Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

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.

2

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

3

Odporność na wysokotemperaturowe utlenianie stopu FeCrAl pokrytego powłoką SiO2-CeO2

Chęcmanowski J. G., Szczygieł B.

Przemysł Chemiczny

|

2013

|

T. 92, nr 6

1092--1096

4

Physicochemical properties of steel/coating composite interconnector for planar-type Solid Oxide Fuel Cell

Przybylski K., Brylewski T.

Ochrona przed Korozją

|

2010

|

nr 11

528-534

EN

A review is presented on the oxidation kinetics, electrical properties, chromium vaporization rate and microstructure investigations of the oxide products formed on Fe-25 wt.-Cr steel uncoated and coated by the screen printing method with thick films of [La,Sr]CoO3, [La,Ca]CrO3, [La,Sr]CrO3, MnCo2O4 and Mn1.5Cr1.5O4 in air and H2/H2O gas mixture at 1023-1173 K for up to 1000 hrs. To improve the poor electrical conductivity of the chromia scale, formed on uncoated steel during the oxidation process, the above electronic conducting thick films composed of paste containing an organic binder and powders prepared via "wet chemical" methods were applied. The oxidation process of the coated steel, taking place in variable temperature cycles, shows good compactness of the conducting layer, as well as good adhesion to the metal substrate, as determined by the structural modification of the intermediate, chromiarich layer formed between the coating and metal substrate. The obtained kinetics data revealed that the oxidation reactions followed approximately the parabolic rate law over the applied temperature range. The calculated parabolic rate constants for the oxidation of DIN 50049 uncoated and coated at 1023-1173K were of the order of 10-13 to 10-14 g2/cm4, which are typical of chromia-formers. The values of the in situ area specific resistance (ASR) measurements by dc two-probe technique for the Fe-25Cr/[La,Sr]CoO3, Fe-25Cr/[La,Ca]CrO3, Fe-25Cr/[La,Sr]CrO3, Fe-25Cr/MnCo2O4 and Fe-25Cr/ Mn1.5Cr1.5O4 composite materials, exposed to air and H2/H2O gas mixture at 1073 K, are lower than the acceptable ASR level of the order of 0.1 cm2 for the SOFC metallic interconnect material. Vaporization measurements of the studied coating layers, performed in humidified air under flow-rate independent conditions at 1073 K, revealed a decreasing volatilization rate of chromia species from the coating materials in comparison with the value of this parameter corresponding to oxide scale built mainly of chromia formed on uncoated steel. The best coating material, i.e. MnCo2O4 decreased Cr vaporization by a factor of about 3.5. The microstructure, phase and chemical analysis of the coating after oxidation were examined by means of SEM-EDS, TEM-SAD and XRD. The influence of the multilayer oxide products formation during interfacial reactions between the coating materials and metal substrates in SOFC operating conditions on the electrical properties of the studied ferritic steel covered with the films, is presented and discussed in terms of the applicability of the composite structural material for construction of the metallic interconnect used in SOFC.

