time of operation after which clashes parameter reaches VB = 0.3 mm. On the basis of SEM observation of the surface of the blade when working with composite materials identified nature of tool wear. In the case of cooperation PCD composite reinforced with SiC particles consumption was of wipe, while in the case of composite reinforced cooperation with the mixture of particles of SiC + Cg on the blade formed growths. The testing system–on–disc confirmed the beneficial effects of reinforcement SiC particles on the stability coefficient of friction. In an attempt to abrasive wear was recorded for reduced wear of composite samples AlSi7Mg2Sr003/SiC as compared with a hybrid AlSi7Mg2Sr003/SiC + Cg.

7

Żaroodporne warstwy Al-Si wytworzone na stopie molibdenu TZM

Kochmańska A., Kochmański P.

Inżynieria Materiałowa

|

2014

|

Vol. 35, nr 6

504--507

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań prowadzonych nad opracowaniem procesu wytwarzania metodą zawiesinową żaroodpornych warstw Al-Si na stopie molibdenu TZM. Elementy z naniesioną zawiesiną wygrzewano w piecu w atmosferze argonu. Warstwy wytwarzano, stosując temperaturę wygrzewania 800, 900 i 1000°C oraz czas wygrzewania 2, 3, 4 i 6 godzin. W zależności od parametrów wytwarzania warstwy mają dwa rodzaje budowy: jednostrefowy i wielostrefowy. Dla uzyskanych warstw określono skład fazowy i chemiczny oraz morfologię składników fazowych mikrostruktury. Stwierdzono obecność w warstwach głównie fazy Al8Mo3 oraz Mo(Si, Al)2. Dodatkowo w warstwach jednostrefowych pojawiają się wydzielenia fazy Al5Mo, natomiast w warstwach wielostrefowych pojawiają się oprócz ziarn fazy Mo(Si, Al)2 ziarna fazy MoSi2. Wykonano także pomiary grubości, która wynosi od 20 do 70 μm.

EN

The paper presents the research results of aluminium-silicon coatings created by slurry method on molybdenum alloy TZM. Samples covered with the slurry were annealed in argon atmosphere. Technological parameters of coatings manufacturing were changed, i.e. annealing temperature and time: 800, 900 and 1000°C, 2, 3, 4 and 6 h correspondingly. The microstructure of obtained coatings is either single or multilayer dependly on manufacturing parameters. The obtained coatings were investigated using: SEM, EDS, XRD methods. The presence of Al8Mo3 and Mo(Si, Al)2 as major phases in coatings was determined. Additionally Al5Mo and MoSi2 phases were observed in single layer and multilayer coatings correspondingly. The thickness measurements of coatings were also performed. Thickness of coatings is in range from 20 to 70 μm. The thickness tests of coatings were also performed.

8

Badanie mieszanin przeznaczonych do wytwarzania warstw metodą zawiesinową

Kochmańska A., Jarlaczyńska A.

Inżynieria Materiałowa

|

2013

|

Vol. 34, nr 5

477--480

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań mieszanin wykorzystywanych do wytwarzania warstw ochronnych metodą zawiesinową. Mieszaniny o wyznaczonym eksperymentalnie składzie poddano badaniom termograwimetrycznym. Badania zostały wykonane na mieszaninie zawierającej podstawowe składniki pozwalające na uzyskanie warstw oraz dwóch dodatkowych, do których dodano wiórki stopu niklu i wiórki stopu tytanu. Pozwoliło to odzwierciedlić rzeczywiste warunki tworzenia się warstw na określonym podłożu. Każda z mieszanin była wygrzewana w dwóch różnych atmosferach: w powietrzu i argonie. Badanie prowadzono przy szybkości nagrzewania 10°C na minutę. Wykonano również rengenowskie badania dyfrakcyjne (XRD) mieszanin. Na podstawie rentgenogramów określono skład fazowy produktów powstałych podczas nagrzewania mieszanin. Stwierdzono, że główny wpływ na reakcje zachodzące podczas nagrzewania mieszanin ma atmosfera, w jakiej mieszaniny się znajdują.

