بررسی تاثیر افزودن نانوذرات اکسید آلومینیوم بر ریزساختار و رفتار اکسیداسیون دمای بالا پوشش MCrAlY ایجاد شده توسط فرایند HVOF

در این تحقیق، پودر خالص CoNiCrAlY و کامپوزیتی CoNiCrAlY-۲, ۴ wt%Al۲O۳ توسط فرایند HVOF روی زیرلایه هایی از جنس سوپر آلیاژ پایه نیکل IN۷۳۸ پوشش دهی شدند. پودرهای کامپوزیتی با استفاده از روش محلولی برپایه آب و چسب پلی وینل الکل به منظور توزیع نانوذرات اکسید روی ذرات میکرونی CoNiCrAlY تولید شدند. آزمایش اکسیداسیون در دمای ℃۱۰۵۰ و زمان های ۵۰، ۱۰۰، ۱۵۰ و ۲۰۰ ساعت در هوای ساکن روی پوشش ها انجام شد. ریزساختار و ترکیب فازی پوشش ها قبل و بعد از آزمایش اکسیداسیون توسط SEM و XRD بررسی شدند. نتایج نشان دادند که نانوذرات با توزیع نسبتا یکتواخت در اطراف پودرها و ریزساختار پوشش های متناظر حضور داشتند. میزان تخلخل و زبری سطح پوشش های خالص و کامپوزیتی (۲ و ۴ درصد وزنی) به ترتیب ۶/۰، ۱ و ۷/۲ درصد حجمی و ۴/۴، ۸/۴ و ۱/۷ میکرومتر اندازه گیری شدند. پس از ۲۰۰ ساعت آزمایش اکسیداسیون، ضخامت لایه اکسیدی برای پوشش های خالص و کامپوزیتی (۲ و ۴ درصد وزنی) به ترتیب ۲/۵، ۳/۴ و ۹/۵ میکرومتر اندازه گیری شد. پوشش CoNiCrAlY حاوی ۲ درصد وزنی Al۲O۳ به دلیل ایجاد موانع نفوذ توسط نانوذرات بهترین مقاومت به اکسیداسیون را نشان داد. درحالیکه پوشش کامپوزیتی حاوی ۴ درصد وزنی Al۲O۳ دارای کمترین مقاومت به اکسیداسیون بود که ناشی از مورفولوژی سطح زبر و وقوع اکسیداسیون داخلی در آن بود.

کلیدواژه ها:

اکسید آلومینیوم ، پوشش MCrAlY ، HVOF ، اکسیداسیون ، ریزساختار