PL

W pracy dokonano przeglądu wyników badań kinetyki utleniania, właściwości elektrycznych, szybkości parowania chromu i mikrostruktury stali Fe-25Cr czystej oraz stali pokrytej powłoką [La,Sr]CoO3, [La,Ca]CrO3, [La,Sr]CrO3, MnCo2O4 i Mn1.5Cr1.5O4 metodą sitodruku i poddanych utlenianiu w powietrzu i w mieszaninie gazu H2/H2O w zakresie temperatur 1023-1173 K w czasie sięgającym 1000 godz. W celu poprawy przewodnictwa elektrycznego zgorzeliny z tlenku chromu utworzonej na stali czystej, na jego powierzchnię nanoszono przewodzące powłoki w Proces utleniania stali pokrytej powłoką w warunkach izotermicznych i cyklicznych zmian temperatury wykazał zwartość i dobrą przyczepność powłoki przewodzącej do podłoża metalicznego, dzięki utworzeniu pośredniej warstwy reakcyjnej na granicy rozdziału powłoka/stal. Badania kinetyki utleniania stali DIN 50049 czystej oraz stali pokrytej powłoką wykazały, że proces narastania produktu reakcji może być z dobrym przybliżeniem opisany przez prawo paraboliczne. Obliczone paraboliczne stałe szybkości utleniania w/w próbek w zakresie temperatur 1023-1173K mieszczą się w przedziale od 10-13 do 10-14 g2/cm4i odpowiadają wartościom uzyskiwanym dla stopów typu "Chromia-formers". Powierzchniowa rezystancja elektryczna [ASR] szeregu układów: Fe-25Cr/(La,Sr)CoO3, Fe-25Cr/(La,Ca)CrO3, Fe-25Cr/ (La,Sr)CrO3, Fe-25Cr/MnCo2O4 i Fe-25Cr/ Mn1.5Cr1.5O4, zmierzona z użyciem metody dwusondowej w warunkach in situ w 1073 K w powietrzu i mieszaninie gazu H2/H2O, jest niższa od 0.1 ?cm2 i tym samym nie przekracza ona dopuszczalnego poziomu ASR ustalonego dla interkonektorów przewidzianych do zastosowania w ogniwach SOFC. W oparciu o pomiary szybkości parowania chromu z badanych próbek w warunkach przepływu powietrza zawierającego parę wodną w 1073K stwierdzono spadek szybkości tworzenia lotnych związków chromu ze stali pokrytej powłoką w porównaniu do stali czystej, na której tworzy się głównie tlenek chromu. Najniższą szybkość parowania Cr, prawie 3,5-krotnie mniejszą w porównaniu do szybkości ubytku masy stali Fe-25Cr czystej, stwierdzono w przypadku zastosowania powłoki MnCo2O4. Mikrostrukturę, skład chemiczny oraz fazowy produktów utleniania próbek badano metodami: SEM-EDS, TEM-SAD oraz XRD. Wpływ tworzenia się pośredniej warstwy reakcyjnej o wielowarstwowej budowie tlenkowej, będącej wynikiem oddziaływania powłoki przewodzącej z podłożem metalicznym na właściwości elektryczne badanych układów stal/powłoka, przedyskutowano w aspekcie przydatności zarówno stali Fe-25Cr jak i powłok ochronnych w kierunku opracowania technologii wytwarzania metalicznych interkonektorów przewidzianych do zastosowania w ogniwach paliwowych SOFC.

5

Badanie żaroodporności stopów tytanu Ti6Al4V z wytworzonymi warstwami dyfuzyjnymi na bazie faz międzymetalicznych z układu Ti-Al

Ossowski M., Kulikowski K., Żurek Z., Stawiarski A., Wierzchoń T.

Ochrona przed Korozją

|

2010

|

nr 12

675-679

PL

Stopy tytanu ze względu na swoje unikalne i korzystne właściwości znajdują zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu tj. przemysł lotniczy, motoryzacyjny, energetyczny czy chemiczny. Ich szersze zastosowanie w wielu aplikacjach eliminuje jednak niska żaroodporność która ogranicza pracę tych materiałów w temperaturach powyżej 600°C. Metodami stosowanymi dla poprawienia odporności na utlenianie w wysokich temperaturach tytanu i jego stopów są techniki inżynierii powierzchni oraz modyfikacja składu chemicznego poprzez zastosowanie różnego rodzaju domieszek pierwiastków zmieniających kinetykę utleniania. W artykule przedstawiono wyniki badań żaroodporności dwufazowego stopu tytanu Ti6Al4V z wytworzonymi w procesach dwustopniowych warstwami aluminidków tytanu typu TixAly. Na podstawie badań mikrostruktury składu chemicznego i fazowego analizowano wpływ modyfikacji krzemem tych warstw, na strukturę, skład chemiczny oraz grubość tworzących się w wyników wysokotemperaturowego utleniania zgorzelin.

EN

Titanium alloys, due to their unique and advantageous properties, are used in various branches of industry, e.g. aircraft, automotive, power, chemical. The possibility of wider range of applications is eliminated by their low heat resistance ratio that limits the work of the materials in temperatures exceeding 600°C. Methods used in order to increase oxidation resistance ratio in high temperatures of the titanium and its alloys are surface engineering and modification of chemical composition by addition of various chemical elements that change oxidation kinetics. The paper presents results of investigations on high temperature oxidation resistance of titanium alloy with surface TixAly aluminides base layers produced by surface engineering duplex treatment. On the basis of microstructure, chemical and phase composition investigations the influence of silicon modification of these layers on the structure, chemical composition and thickness of scales produced in high-temperature oxidation test were analyzed.

6

Żaroodporność i żarowytrzymałość stali typu Fe-Cr-Al w warunkach utleniających; aktualny stan i perspektywy badań

Homa M.