EN

This paper presents the results ofresearch an active mixtures used to produce protective coatings by sluny method. The active mixtures of composition determined experimentally was investigated with thermogravimetric methods. Thermogravimetric tests were performed on the pure mixture and on the mixture with additions of nickel and titanium alloys chips to simulate real coatings manufacturing conditions. Each mixture was tested in two different atmospheres: air and argon, using hating rate 10°C per minute. After thermogravimetric tests the mixtures were investigated using X-ray diffraction (XRD) to determine phase composition. It was found, that the major factor inﬂuencing on reactions pending during coatings producing is the atmosphere annealing.

9

Żaroodporne warstwy Al-Si wytworzone metodą zawiesinową na podłożu nadstopu niklu Inconel 617

Kochmańska A.

Inżynieria Materiałowa

|

2012

|

Vol. 33, nr 6

609--612

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań prowadzonych nad opracowaniem procesu wytwarzania metodą zawiesinową żaroodpornych warstw Al-Si na podłożu nadstopu niklu Inconel 617. Elementy z naniesioną zawiesiną wygrzewano w piecu w atmosferze powietrza. Warstwy wytwarzano, stosując temperaturę wygrzewania 1000°C i 1100°C oraz czas wygrzewania 3 i 6 godzin. Wytwarzane warstwy cechuje budowa dwustrefowa. Dla uzyskanych warstw określono skład fazowy i chemiczny oraz morfologię składników fazowych mikrostruktury. Wykonano także pomiary grubości i twardości wytworzonych warstw.

EN

This paper presents results of research of aluminium-silicon coatings created by slurry method on nickel alloy Inconel 617. Samples covered with the slurry were annealed in air atmosphere. Technological parameters of coatings manufacturing were changed, i.e. annealing temperature 1000 and 1100°C, and time 3 or 6 h. The structure of obtained coatings is double-layer. The obtained coatings were investigated using: SEM, EDS, XRD methods. The thickness and microhardness tests of coatings were also performed.

10

Żaroodporne powłoki Al-Si wytworzone metodą zawiesinową

Kochmańska A., Gawdzińska K.

Archives of Foundry Engineering

|

2012

|

Vol. 12, iss. 1s

107--112

PL

Podniesienie odporności elementów maszyn i urządzeń na korozję wysokotemperaturową uzyskuje się między innymi stosując powłoki żaroodporne na bazie aluminium. Wytworzenie powłoki dyfuzyjnej o budowie gradientowej sprzyja większej żywotności powłok i jednocześnie elementów zabezpieczanych. Detale bardzo często są odlewane i nie poddawane obróbce mechanicznej. Nałożenie powłoki powinno być możliwe na powierzchni surowego odlewu. W pracy przedstawiono wyniki badań nad wytwarzaniem ochronnych powłok aluminiowo-krzemowych nakładanych metodą zawiesinową na żarowytrzymałe staliwo GX30NiCrSi30-20, stop niklu Inconel 617 oraz stop tytanu TiAl6V4. Tą samą metodą wytworzono powłoki na różnych podłożach. W celu uzyskania powłok ochronnych zastosowano metodę zawiesinową. W skład zawiesiny wchodzą proszki metali, spoiwo organiczne oraz topnik. Elementy pokryte zawiesiną o tym samym składzie wygrzewano w piecu w atmosferze powietrza w odpowiednim czasie i temperaturze. Otrzymane powłoki posiadają budowę dwustrefową. Uzyskane powłoki poddano badaniom strukturalnym opisującym: budowę strefową i skład chemiczny. Określono również grubość i mikrotwardość powłok.

EN

Increase in high temperature corrosion resistance is achieved, among other things, by application of heat-resisting, aluminum-based coatings. Production of a diffusion coating of gradient structure favors longer life of both coatings and preserved elements. Parts are very often casted and not subjected to machining. Application of a coating should be possible on the raw surface of the casting. This paper presents results of a study of manufacturing of protective Al-Si coatings, applied using the slurry method on a high-temperature creep resisting cast steel GX30NiCrSi30-20, a nickel alloy-Inconel 617 and a titanium alloy TiAl6V4. The same method was used to apply coatings on different surfaces. To obtain protective coatings, the slurry method was used. The slurry is composed of metal powders, an organic binder and a fusing agent. Elements coated with slurry of the same composition were hold in a furnace in air atmosphere, at an appropriate temperature and for an appropriate time period. Obtained coatings have a bizonal structure. The coatings were subjected to structural testing, describing the zonal structure and the chemical constitution. Thickness and microhardness of the coatings were also determined.

