تاثير ميزان YSZ برخواص مكانيكي و مقاومت سايشي پوشش‌هاي پاشش حرارتي CoNiCrAlY/YSZپوشش‌دهي شده با روش HVOF

Study of mechanical properties and wear resistance of HVOF CoNiCrAlY/YSZ coatings

در اين پژوهش به بررسي تاثير اضافه كردن تقويت‌كننده اكسيدي YSZ بر خواص مكانيكي و مقاومت به سايش پوشش‌هاي كامپوزيتي CoNiCrAlY/ YSZ پرداخته شده است. بدين منظور در ابتدا براي تهيه پودرهاي كامپوزيتي، پودر CoNiCrAlY به همراه مقادير 5، 10 و 15 درصدYSZ به مدت 24 ساعت تحت آسياب‌كاري مكانيكي قرار گرفت. پس از آماده‌سازي پودرها، پوشش‌هاي كامپوزيتي و پوشش تجاري به روش پاشش حرارتي HVOF بر روي زيرلايه اينكونل 617 پوشش‌دهي شدند. براي ارزيابي ريزساختاري، خواص مكانيكي و مقاومت سايشي پوشش‌ها از ميكروسكوپ الكتروني روبشي مجهز به سيستم آناليز طيف سنج انرژي، آزمون سايش پين بر روي ديسك، سختي سنج و ريزسختي سنج استفاده شد. نتايج نشان داد كه اضافه كردن YSZ به پودرها باعث افزايش ذرات ذوب نشده در پوشش‌ها شده است كه اين امر باعث افزايش تخلخل در پوشش‌هاي كامپوزيتي شده است. افزودن YSZ تا 10% باعث افزايش سختي شده است اما اضافه كردن بيشتر YSZ باعث افزايش بيش از حد تخلخل شده است كه اين امر منجر به افت سختي در پوشش YSZ15% شده است. اضافه كردن تقويت كننده YSZ به پوشش CoNiCrAlY باعث افزايش مقاومت به سايش اين پوشش‌‌ها شده است. در اين ميان پوشش حاوي YSZ5% با تشكيل لايه اكسيدي محافظ بر روي سطح كمترين نرخ سايش را از خود نشان داده است.

In this study effect off adding oxide reinforcement YSZ on mechanical properties and wear resistance of CoNiCrAlY/YSZ coating has been investigated. First, for preparing composite powders CoNiCrAlY with 5, 10 and 15% YSZ were mechanical milled 24 hours. The composite coatings and commercial coating were deposited on Inconel 617 substrate with high velocity oxygen – fuel method. The microstructures, wear resistance, mechanical properties and worn surface morphologies of the coatings were comparatively analyzed as well by means of Scanning Electron Microscopy, energy dispersive X-ray analysis, pin-on disc wear test, micro and macro hardness tests. Results show that with increasing YSZ content unmelted particles increased in composite coatings. Adding YSZ to 10%, increase the hardness of composite coatings, but adding more YSZ to 15% increased porosity in coatings which led to decline in hardness. Adding YSZ to CoNiCrAlY coatings has been increased the wear resistance of composite coating, so that 5% YSZ coating with a protective oxide layer on the wear track has shown lowest level of wear rate.