مقاله ویژگی های خزشی درجه حرارت بالای پوشش CoNiCrAlY اسپری حرارتی شده از طریق تست خزشی پانچ کوچک (2017 Scientific.Net)

مقدمه

روش های آزمایشگاهی

مواد، اسپری حرارتی HVOF و عملیات حرارتی

مشخصات میکروساختاری

تست کششی پانچ کوچک

محاسبه تنش،کرنش و خواص مکانیکی

بار به تنش تک محور تبدیل می شود با استفاده از معادله یک.

خواص مواد

نتایج و بحث

میکروساختار پوشش های عملیات حرارتی شده

تست خزشی پانچ کوچک در 750 درجه

ارزیابی ریگ SPC تازه تهیه شده

تاثیر متغیرات HVOF روی عملکرد خزشی پوشش MCrAlY

Spc در 850 درجه

نتیجه گیری

Thermal barrier coatings (TBC’s) protect superalloy components from excessively high temperatures in gas turbines. TBC’s comprise of a ceramic top coat, a metallic bond coat and a thermally grown oxide (TGO). The creep behaviour of the MCrAlY bond coat, which is sensitive to the composition and the method of deposition, has a significant effect on the life of the TBC. High velocity oxy-fuel (HVOF) thermal spraying is a popular deposition method for MCrAlY bond coats however the creep properties of HVOF MCrAlY coatings are not well documented. The creep behaviour of a HVOF thermally sprayed CoNiCrAlY coating has been determined by small punch creep (SPC) testing. Tests were conducted between an equivalent uniaxial stress range of 37-80 MPa at 750 °C on two different SPC rigs and between 30-49 MPa at 850 °C on a single SPC rig. The measured steady-state creep deformation rates at 750 °C were consistent across the two rigs. A comparison with previous work demonstrated that the creep behaviour of HVOF CoNiCrAlY coatings is not sensitive to the manufacturing variability associated with HVOF thermal spraying. The CoNiCrAlY coating exhibited typical SPC deformation at 750 °C. At 850 °C the CoNiCrAlY coating showed significantly different creep behaviour which could be attributed to the onset of superplasticity.

پوشش های سد حرارتی ( TBC) از قطعات سوپر آلیاژ در برابر دماهای بسیار بالا در توربین های گازی محافظت می کنند. این پوشش های سد حرارتی، از یک پوشش بالای سرامیکی، یک پوشش اتصال فلزی و یک اکسید رشد یافته با حرارت تشکیل شده اند. رفتار خزشی پوشش اتصال MCrAlY که بسیار حساس به ترکیب و روش رسوب دهی می باشد، تاثیر مشخصی روی عمر پوشش های سد حرارتی دارد. اسپری حرارتی سوخت و اکسیژن با سرعت بالا (HVOF) یک روش رسوب دهی معروف برای پوشش های اتصال MCrAlY است اگرچه خواص خزشی پوشش های MCrAlY تولید شده با HVOF به خوبی جمع آوری نشده است. رفتار خزشی پوشش CoNiCrAlY اسپری حرارتی شده با HVOF به وسیله تست خزشی پانچ کوچک (SPC) تخمین زده شده است. تست بین یک رنج تشی تک محور معادل 80-37 مگاپاسکال در دمای 750 درجه بین دو ریگ(وضعیت) مختلف SPC و بین 49-30 مگاپاسکال در دمای 850 درجه روی یک ریگ تک SPC انجام شده است. سرعت تغییر شکل خزشی حالت پایدار اندازه گیری شدهدر دمای 750 درجه در برابر دو ریگ ثابت بوده است. یک مقایسه با کار قبلی نشان داده است که رفتار خزشی پوشش های CoNiCrAlY تولید شده با HVOF به متغیرهای همراه با اسپری حرارتی HVOF حساس نیست. پوشش CoNiCrAlY در دمای 750 درجه تغییر شکل SPC معمول را نشان داد. در دمای 850 درجه پوشش CoNiCrAlY رفتار خزشی متفاوت قابل توجهی را نشان داد که مربوط به اثر سوپرپلاسیسیته است.