Prace Instytutu Odlewnictwa

|

2008

|

T. 48, z. 3

57-85

PL

Praca przedstawia krytyczną analizę obecnego stanu wiedzy na temat badań nad żaroodpornością stali typu Fe-Cr-Al z grupy AFA (Alumina Forming Alloys), których zachowanie w środowisku gorących gazów jest od lat przedmiotem wnikliwych badań. W warunkach wysokotemperaturowego utleniania tworzy się na ich powierzchni ochronna warstwa zgorzeliny zbudowana z tlenku glinu, który może występować w różnych odmianach krystalograficznych. Odmiany fazowe mogą ulegać transformacji od niestabilnej fazy γ poprzez δ i θ do stabilnej fazy α. O rodzaju utworzonej fazy decyduje temperatura procesu utleniania, skład atmosfery oraz czas. Przemianom fazowym tlenku glinu towarzyszy zmiana szybkości utleniania stali, ponieważ niestabilne tlenki wykazują wyższe szybkości narastania niż stabilny tlenek α-Al2O3. Dodatkowo w trakcie transformacji fazowej obserwuje się zmiany morfologii powierzchni tworzących się zgorzelin. Fazy przejściowe na ogół występują w postaci płytek, bardzo cienkich długich kryształów (whiskerów) oraz tworów blaszkowych, tworzących silnie rozwinięte powierzchnie, podczas gdy faza α wykazuje budowę kolumnową a utworzona z niej powierzchnia zgorzeliny jest pofałdowana.

EN

This work reviews the current state of research regarding high temperature oxidation resistance of Fe-Cr-Al steels, that belong to a family of AFA (Alumina Forming Alloys). The behavior of these steels in hot gases environment is a subject of intensive research. During high temperature oxidation, the protective layer of alumina oxide is formed on their surface, which can have different crystallographic forms. Moreover, Al2O3 can transform from instable γ- phase to δ, θ and finally stable α-phase. The type of alumina depends on temperature, time and atmosphere composition. The phase transformation of aluminum oxide is accompanied with change of oxidation kinetics because instable oxides grow faster than unstable ones. Additionally, during phase transformation the morphology change of surfaces is observed. Instable phases have the form of platelets, very long thin crystals (whiskers) and blade-like crystals, in all cases resulting in the formation of highly developed scale surface. Stable α-phase shows columnar crystals construction with corresponding pleated scale surface.

7

Wysokotemperaturowe utlenianie stopów na osnowie fazy gamma-TiAl: procesy w metalicznym podłożu

Król S.

Advances in Materials Science

|

2008

|

Vol. 8, nr 1(15)

59-66

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań struktury i składu wybranych stopów na osnowie fazy gamma TiAl. Badano mikroobszary zbliżone do granicy fazowej produkt utleniania - metaliczne podłoże. Utlenianie zarówno przebiegu izotermicznym, jak i cyklicznym wykonano w atmosferze powietrza. Wykazano, ze pierwiastki stopowe aktywnie wpływające w trakcie utleniania na skład chemiczny, fazowy oraz budowę metalicznego podłoża wywierają decydujący wpływ na żaroodporność badanych stopów. Szczególne miejsce ma niob, bowiem koncentrując się (w podłożu w pobliżu granicy fazowej ogranicza możliwość tworzenia się roztworu stałego [alfa] - Ti(Al, N, O), a jako pierwiastek betatwórczy w stosunku do tytanu promuje tworzenie fazy [Beta] -Ti(Al, N, O), o małej rozpuszczalności azotu i tlenu. Ogranicza to proces dordzeniowej dyfuzji pierwiastków międzywęzłowych, co spowalnia wzrost produktów utleniania.

8

Badanie ścieralności tytanu po wysokotemperaturowym utlenianiu

Król S., Konieczny A., Lempa H., Hepner M.

Zeszyty Naukowe. Mechanika / Politechnika Opolska

|

1999

|

z. 59

153-157

PL

Tytan i jego stopy znajdują coraz szersze zastosowanie w medycynie, szczególnie w chirurgii kostnej jako materiały z przeznaczeniem na implantaty i endoprotezy. Wynika to z jego specyficznych własności mechanicznych, fizycznych i chemicznych, z których najistotniejszymi dla zastosowań biomedycznych jest dobra biozgodność i obojętność biologiczna oraz duża odporność na korozję ogólną, lokalną i pękanie korozyjne (korozja naprężeniowa i zmęczeniowa) co spowodowane jest wysoką zdolnością do pasywacji [1]. Jednakże pełniejsze zastosowanie tytanu i jego stopów np. na głowy endoprotez ogranicza ich niska odporność na ścieranie. Celowa byłaby zatem modyfikacja powierzchni metalu idąca w kierunku jej umocnienia i uzyskania korzystniejszych właściwości tribologicznych. Jedną z metod utwardzania powierzchni tytanu jest jego wysokotemperaturowe utlenianie prowadzące do utworzenia roztworu stałego tlenu w tytanie odznaczającego się wysoką twardością. Można się spodziewać, że wraz ze wzrostem twardości materiału polepszy się jego odporność na ścieranie.