توسعه نانوپوشش كامپوزيتي MCrAlY-YSZ به روش توليد پودر هيبريدي و پوشش دهي توسط فرآيند HVOF بر روي زيرلايه سوپر آلياژ نيكل

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي مواد

كارشناسي ارشد

در پژوهش حاضر، تأثير افزودن نانوذرات زيركونياي پايدار شده با ايتريا ((YSZ به ميزان 5 درصد وزني به پودر NiCoCrAlTaReY بر ريزساختار، خواص سطحي، مقاومت به اكسيداسيون داغ، سايش داغ و سختي پوشش¬هاي پاششي ايجاد شده به روش سوخت اكسيژن با سرعت بالا (HVOF) مورد بررسي قرار گرفت. به منظور تهيه پودر نانو كامپوزيتي NiCoCrAlTaReY-5%YSZ، از روش هيبريدي شامل يك مرحله شيميائي استفاده از چسب PVA همراه با آسياب چرخشي به مقدار كنترل شده بكار برده شد و سپس با اعمال روش HVOF و با استفاده از متغير¬هاي بهينه صنعتي، بر روي زيرلايه¬هاي سوپرآلياژ پايه نيكل CMSX-4 و فولاد AISI 304 پوشش¬دهي شد. به منظور ارزيابي ريزساختار و مورفولوژي پوشش¬هاي ايجاد شده، از ميكروسكوپ نوري و ميكروسكوپ الكتروني روبشي مجهز به سيستم آناليز طيف سنج انرژي استفاده گرديد. جهت آناليز فازي پوشش¬هاي فوق، از آزمايش پراش پرتو ايكس استفاده شد و همچنين سختي پوشش¬هاي حاصل نيز از روش ريزسختي سنجي ويكرز تعيين شد. ارزيابي مقاومت به اكسيداسيون داغ پوشش¬هاي حاصل، توسط آزمون اكسيداسيون داغ هم دما به مدت 100 ساعت در دماي 1000 درجه سانتي¬گراد و ارزيابي مقاومت به سايش داغ نيز در دماي 600 درجه سانتي¬گراد با استفاده از روش پين روي ديسك تحت بار 20 نيوتن، سرعت 120 دور بر دقيقه با طي مسافت 1000 متر انجام گرفت. يافته¬هاي پژوهش نشان داد كه با افزودن نانوذرات YSZ به ميزان 5 درصد وزني يك ساختار فشرده و با اندازه دانه كم تشكيل شده كه داراي خواص اكسيداسيوني، سايشي و رفتار مكانيكي مطلوب¬تري نسبت به پودر فاقد نانوذرات YSZ مي¬باشد. نتايج حاصل از آزمون اكسيداسيون داغ نشان داد كه نمونه¬ داراي پوشش NiCoCrAlTaReY-5%YSZ نسبت به نمونه¬ بدون پوشش در حدود 5/26 درصد و نمونه داراي پوشش NiCoCrAlTaReY در حدود 5/16 درصد، مقاومت به اكسيداسيون داغ بالاتري داشت. همچنين ارزيابي رفتار سايش داغ پوشش¬هاي فوق، نشان داد كه نمونه فولادي داراي پوشش NiCoCrAlTaReY-5%YSZ مقاومت به سايش داغ بيشتري نسبت به زيرلايه فولادي AISI 304 (به ميزان 4/74 درصد) و نمونه داراي پوشش NiCoCrAlTaReY (به ميزان 1/19 درصد)، دارا مي¬باشد. با اين حال زبري سطحي پوشش حاوي نانوذرات YSZ نسبت به پوشش NiCoCrAlTaReY از ميزان بيشتري برخوردار بود. در مجموع به نظر مي¬رسد افزودن نانوذرات YSZ به پوشش NiCoCrAlTaReY باعث بهبود كارائي اين پوشش در دماي بالا خواهد شد.

226243

جوشكاري

مهندسي مواد

دانشگاه صنعتي اصفهان