بررسي رفتار سينتيكي اكسيداسيون ايزوترم دماي بالاي پوشش هاي MCrAlY اعمال شده به روش HVOF

Investigation of kinetics behavior high temperature isotherm oxidation MCrAlY coatings applied by HVOF method

امروزه در صنایع نیروگاهی به خصوص توربین های گازی از سوپرآلیاژهای مقاوم به خوردگی داغ و اكسیداسیون دما بالا استفاده می شود. این سوپرآلیاژها مقاومت خوبی در مقابل حمله و ورود گازهای داغ و نرمه خاكستر ناشی از احتراق سوختی و هم چنین خوردگی های اتمسفری از خود نشان می دهند. به همین دلیل استفاده از این سوپرآلیاژها در صنایع نیروگاهی امروزه مورد توجه بساری قرار دارند. از طرفی پوشش دهی پاشش حرارتی به روی این دسته از سوپرآلیاژها می تواند مقاومت به خوردگی داغ و اكسیداسیون دما بالا را افزایش دهد. در این تحقیق رفتار اكسیداسیون همدمای پوشش CoNiCrAlY وسینتیك رشد لایه اكسید حرارتی (TGO) مورد بررسی قرار گرفت. برای اعمال پوشش CoNiCrAlY Amdry 9954 بر روی زیرلایه سوپرآلیاژ پایه نیكل (اینكونل 738) از فرآیند پاشش سوخت اكسیژن سرعت بالا (HVOF) استفاده شد. نمونه های پوشش داده شده در دمای ℃ 1100 به مدت زمان های 5 تا 100 ساعت در كوره ی الكتریكی معمولی تحت اتمسفر هوا اكسید شدند. نمونه های مورد آزمایش به وسیله ی میكروسكوپ الكترونی روبشی (SEM) مجهز به آنالیز عنصری (EDS) و آنالیز تفرق اشعه X (XRD) مورد آزمون قرار گرفتند. مشخصات ریزساختار نشان دهنده ی رشد پوسته متوالی و پیوسته TGO یا همان Al2O3 بر روی پوشش می باشد. همچنین در فرآیند اكسیداسیون تشكیل اكسیدهای مخلوط مضر همانند اسپینل CoCo2O4 و NiAl2O4 و CrO3 و Y3Al5O12 بر روی Al2O3 (لایه TGO) مشاهده شد.

Today, in Power plant industry, especially gas turbine hot corrosion and oxidation resistance of high temperature superalloys used. These superalloys good resistance to attack and entry of hot gases and ash fines resulting from fuel combustion, as well as atmospheric corrosion of the show. As a result of these superalloys used in Power plant industry, especially are considering today. The thermal spray coating on these superalloys can be hot corrosion resistance and high temperature oxidation increase. In this research isothermal oxidation behavior of CoNiCrAlY coating and kinetic of growth thermally grown oxide layer (TGO) was investigated. For deposit of the CoNiCrAlY Amdry 9954 coating on superalloy nickel-base (Inconel 738) substrate used to the high-velocity oxygen-fuel (HVOF) technology. These specimens coatings were oxidized at 1100°C for 5 upto 100 h in a normal electric furnace under air atmosphere. The test specimens were examined using scanning electron microscope (SEM) and energy dispersive spectrometry analysis (EDS) together with the X-ray diffraction (XRD) analysis. Microstructural characterization showed that the growth of continuous and uniform TGO scale onto bond coat. Also, in oxidation process observed the formation of mixed oxides (as spinel) CoCo2O4 and Ni(Cr,Al)2O4 and CrO3 and Y3Al5O12 onto Al2O3 (TGO layer).