11

Mikrostruktura warstw aluminidkowych modyfikowanych proszkiem NiCrAlY uzyskiwanych metodą zawiesinową na stopie Re 80

Góral M., Filip R.

Inżynieria Materiałowa

|

2011

|

Vol. 32, nr 4

425-428

PL

Metoda zawiesinowa stanowi jedną z najstarszych metod wytwarzania powłok aluminidkowych na nadstopach niklu oraz stopach żelaza i tytanu. Charakteryzuje się stosunkowo niskimi kosztami wytwarzania oraz niezbędnych urządzeń. Umożliwia także prostą modyfikację składu chemicznego przez dodawanie proszków o zróżnicowanym składzie chemicznym. W artykule przedstawiono możliwość modyfikowania składu chemicznego zawiesiny typu Al-Si stosowanej do wytwarzania powłok aluminidkowych na nadstopach niklu przez wprowadzenie proszku typu MeCrAlY w stosunku (do proszku Al-Si) 1:1 i 2:1. Przeprowadzono także próbę nanoszenia samego proszku typu MeCrAlY z wykorzystaniem frakcji ciekłej zawiesiny typu Al-Si. Zawiesinę nanoszono przez zanurzanie, a po osuszeniu wyżarzano w temperaturze 950°C przez 2 godziny. Grubość uzyskanych warstw mieściła się w zakresie 30÷65 um.

EN

The slurry method is one of the oldest methods of aluminide coating deposition on the nickel superalloy as well as ferrum and titanium alloys. It is characterized by relatively low costs of production and of equipment. It enables simple modification of chemical composition through addition of powders with various chemical composition. In the article the possibility of chemical composition modification of the Al-Si slurry used for aluminide coating deposition on the basis of nickel superalloys through introduction of MeCrAlY powder (in 1:1 or 2:1 ratio with Al-Si powder) has been introduced. There was also a research conducted on introduction of MeCrAlY powder with a use of fraction of liquid Al-Si slurry. The slurry was deposited through immersion and annealed (after drying) in the temperature of 950°C for two hours. The thickness of obtained coatings was in the range of 30÷65 um.

12

Charakterystyka i żaroodporność powłok Al-Si na stopie tytanu

Kochmańska A., Kochmański P.

Inżynieria Materiałowa

|

2011

|

Vol. 32, nr 4

481-484

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań nad wytwarzaniem ochronnych powłok Al-Si nakładanych metodą zawiesinową na stop tytanu TiAl6V4. Jest to stop dwufazowy charakteryzujący się dobrą wytrzymałością, natomiast stosunkowo małą odpornością na utlenianie powyżej temperatury 800°C. Podniesienie odporności na utlenianie można uzyskać, stosując powłoki żaroodporne na bazie aluminium. W celu wytworzenia powłok ochronnych zastosowano metodę zawiesinową. Elementy pokryte zawiesiną wygrzewano w piecu w atmosferze powietrza lub argonu w odpowiednim czasie i temperaturze. Powłoki wytwarzano przy różnych parametrach technologicznych procesu. Otrzymane powłoki mają budowę dwustrefową. Próbki z powłokami poddano badaniom utleniania w atmosferze powietrza. Utlenianie prowadzono przez 310 godzin. Materiał do badań poddano badaniom strukturalnym.

EN

This paper presents results of research of aluminium-silicon coatings created by slurry method on titanium alloy TiAl6V4. This is a two-phase alloy characterized by good strength and relatively low resistance to oxidation temperatures above 800°C. Increasing the oxidation resistance can be achieved using heat-resistant coatings based on aluminum. In order to produce coatings slurry method was used. Items covered by the slurry were annealed in a furnace in air or argon at the appropriate time and temperature. Technological parameters were changed. The structure of the obtained coatings is double-zonal. Samples of the coatings were subjected to oxidation tests in air. Oxidation was conducted by 310 hours. The study material has been investigated structurally.

13

Powłoki ochronne na bazie aluminium wytworzone na stopie tytanu

Kochmańska A., Lenart S.

