نشریه علوم و مهندسی سطح

نشریه علوم و مهندسی سطح

سنتز و مشخصه‌یابی پوشش پیشرفته NiCoCrAlTaReY تقویت‌شده با YSZ برای کاربردهای دما بالا

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 هیأت علمی
2 دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران
3 هیأت علمی دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی اصفهان
10.22034/issst.2026.2105801.1686
چکیده
در این پژوهش، یک پوشش پیشرفته پایه MCrAlY با ترکیب NiCoCrAlTaReY تقویت‌شده با ۵ درصد وزنی نانوذرات زیرکونیای پایدار شده با ایتریا (YSZ) توسعه داده شد و عملکرد آن برای کاربردهای دمای بالا مورد ارزیابی قرار گرفت. پودر نانوکامپوزیتی NiCoCrAlTaReY-5wt.%YSZ با روش هیبریدی شامل استفاده از چسب PVA و آسیاب چرخشی کنترل‌شده آماده‌سازی گردید. سپس پوشش‌ها به روش پاشش سوخت–اکسیژن با سرعت بالا (HVOF) روی زیرلایه‌های سوپرآلیاژ پایه نیکل CMSX-4 و فولاد AISI 304 اعمال شدند. مشخصه‌یابی ریزساختار و فازها با استفاده از میکروسکوپ نوری، SEM/EDS و XRD انجام شد و زبری سطح و ریز سختی ویکرز اندازه‌گیری گردید. برای ارزیابی عملکرد دمای بالا، آزمون اکسیداسیون داغ هم‌دما به مدت ۱۰۰ ساعت در ℃ ۱۰۰۰ و آزمون سایش داغ پین-روی-دیسک در ℃ ۶۰۰ (بار N۲۰، سرعت rpm 120، مسافت m 1000) انجام گرفت. نتایج نشان داد افزودن YSZ موجب تراکم بیشتر و ریزدانه‌تر شدن ریزساختار و بهبود خواص مکانیکی و عملکردی پوشش می‌شود. همچنین، پوشش NiCoCrAlTaReY-5 wt.%YSZ در مقایسه با پوشش پایه NiCoCrAlTaReY بهبود قابل توجهی در مقاومت به اکسیداسیون داغ، با کاهش افزایش وزن از 0043/0 به 0036/0 گرم و نیز در مقاومت به سایش داغ، با کاهش افت وزنی از 119/0 به 0068/0 گرم، نشان داد. بااین‌حال، افزودن YSZ با افزایش زبری سطح همراه بود. بر پایه نتایج به‌دست‌آمده، تقویت پوشش NiCoCrAlTaReY با YSZ می‌تواند راهکاری مؤثر برای بهبود عملکرد پوشش‌های مقاوم به دمای بالا باشد.
کلیدواژه‌ها
موضوعات