نشریه علوم و مهندسی سطح

نشریه علوم و مهندسی سطح

بررسی تأثیر ریزساختاری اضافه شدن کروم با دو روش آبکاری و کرومایزینگ پودری به پوشش سیلیسیم-آلومیناید نفوذی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 سازمان پژوهش های علنی و صنعتی ایران
2 سازمان پژوهش های علمی و صنعتی ایران
3 سازمان پژوهش ها
4 گروه کامپوزیت و نانوپودر، پژوهشکده سرامیک، پژوهشگاه مواد و انرژی
چکیده
چکیده
در این مقاله ویژگی های ریزساختاری پوشش های سیلیسیم-آلومیناید با و بدون کروم اعمال شده بر روی زیرلایه از جنس سوپرآلیاژ پایه نیکل Rene-80 ارائه و مورد تحلیل قرار گرفته است. برای اضافه کردن کروم به پوشش آلومینایدی از راهکار غنی سازی لایه سطحی آلیاژ با کروم به دو روش: (1) آبکاری کروم و (2) کرومایزینگ پودری استفاده شده است. البته عملیات آنیل نفوذی لایه کروم آبکاری شده نیز با هدف عمیق تر شدن لایه غنی از کروم از طریق نفوذ حرارتی انجام شد. برای مشخصه یابی پوشش ها مشتمل بر کمیت و کیفیت لایه های پوشش، شناخت ویژگی های ریزساختاری و ترکیب عنصری و فازی روش های SEM، EDS و XRD استفاده شد. بررسی ها نشان داد که اضافه شدن کروم به پوشش سیلیسیم-آلومیناید باعث تمرکز کروم در بخش فوقانی به صورت رسوبات سیلیساید کروم می شود. رسوب سیلیسیم در بخش فوقانی پوشش های آلومینایدی به صورت رسوبات عناصر دیرگداز می باشد که رسوب سیلیسایدکروم بیشتر از بقیه رسوبات تشکیل می شود. برای تامین مقاومت به خوردگی داغ حداقل 8 درصد وزنی کروم و 13-10 درصد وزنی سیلیسیم در لایه فوقانی پوشش الزامی است. میزان عناصر کروم و سیلیسیم در بخش فوقانی هر دو پوشش CrSiAl-P و CrSiAl-E نسبتاً مشابه و به ترتیب در محدوده های 14-12 و 14-13 درصد وزنی بود. البته مشاهدات حاکی از این بود که کروم اضافه شده در هر دو نوع پوشش در تشکیل رسوبات غنی از کروم آنهم بیشتر در نواحی پایینی پوشش مشارکت می کند.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Y. Tamarin, "Protective coatings For Gas Turbine Blades" , (2002), ASM International.
[2] K. Shirvani, M. Saremi, A. Nishikata, and T. Tsuru, "Electrochemical study on hot corrosion of Si-modified aluminide coated In-738LC in Na2SO4–20 wt.% NaCl melt at 750 C," Corros. Sci., vol. 45, no. 5, (2003) pp. 1011–1021.
[3] K. Shirvani, M. Saremi, A. Nishikata, T. Tsuru, "The role of silicon on microstructure and high temperature performance of aluminide coating on superalloy In-738LC", Materials Transactions, 43 (2002) 2622-2628.
[4] S.A. Azarmehr,  K. Shirvani, A. Solimani, M. Schütze, M.C. Galetz "Effects of Pt and Si on the low temperature hot corrosion ofaluminide coatings exposed to Na2SO4-60 mol% V2O5 salt", Surface and Coatings Technology, Volume 362, 25 March (2019), Pages 252-261.
[5] S.A. Azarmehr,  K. Shirvani, M. Schütze, M. Galetz, "Microstructural evolution of silicon-platinum modified aluminide coatings on superalloy GTD-111", Surface & Coatings Technology 321 (2017) 455-463.
[6] M.Ghasemian Safaei, S. Rastegari,  R. Latifi, "The Effect of Powder Composition on the Cyclic Oxidation Behavior of Co-Deposited Al-Si Coating on Nickel-Base Superalloy", Iranian Journal of Materials Science & Engineering Vol. 17, No. 2, June (2020).
[7] R. Swadźba, L. Swadźba, B. Mendala, P.P. Bauer, N. Laska, U. Schulz, "Microstructure and cyclic oxidation resistance of Si-aluminide coatings on γ-TiAl at 850 °C", Surface and Coatings Technology, Volume 403, 15 December (2020), 126361.
[8] I. Šulák, K. Obrtlík, S. Hutařová, M. Juliš, T. Podrábský, L. Čelko, " Low cycle fatigue and dwell-fatigue of diffusion coatedsuperalloy Inconel 713LC at 800 °C", Materials Characterization, Volume 169, November (2020), 110599.
[9] Ch. Li , X. Xu, S. Wang , V. Mwinteribo Tabie , S. Yang, T. Zhang, Y. Liu, " High-temperature oxidation and hot corrosion behavior of the Cr-modified aluminide coating obtained by a Thermal Diffusion process" Materials Research Express, Mater. Res. Express 6 (2019), 086444.
[10] M. Salehi Doolabi, B. Ghasemi, S.K. Sadrnezhaad, A. Habibollahzadeh, K. Jafarzadeh, "Hot corrosion behavior and near-surface microstructure of a Low-Temperature High-Activity Cr-aluminide coating on Inconel 738LC exposed to Na2SO4, Na2SO4 + V2O5 and Na2SO4 + V2O5 + NaCl at 900 ◦C", Accepted Manuscript, (2017), CS 7190.
[11] L. H. Chiu, C. F. Yang, W. C. Hsieh, and A. S. Cheng, “Effect of contact pressure on wear resistance of AISI H13 tool steels with chromium nitride and hard chromium coatings,” Surf. Coatings Technol., vol. 154, no. 2–3,( 2002), pp. 282–288.
[12] E. Use, “Standard Practice for Preparation of Chromium for Electroplating with Chromium 1,” vol. 02, no. November 1988, pp. 1–2, 2001.
[13] R. Yang, Q. Wu, Sh. Li, Sh. Gong, "Effects of Cr-Al-Si and Cr-Al coatings on the high temperature oxidation resistance of a Ni3Al-Mo based single crystal alloy" , Procedia Engineering 27 (2012) 976 – 982.
[14] Qiong WU, Rui-bo YANG, Yu-xiao WU, Shu-suo LI, Yue MA, Sheng-kai GONG, "A comparative study of four modified Al coatings on Ni3Al-based single crystal superalloy", materials international 21(2011) 496-505.
[15] R. Yang, Y. Wu, Q. Wu, S. Li, Y. Ma, and S. Gong, "Microstructure and Oxidation Behavior of Modified Aluminide Coating on Ni3Al-based Single Crystal Superalloy", Acta Aeronaut. Astronaut. Sin., vol. 25, no. 5, (2012) pp. 825–830.
[16] M M. Barjesteh, S M. Abbasi, K. Zangeneh, K. Shirvani "The effect of heat treatment on characteristics of the gamma prime phase and hardness of the nickel-based superalloy Rene®80" Materials Chemistry and Physics, 2019, S0254-0584(19)30057-4,