عنوان پایان‌نامه
تاثیر افزودن زیر کونیم بر رفتار اکسیداسیون و خوردگی داغ پوشش های الومینایدی ایجاد شده بر آلیاژ اینکونل ۷۳۸
- رشته تحصیلی
- مهندسی مواد-خوردگی‌وحفاظ‌ت‌ازمواد
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 1121;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 64385
- تاریخ دفاع
- ۲۹ مرداد ۱۳۹۳
- دانشجو
- ایمان خاکپور
- استاد راهنما
- محمود حیدرزاده سهی, رضا سلطانی
- چکیده
- پوشش‌های میانی نقش مهمی در حفاظت پره های توربین در برابر اکسیداسیون و خوردگی داغ را ایفا می کنند. به‌کارگیری پوشش‌های آلومینایدی اصلاح‌شده به وسیله افزودن عناصر فعال یکی از موضوعاتی است که در سال های اخیر مورد توجه محققان قرار گرفته است. اگرچه در پژوهش‌های مختلفی مقاومت به اکسیداسیون خوب این پوشش‌ها گزارش شده است اما در مراجع موجود ریزساختار این دسته از پوشش‌ها مورد بررسی قرار نگرفته است و همچنین در مورد متغیرهای فرایند پوشش‌دهی ابهامات زیادی وجود دارد و نیاز به بهینه سازی این متغیرها احساس می‌شود. در این پژوهش پوشش آلومینایدی اصلاح‌شده به‌وسیله زیرکونیم به روش سمانتاسیون پودری روی سوپرآلیاژ اینکونل ??? ایجاد شدند. در فرایند پوشش‌دهی از ZrOCl2.8H2O به‌عنوان فعال‌کننده، از آلیاژ Al-Cr به‌عنوان منبع تأمین‌کننده آلومینیم و از Al2O3 به‌عنوان ماده پرکننده خنثی استفاده شد. در مرحله اول پژوهش، پوشش‌دهی با استفاده از منبع تأمین‌کننده (آلیاژ Al-Cr) با ??% وزنی آلومینیم انجام شد و تأثیر مقدار فعال‌کننده و زمان فرایند پوشش‌دهی بر ریزساختار ، مقاومت به اکسیداسیون سیکلی و خوردگی داغ پوشش‌ها مورد مطالعه قرار گرفت. با تحلیل نتایج حاصل، تصمیم بر آن شد تا در ادامه پژوهش، پوشش‌دهی با منبع تأمین‌کننده آلومینیم خالص انجام پذیرد. ریزساختار و ترکیب شیمیایی همه پوشش¬ها ، قبل و بعد از اکسیداسیون با استفاده از میکروسکوپ الکترونی مجهز به سیستم سنجش شدت انرژی طیف پرتو ایکس مورد مطالعه قرار گرفت. همچنین فازهای تشکیل شده در سطح نمونه‌ها به کمک پراش‌سنج پرتو ایکس مورد مطالعه قرار گرفت. آزمون اکسیداسیون سیکلی در دمای ?C???? تا انهدام نمونه ها انجام پذیرفت. همچنین آزمون خوردگی داغ به روش پاشش مخلوط نمک های خورنده بر سطح به مدت ??? ساعت و در دمای ?C??? انجام شد. نتایج نشان می‌دهند که در پوشش‌دهی به روش فعالیت کم، افزایش زمان فرایند پوشش‌دهی از ? ساعت به ? ساعت موجب بهبود مقاومت به اکسیداسیون و خوردگی داغ این پوشش‌ها می‌شود. نتایج همچنین نشان می‌دهند که حد بهینه در پوشش دهی با فعالیت کم برای مقدار فعال‌کننده ? % بوده است که مقدار بیشتر از این حد موجب پیدایش عیوب کرکندال در پوشش و مقدار کمتر آن موجب نفوذ کم آلومینیم و زیرکونیم به پوشش می‌شود. نتایج حاصل نشان می‌دهد که مقاومت به اکسیداسیون سیکلی پوشش‌های ایجادشده به روش فعالیت زیاد بیش از دو برابر و مقاومت به خوردگی داغ آن بیش از شش برابر مقاوم¬ترین پوشش ایجاد شده به روش فعالیت کم بوده است. کلمات کلیدی : پوشش آلومینایدی ، سمانتاسیون پودری ، اکسیداسیون سیکلی، خوردگی داغ ، زیرکونیم
- Abstract
- Bond coats play an important role in the protection of turbine blades against oxidation and hot corrosion. Applying aluminide coatings modified by addition of reactive elements, has attracted great deal of attention in recent years. Although good oxidation resistance of these coatings have been reported in several studies, there is little information about microstructures of these coatings. There are also many uncertainties regarding coating parameters and variables optimization is necessary. In this study, Zr–modified aluminide coatings were applied by pack cementation process on Inconel 738. The source of aluminum in the pack was either Cr-30%Al alloy (low activity) or pure aluminum (high activity). ZrOCl2.8H2O and Al2O3 were also used as activator and filler material, respectively. Microstructure and chemical composition of all coatings were studied before and after oxidation, by means of scanning electron microscope (SEM) equipped with energy dispersive X-ray microanalysis (EDS). X-ray diffraction analysis (XRD) was also used to study crystallographic structures of the coatings. Cyclic high-temperature oxidation test was carried out at 1100 °C. In addition, hot corrosion test was performed by spraying corrosive salts mixture method on the surface for 200 hours in 900 ?C. Increasing deposition time from 3 to 5 h in the low activity process led to improved cyclic oxidation and hot corrosion resistances of the coatings. The results also indicated that the optimal amount of ZrOCl2.8H2O in low activity method was 2%. Lower amount of activator led to reduced inward diffusion of aluminum and zirconium in the coating and higher amount of ZrOCl2.8H2O resulted in the formation of Kirkindal defects in the coating. Modified aluminide coating produced by high activity method showed three times higher cyclic oxidation resistance and six times higher hot corrosion resistance than those in the coatings produced by low activity method. Keywords: Aluminide coating, Pack cementation, cyclic oxidation, hot corrosion, zirconium
