عنوان پایان‌نامه
تاثیر ذوب سطحی روی مقاومت به اکسیداسیون پوشش های زیر کونیای ایجاد شده با روش پلاسمایی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 1145;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 65737
- تاریخ دفاع
- ۱۸ شهریور ۱۳۹۳
- دانشجو
- عباس کریمی
- استاد راهنما
- محمد قمبری, رضا سلطانی
- چکیده
- پوشش های سد حرارتی کاربرد وسیعی در صنعت دارند و به منظور کاهش دمای سطحی قطعات و بالا بردن دمای احتراق مورد استفاده قرار می گیرند . هدف از انجام این پژوهش بالا بردن مقاومت به اکسایش پوشش YSZ توسط ذوب سطحی با استفاده از سامانه جوشکاری TIG است. به این منظور برای حصول بهترین شرایط سطحی و کمترین تخلخل و تنش پسماند در ناحیه ذوب سطحی شده متغیرهای مختلفی از جمله شدت جریان، ولتاژ، سرعت روبش، فاصله الکترودها از سطح و تعداد ذوب سطحی به عنوان متغیر های اصلی انتخاب گردید و تاثیر این متغیر ها بر ریز ساختار پوشش، رشد لایه TGO (آزمایش اکسایش دمای بالا) و ترک های سطحی و برخی خواص مکانیکی پوشش بررسی گردید. فلز پایه جهت پوشش سد حرارتی YSZ در این پژوهشHastelloy x انتخاب گردید و NiCrAlY به عنوان پوشش لایه واسط به وسیله پاشش پلاسما به سطح آن اعمال شد. نتایج نشان داد که با افزایش میزان حرارت ورودی، ضخامت لایه چگال ذوب شده افزایش پیدا می کند. ذوب سطحی در شدت جریان های کمتر از 75 آمپر و ولتاژ 15 ولت رخ نداده و در آمپر های بالاتر از 105 هم به علت تنش فراوانی که به قطعه اعمال می گردید عملا نتیجه مناسبی در آزمون اکسایش عاید نشد. آزمون اکیداسیون به صورت همدما در زمان های 160،120،80،40و 200 ساعت از نمونه ها گرفته شد و پس از آن ساختار توسط میکروسکوپی نوری و الکترونی مورد مطالعه قرار گرفت .کمترین رشد لایه TGO در شدت جریان 95 و 100 آمپر بدست آمد. تعداد ذوب سطحی عملا وقتی بیش از 2 مرتبه تکرار شد تاثیر چندانی روی مقاومت به اکسایش ایجاد نکرد و در تعداد ذوب سطحی یک بار هم معمولا یکنواختی مناسبی برای پوشش بدست آورده نشد. تغیرات سرعت روبش نیز عملا نقش چندانی روی عمق نفوذ لایه ذوب شده و یا مقاومت به اکسایش بازی نکرد فاصله الکترود های تنگستنی از یکدیگر و سطح قطعه یک میلی متر انتخاب شد. این مقدار از آنجا که تاثیر مستقیمی روی گرمای ورودی دارد متغیر بسیار مهمی است و در صورت تغییر آن مقادیر بهینه دیگری بدست خواهد آمد یا عیوب ساختاری در ناحیه ذوب سطحی شده رخ خواهد داد.
- Abstract
- Thermal barrier coatings have wide applications in different industries and can be used to reduce surface temperature of components and increase combustion chamber temperature in turbines and engines. This research was done with the aim of increasing oxidation resistance of YSZ coating, by surface melting using TIG process. In order to achieve the minimum porosity and residual stresses in the surface melted zone, various parameters such as: amperage, voltage, scan rate, distance of the electrode from the surface and the number of surface melting were selected as main variables. The impact of these variables on the microstructure of the coating, TGO layer growth (high temperature oxidation experiment), surface cracks and some of the mechanical properties of the coating were studied. In this study the Hastelloy x was used as base metal, then NiCrAlY was coated by plasma spraying process in order to act as bond coat. The results showed that the thickness of the dense melted layer increased as the heat input was raised. Moreover, surface was not melted at amperage less than 75 and voltage 15 and at amperage more than 105, because of too much stress and cracks generations, there was no appropriate results in oxidation test. Isothermal oxidation test for 40, 80, 120, 160, 200 hours was done on the specimens, and then the structure was studied by SEM and OM. The least TGO growth was obtained at 95 and 100 amperage. Practically, when the surface was melted more than two times, there was not any significant changes on the oxidation resistance and when it was melted just once, the coating was not uniform enough to resist against oxidation. Scan rates change did not show any major influence on the melted zone depth and oxidation resistance. The distance between tungsten electrodes from each other and surface was 1mm. This distance is a very important factor since it has direct impact on the heat input and consequently on the coating properties. Key words: Thermal barrier coatings, surface melting using TIG process, plasma spray, oxidation.