Inżynieria Materiałowa

|

2010

|

Vol. 31, nr 4

1018-1021

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań nad wytwarzaniem ochronnych powłok Al-Si nakładanych metodą zawiesinową na stopie tytanu TiAl6V4. Jest to stop dwufazowy, charakteryzujący się dobrą wytrzymałością, natomiast stosunkowo niską odpornością na utlenianie powyżej temperatury 800°C. Zwiększenie odporności na utlenianie można uzyskać, stosując powłoki żaroodporne na bazie aluminium. Elementy pokryte zawiesiną wygrzewa się w piecu w atmosferze powietrza lub argonu w odpowiednim czasie i temperaturze. Powłoki wytwarzano, zmieniając parametry technologiczne procesu: czas i temperaturę wygrzewania, które wynosiły odpowiednio 5 do 10 godzin oraz 700 do 900°C. Uzyskane powłoki poddano badaniom strukturalnym opisującym budowę strefową, skład fazowy i chemiczny. Określono również grubość powłok. Otrzymane powłoki mają budowę dwustrefową. Strefa zewnętrzna składa się głownie z fazy TiAl3, natomiast strefa wewnętrzna zawiera fazy TiAl i Ti3Al.

EN

This paper presents results of research into heat resistant aluminium-silicon coatings created with slurry method on titanium alloy TiAl6V4. Mechanical properties of this alloy are good, but heat resistance at temperature above 800°C is insufficient, therefore there is necessity of its improvement in some applications. Titanium alloy was covered with active mixture, dried and annealed at temperature from range between 700 and 900°C (5 to 10 h). The coatings were investigated using the following methods: SEM, EDS, XRD. The thickness of coatings was also determined. The structure of obtained coatings is double-zonal. The external zone is composed mainly of TiAl3 phase, the internal one consists primarily phases TiAl and Ti3Al.

14

Efficiency of protective coatings on high creep resistant cast steel

Kochmańska A., Kubicki J.

Archives of Foundry Engineering

|

2009

|

Vol. 9, iss. 2

129-132

EN

This paper presents results of research of multilayer aluminium-silicon coatings. Aluminium-silicon coatings were created on high-temperature creep resist cast iron using slurry method in air atmosphere. These coatings protect equipment against hot corrosion in carburizing atmosphere at thermal shocks conditions. Various technological parameters of coatings manufacturing were applied. Main technological parameters were: temperature and time of annealing and Al-Si ratio in the active mixture. The structure of obtained coatings is three-zonal. Phase composition of two external zones ensures protection against carburizing, but these zones are not resistant to cracking. The cracks form as a result of thermal shocks. The internal zone of the coatings situated next to substrate compensates for differences of thermal expansion of the coating and the substrate. The cracks are stopped in the internal zone and do not propagate into the substrate material. Protective efficiency of the coatings at carburizing conditions with thermal shocks was determined. Structure of the coatings before and after carburizing and thermal shocks is described in present paper. Thickness, chemical composition (EDS) and phase composition (XRD) of the coatings are determined. Correlation between the coatings structure and depth of carburized layer was determined.

15

Aluminide protective coatings on high-temperature creep resistant cast steel

Kubicki J., Kochmańska A.

Archives of Foundry Engineering

|

2009

|

Vol. 9, iss. 4

113-124

EN

This paper presents the results of research on aluminide protective coatings manufactured on high-temperature creep resistant cast steel. The main purpose of these coatings is protection against the high temperature corrosion, especially at high carburizing potential atmosphere. Coatings were obtained on cast steel type G-XNiCrSi36-18 with the following methods: pack cementation, paste method, cast method and slurry cementation. The phase composition, thickness and morphology of coatings were determined. Coatings capacity of carbon diffusion inhibition and thermal shocks resistance of coatings were determined with different methods. It was found, that all of the coatings reduce carbon diffusion in different degree and all coatings liable to degradation in consequence cracking and oxidation. Coating life time is mainly dependent on morphology, phase composition and service condition (thermal shocks first of all).

16

Antynawęgleniowe powłoki otrzymane metodą zawiesinową o podwyższonej odporności na wstrząsy cieplne

Kochmańska A.

