Comportamento HVOF

Caracterização mecânica e comportamento térmico de vínculo pulverizado-HVOF revestimento em revestimentos de barreira térmica (EBTs)

Hyung-Jun Janga, Dong-Ho Parka, Yeon-Gil Junga, *, Jung-Chel Jangb,

Sung-Churl Choib, Ungyu Paikb

Abstract

As propriedades mecânicas, de dureza H e o módulo E, de revestimentos de barreira térmica (TBC 's) têm sido determinadas como uma função do espessura de camadas de obrigações (0,08, 0,14 e 0,28 mm) preparada com um combustível de oxigênio de alta velocidade (HVOF) processo de aspersão térmica. o topo Os revestimentos foram fabricados por um processo plasma spray de ar (APS). Comportamento em um dado ambiente térmico foi avaliado a partir do H e E valores e das estimativas dos danos contato. Ensaios de fadiga térmica foram realizadas em T = 950 e 1100-C usando tempos de permanência de 10 e 100 h em T = 950-C, e 10 horas para T = 1100-C. A formação do óxido crescido termicamente (TGO) camada é influenciada tanto pela temperatura e do tempo de permanência, mas é independente da espessura da camada de ligação. Os valores de H e E das principais revestimentos e do vínculo casacos, respectivamente, mostram um aumento abrupto após fadiga térmica, com uma descontinuidade que ocorre na interface entre o revestimento adesivo e o revestimento de topo, enquanto que a espessura do revestimento adesivo desempenha um papel menor na influenciar as propriedades mecânicas. A evolução de contacto danos no subsolo e fadiga cíclica do revestimento superior foi investigado usando recuo hertziana. Depois da fadiga térmica testes, o dano de contacto é aumentada, enquanto craqueamento radial sobre a superfície de topo é suprimida. O dano de contato é afetada principalmente pela temperatura, mostrando danos severos no substrato com a diminuição da espessura do revestimento adesivo. Os efeitos do estado de fadiga térmica sobre as propriedades mecânicas, danos de contacto, e a fatiga cíclica são discutidos e relacionada com a ressinterização do revestimento superior e a formação da camada de TGO.

(APS), alta freqüência de pulso detonação (HEPD) e highvelocity combustível de oxigênio (HVOF) pulverização [5-19]. Entre estes técnicas de deposição, o processo de aspersão térmica HVOF é uma técnica promissora para a formação de camadas de títulos em EBTs, devido à sua boa microestrutura, melhor a força adesiva, e baixos custos operacionais em comparação com o processo de APS [11,15,16,18,19]. No entanto, as altas temperaturas e ambiente de oxidação necessária para a pulverização HVOF processo pode afetar as propriedades de oxidação posteriores de a parte superior do revestimento, que são importantes na aplicação de alta temperatura ambiente de trabalho. Portanto, uma estimativa e compreensão das propriedades mecânicas, tais como dureza, o módulo, e danos de contacto, de TBC, com revestimentos adesivos preparados pelo processo HVOF são spay essencial para melhorar a confiabilidade e vida útil de desempenho, especialmente em ambientes térmicos.

Neste trabalho, nós avaliamos as propriedades mecânicas e entre em contato com danos de EBTs com casacos de títulos preparado pelo processo de pulverização de HVOF. Além disso, estudamos comportamento térmico, e nanoindentação e recuo hertziana testes foram realizados em EBTs com vínculo diferente espessuras de revestimento de 0,08, 0,14 e 0,28 mm. a dureza H e E módulo de cada camada, substrato, revestimento bond, e revestimento de topo foram deduzidos a partir dos resultados de nanoindentação e danos de contato de interface de união' amostras [20,21]. Ensaios de fadiga térmica estáticos foram realizados para comparar as propriedades e contato o dano antes e depois fadiga térmica, que foi induzida a temperaturas de 950 e 1100-C em diferentes tempos de permanência. A formação da TGO camada e sua espessura foi observado sob diferentes condições de fadiga térmica. O efeito da espessura do casaco de vínculo ea condição de fadiga térmica no propriedades mecânicas e danos de contacto são discutidos.

2. Experimental

A superliga à base de níquel GTD-111, desenvolvido pela General Electric Company, EUA, foi utilizado como o substrato. Amostras de teste retangulares foram usinadas a partir da haste seção de um GTD-111 lâmina de turbina totalmente tratado termicamente usando um processo de usinagem electro. As amostras foram lixadas e polidas para remover a camada de reformulação. GTD-111 liga possui a seguinte composição nominal, em peso:

Ni = 60,4%, = 14,0% Cr, Co = 9,5%, Ti = 4.9%, W = 3,8%,

Al = 3,0%, Ta = 2,8%, Mo = 1,5%, C = 0,1%, Zr = 0,03% e

B = 0,01%.

O processo de pulverização de HVOF foi utilizado para preparar um co-Liga de Ni-Cr-Al-Y (AMDRTY 4195; Sulzer Metco Holding AG, Suíça) casaco de vínculo na liga de metal substrato. Casacos de Obrigações com três espessuras diferentes de Prepararam-se cerca