403- پروژه و تحقیق آماده: بررسی ریزساختار و مشخصات پوشش کامپوزیتی McrAlY+AlSiY با روش آبکاری یون-قوسی - 21 صفحه فایل ورد - word

پوشش کامپوزیتی McrAlY+AlSiY با استفاده از روش آبکاری یون-قوسی تولید می شوند. رفتارخوردگی داغ این پوشش ها و پوشش مرجع NiCoCrAlYSiB مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که پوشش های کامپوزیتی دارای فاز   به همراه فاز توزیع شده ی گاما و   در لایه ی بیرونی و یک لایه ی داخلی که از فازهای غنی از کروم هستند. وقتی نمونه ها به مدت 200 ساعت خورده شوند، پوشش کامپوزیتی مقاومت بهتری نسبت به پوشش مرجع از خود نشان می دهد. مقاومت به خوردگی این پوشش های کامپوزیتی به دلیل وجود توزیع گرادیانی از لایه ی خارجی و یک لایه غنی از کروم در لایه ی داخلی است.

مقدمه

پوشش های MCrAlY به طور گسترده برای محافظت از پره های توربین کاربرد و سایر اجزای استفاده شده در دمای بالا کاربرد دارد. استفاده از این مواد خوردگی داغ و اکسیداسیون را کاهش می دهد. عمر مفید پوشش های MCrAlY به طور زیادی به درصد آلومینویم و کروم بستگی دارد. که عناصر مفید می توانند مصرف شوند و در نتیجه رشد رسوب و پوسته ای شدن Al2O3 /   موجب محافظت نمونه می شود. عموما مقدار زیاد آلومینا می تواند به طور مؤثر کارایی را بهبود داده و عمر مفید را بالا ببرد. کروم یکی از عناصر مفید در ساخت سوپرآلیاژهاست. به هر حال مقدار بالای این ماده باعث کاهش دمای ذوب و کاهش داکتیلیتی می شود. این مشکل می تواند از طریق تولید پوشش های ترکیبی حل شود. Nicholl و همکارانش پوشش های هوشمند را از طریق ترکیب رسوب دهی با اسپری و عمیات آماده سازی اولیه ساخته اند. و سپس این پوشش را آلومینیزاسیون کردند. پوشش های هوشمند که بر پایه ی McrAlY ساخته می شوند، دارای لایه های غنی از کروم و غنی از آلومینیوم هستند. این لایه ها دارای مقاومت استثنایی در برابر خوردگی و اکسیداسیون هستند. Guo و همکارانش یک پوشش گرادیانی دارای آلومینیوم و کروم ساختند که در آن توزیع با استفاده از هم رسوبی تنظیم گردید (هم رسوبی با روش آبکاری یونی- قوسی و کاند و پاش مگنترونی). همچنین پوشش های گرادیان نیز دارای مقاومت به خوردگی و اکسیداسیون خوبی هستند.

اخیرا پوشش های NiCoCrAlYSiB با استفاده از روش آبکاری یونی-قوسی تولید شد. این پوشش ها دارای مقاومت به خوردگی و اکسیداسیون خوبی در دمای بالا هستند. افزودن سیلیسیم به پوشش هم مقاومت به اکسیداسیون و هم خوردگی را بهبود می دهد. در مطالعه ی کنونی، بر اساس پوشش های NiCoCrAlYSiB، یک پوشش کامپوزیت MCrAlY+AlSiY بوسیله ی آبکاری یونی –قوسی بر روی سوپرآلیاژ پایه نیکل K465 پوشش دهی می گردد. ریزساختار و رفتار خوردگی داغ این پوشش ترکیبی و پوشش NiCoCrAlYSiB مورد بررسی قرار گرفت.

رویه ی عملی

سوپرآلیاژ به عنوان زیرلایه مورد استفاده قرار گرفت. نمونه ها دارای قطر 15 میلی متر و ضخامت 2 میلی متر بوسیله ی کاغذ سنباده تا مش 800 پولیش کاری شدند. سپس در اتمسفر تر ساچمه زنی شدند ( با گلوله های شیشه ای مش 200). بعد از آن بوسیله ی اولتراسونیک تمیزکاری شدند( با محلول استون). قبل از رسوب دهی تمیزکاری با استفاده از بمباران سطحی نمونه ها انجام شد و بعد از این کار محفظه بوسیله ی پمپ تا فشار   Pa تخلیه شد. فشار کاری با استفاده از جریان آرگون در 0.2 آرگون نگهداری شد. پارامترهای جزئی رسوب دهی در جدول 1 آورده شده است. پوشش NiCoCrAlYSiB معمولی با استفاده از تارگت NiCoCrAlYSiB تولید گردید. پوشش مرکب ابتدا با استفاده از رسوب دهی تارگت NiCoCrAlYSiB و سپس با استفاده از تارگت AlSiB انجام شد. این پوشش ضحامتی در حدود 40 میکرون دارد. بعد از رسوب دهی، نمونه ها ی پوشش داده شده با NiCoCrAlYSiB و پوشش های ترکیبی به مدت 4 ساعت در دماهای 900و 1050 درجه، درکوره ی تحت خلأ آنیل شد. سرعت حرارت دهی برابر 7 درجه بر دقیقه بود.