Inżynieria Materiałowa

|

2008

|

Vol. 29, nr 6

679-682

PL

W artykule przedstawione są wyniki badań dotyczące powłok aluminiowokrzemowych wytworzonych metodą zawiesinową w atmosferze powietrza na staliwie żarowytrzymałym. Powłoki tego typu zapewniają ochronę materiału w atmosferze nawęglającej oraz posiadają podwyższoną odporność na zmęczenie cieplne. Powłoki wytwarzane były w różnych parametrach technologicznych (czas, temperatura, stosunek aluminium do krzemu w zawiesinie). Budowa powłok jest trójstrefowa. Skład fazowy dwóch zewnętrznych stref zapewnia ochronę przed nawęglaniem, lecz jest wrażliwy na pęknięcia powstałe na skutek wstrząsów cieplnych. Strefa wewnętrzna powłoki położona najbliżej podłoża kompensuje różnice rozszerzalności powłoki i podłoża, dzięki temu pęknięcia powstałe w wyniku wstrząsów cieplnych zatrzymują się przy tej strefie, nie propagując wgłąb materiału. Skuteczność powłok określono poddając je procesowi nawęglania z jednoczesnym występowaniem wstrząsów cieplnych. W pracy przedstawiono wyniki badań nad strukturą powłok przed oraz po nawęglaniu i wstrząsach cieplnych. Określono grubość powłok, wykonano identyfikację składu chemicznego (EDS) oraz składu fazowego (XRD) powłok i ich poszczególnych stref.

EN

This paper presents results of research of multilayer aluminium-silicon coatings. Aluminium-silicon coatings were created on high-temperature creep resist cast iron using slurry method in air atmosphere. These coatings protect equipment against hot corrosion in carburizing atmosphere and have thermal shocks resistance. Various technological parameters of coatings manufacturing were applied. Main technological parameters were: temperature and time of annealing and Al-Si ratio in the active mixture. The structure of obtained coatings is threezonal. Phase composition of two external zones ensures protection against carburizing, but these zones are not resistant to cracking. The cracks form as a result of thermal shocks. The internal zone of the coatings situated next to substrate compensates for differences of thermal expansion of the coating and the substrate. The cracks are stopped in the internal zone and do not propagate into the substrate material. Protective efficiency of the coatings in carburizing conditions with thermal shocks was determined. The structure of the coatings before and after carburizing and thermal shocks is described in present paper. The thickness, chemical composition (EDS) and phase composition (XRD) of the coatings are determined.

17

Antynawęgleniowe powłoki aluminiowo-krzemowe wytworzone na staliwie żarowytrzymałym

Kubicki J., Kochmańska A., Kochmański P.

Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji

|

2008

|

Vol. 28, nr 1

83-88

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań struktury i właściwości powłok aluminiowo-krzemo-wych wytwarzanych na staliwie żarowytrzymałym. Powłoki otrzymywano metodą zanurzania w zawiesinie (o ustalonym wcześniej składzie) i następnie wygrzewano w piecu w atmosferze powietrza. Zastosowano różne wartości temperatury i czasy wygrzewania, co miało wpływ na budowę powłok. Struktura powłok została opisana na podstawie mikroanalizy rentgenowskiej i rentgenowskiej analizy fazowej. Określono również grubość i twardość powłok w zależności od parametrów wytwarzania.

EN

This paper presents the results of research into multilayer aluminium-silicon coatings. Aluminium-silicon coatings on high-temperature creep resistant cast steel were manufactured by immersion in an active mixture containing aluminium and silicon powders, flux and a binder. The samples were prepared in this way and annealed in air atmosphere. The time and temperature of annealing were variable. The structure, the thickness and microhardness of these coatings are described dependent on the manufacturing parameters.

18

Wykorzystanie markerów do oceny powstawania powłok Al-Si wytwarzanych metodą zawiesinową

Kochańska A., Kubicki J., Kochański P.

Inżynieria Materiałowa

|

2006

|

Vol. 27, nr 3

445-448

PL

W pracy przedstawiono rezultaty badań nad strukturą powłok aluminiowo-krzemowych wytworzonych na powierzchni odlewów ze staliwa żarowytrzy-małego. Powłoki te otrzymano zanurzając próbki w mieszaninie zawierającej proszki aluminium i krzemu oraz topnik i lepiszcze, a następnie po wysuszeniu wygrzewano w atmosferze powietrza w temp. 800 stop. C i 1000 stop. C w krótkich czasach. Uzyskane powłoki posiadają zwartą dwustrefową budowę. Przeprowadzono eksperyment markerowy oraz badania kinetyki wzrostu powłoki.

