شماره ركورد
13579
شماره راهنما(اين فيلد مربوط به كارشناس ميباشد لطفا آن را خالي بگذاريد)
13579
پديد آورنده
سيد حجتاله حسيني
عنوان
پوششدهي سوپرآلياژ IN 738 LC با EB-PVD NiCrAlY و بررسي اثر لايهي سد نفوذي α-Al2O3 بر اكسيداسيون دما بالاي آن
مقطع تحصيلي
دكتري
رشته تحصيلي
مواد و متالورژي
سال تحصيل
آذر ماه 1393
تاريخ دفاع
آذر ماه 1393
استاد راهنما
دكتر شمسالدين ميردامادي - دكتر سعيد رستگاري
چكيده
چكيده:
پوششهاي MCrAlY بهواسطهي تشكيل پوستهي اكسيدي محافظ از جنس α-Al2O3، مقاومت بسيار بالايي در برابر اكسيداسيون دماي بالا و خوردگي داغ از خود نشان ميدهند. مقاومت به اكسيداسيون پوششهاي MCrAlY به پارامترهاي مختلفي از جمله تركيب شيميايي آنها بستگي دارد. در حقيقت، تركيب شيميايي پوشش در تشكيل پوستهي اكسيدي نقش اساسي ايفا ميكند. آلومينيم موجود در پوشش از طريق تشكيل پوستهي اكسيدي و يا نفوذ داخلي به زيرلايه مصرف ميشود. همچنين سرعت تشكيل پوستهي اكسيدي محافظ از طريق حضور حداقلي عناصر آلياژي كه در اثر نفوذ داخلي از زيرلايه به پوشش نفوذ كردهاند، تحت تاثير قرار ميگيرد. عناصري نظير Ti، W، Mo و ...آثار مخربي بر نرخ رشد و چسبندگي پوستهي اكسيدي و پوستهشدگي زود هنگام آن دارند. بنابراين محدود كردن نفوذ داخلي بين پوشش و سوپرآلياژ زيرلايه كه در دماهاي بالاتر از 1000 درجهي سانتيگراد حائز اهميت است، تاثير قابل توجهي بر عمر كاري چنين پوششهايي دارد.
در اين كار تحقيقاتي، در مرحلهي نخست پوشش Ni20Cr11Al0.3Y بهضخامت 60-30 ميكرومتر با استفاده از فرآيند رسوبدهي فيزيكي بخار بهكمك پرتو الكتروني و به روش تكمنبعي با تغذيهي پيوسته، ايجاد شد. همچنين، تاثير تركيب شيميايي اوليهي حوضچهي مذاب بر كاهش زمان گذار مورد بررسي و تجزيه و تحليل قرار گرفت. نتايج نشان ميدهند با تغيير تركيب شيميايي اوليهي حوضچهي مذاب ميتوان زمان گذار را تا حدود 70 درصد كاهش داد. بهعبارت ديگر، چنانچه از تركيب Ni20Cr11Al0.3Y (يكسان با مفتول تغذيهشونده) در حوضچهي اوليهي مذاب استفاده شود، زمان گذار معادل 20 دقيقه است؛ درحاليكه زمانهاي گذار در مواردي كه از تركيبهاي Ni0.5Cr15Al0.5Y و Ni2Cr15Al0.5Y بهعنوان تركيب اوليهي حوضچهي مذاب استفاده شود، بهترتيب معادل 8 و 6 دقيقه خواهند بود. سپس بهمنظور جلوگيري از نفوذ داخلي عناصر آلياژي از سوپرآلياژ زيرلايه به پوشش NiCrAlY و برعكس، لايههاي سد نفوذي بر پايهي α-Al2O3 با ضخامتهاي 5/2-2 و 7/0-5/0 ميكرومتر بين زيرلايه و پوشش NiCrAlY ايجاد شدند. تاثير لايههاي سد نفوذي بر مقاومت به اكسيداسيون پوششهاي NiCrAlY از طريق آزمايش اكسيداسيون ايزوترم در دماي 1100درجهي سانتيگراد، مورد تجزيه و تحليل قرار گرفت. بررسيها نشان ميدهند كه استفاده از لايههاي سد نفوذي، سبب افزايش مقاومت به اكسيداسيون اين پوششها ميشود بهطوريكه ثابت نرخ پارابوليك اكسيداسيون نمونههاي پوششي حاوي لايهي سد نفوذي ميكرومتري (mg2/cm4h2-10×1/2Kp=) حدود يكسوم ثابت نرخ پارابوليك اكسيداسيون نمونههاي پوششي فاقد لايههاي سدي (mg2/cm4h2-10×5/6Kp=) هستند.