EN

This paper presents results of research of multilayer aluminium–silicon coatings. Aluminium–silicon coatings created on high–temperature creep resist cast iron were manufactured by immersion in active mixture containing aluminium and silicon powder, flux and binder. The samples were prepared in this way, dried and annealed without protective atmosphere at temperature of 800 degree C and 1000 degree C in a short time. The structure of these coatings is compact and double zonal. Marker and kinetics experiments were performed.

19

Charakterystyka mikrostruktury i odporności na utlenianie pokryć aluminidkowych o różnej zawartości krzemu uzyskane na stopie TiAlCrNb metodą zawiesinową

Moskal G., Swadźba L., Góral M., Supernak W.

Inżynieria Materiałowa

|

2006

|

Vol. 27, nr 5

1136-1139

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań związane z kształtowaniem struktury i właściwości warstwy wierzchniej stopu międzymetalicznego Ti-48Al-2Cr-2Nb poprzez wytworzenie, metodą Arc-PVD, pokrycia żaroodpornego typu TiAlSi. Zaproponowano rozwiązanie, polegające na zastosowaniu metody Arc-PVD i przy jej pomocy wytworzeniu na powierzchni stopu pokrycia zbudowanego z fazy Ti(Al,Si)3 oraz faz krzemkowych Ti-Si. Otrzymane pokrycie charakteryzowała się grubością rzędu 30-40 um i zbudowana byłą z dwóch podwarstw. Warstwę zewnętrzną, o grubości ok. 35 um, tworzyła zawierająca krzem faza TiAl3. Drugą strefę stanowiła warstwa przejściowa o grubości ok. 5 (am, utworzona z ziarn słupkowych faz TiAl2 oraz fazy Ti(Al,Si)3. Przeprowadzono także próby odporności na utlenianie izotermiczne krótkotrwałe (950°C/200 godzin), cykliczne krótkotrwałe (950°C/2400 cykli - 200 godzin) i cykliczne długotrwałe (950°C/60 cykli -1380 godzin). Stop podłoża charakteryzuje się niezadowalającą odporność na utlenianie izotermiczne oraz cykliczne, co wynika z wytworzenia zgorzeliny złożonej z mieszaniny tlenków AI2O3 i Ti02. Żaroodporność próbek z pokryciem jest wyższa niż w przypadku stopu podstawowego. Powstała zgorzelina ma mniejszą grubością, a dominującym jej składnikiem jest pożądany tlenek A1203. Korzystny wpływ zastosowanego pokrycia, na poprawę żaroodporności stopu podstawowego, wynika z obecności bogatej w aluminium oraz krzem fazy TiAk oraz krzemków tytanu typu TisSi3 również o wysokiej żaroodporności i dodatkowo zmniejszającej skłonność do utleniania tytanu.

EN

In this article results of microstructural investigations and oxidation resistant of aluminide coating modified by Si was presented. Protective TiAISi type coating were deposited by Arc-PVD method. This type of protective coating contained two sublayers. Outside layer had a thickness 35um and contained TiAl3 phase modified by Si as main component. The second layer was found as transition area between TiAb outside layer and surface of TiAlCrNb substrate. The thickness of inside sublayer was 5um. This area was build from "fingerlike" grains of TiAl2 phase and TiAl3 rich in Si. Results of the long- and short-time cyclic and isothermal oxidation tests of based intermetallic Ti-48-2-2 alloy with and without oxidation resistance coating modified by Si was showed as well. Isothermal oxidation were carried out at 950°C by 200 hours in laboratory air. Short-time cyclic oxidation tests were carried out at 950°C too. The heating and cooling time was 5 minutes (3°C/s). The total of 2400 cycles were performed. Long-term cyclic oxidation tests were carried out at 950°C as well. Heating time was 23 hours and cooling was made in static air. The total of 60 cycles were performed (1380h). It is seen from results of three types of oxidation tests that Ti-Al-Si coatings improve the oxidation resistance of TiAl alloy in all conditions of performed tests. The effect of this type diffusion coatings to improve oxidation behaviour was attributed to the surface layer consisting of TiAl3. Concerning the structure of the modified aluminide layer, the effect of silicon addition is the generation a new Ti-Si intermetallic phases and subsequently aluminium rich zone on the surface of substrate alloy.