Wyniki 1-10 spośród 10 dla zapytania: authorDesc:"AGNIESZKA KOCHMAŃSKA"

Antynawęgleniowe powłoki otrzymane metodą zawiesinową o podwyższonej odporności na wstrząsy cieplne

Czytaj za darmo! »

W artykule przedstawione są wyniki badań dotyczące powłok aluminiowokrzemowych wytworzonych metodą zawiesinową w atmosferze powietrza na staliwie żarowytrzymałym. Powłoki tego typu zapewniają ochronę materiału w atmosferze nawęglającej oraz posiadają podwyższoną odporność na zmęczenie cieplne. Powłoki wytwarzane były w różnych parametrach technologicznych (czas, temperatura, stosunek alumini[...]

Żaroodporne warstwy Al-Si wytworzone metodą zawiesinową na podłożu nadstopu niklu Inconel 617

Czytaj za darmo! »

Żarowytrzymałe nadstopy niklu są stosowane w lotnictwie (elementy części gorącej silników lotniczych) i energetyce, także jako elementy pieców do obróbki cieplnej i cieplno-chemicznej. Mają dobre właściwości wytrzymałościowe i plastyczne, ale niedostateczną odporność na utlenianie w wysokiej temperaturze [1]. Podczas utleniania na powierzchni elementów z nadstopów niklu tworzy się zwarta warstwa tlenku Cr2O3, która silnie wpływa na ich żaroodporność. Warstwa Cr2O3 jest stabilna do temperatury ok. 1000°C. Dalszy wzrost temperatury powoduje powstawanie łatwo parującego tlenku CrO3 [2]. Ochronna warstwa tlenku Al2O3 ma lepszą żaroodporność w porównaniu z tlenkiem Cr2O3. Wprowadzenie aluminium do warstwy wierzchniej nadstopu niklu powoduje powstanie warstwy złożonej z ziaren faz międzymetalicznych Ni2Al3, Ni3Al oraz NiAl. Typowe dla warstwy na osnowie tych faz (szczególnie β-NiAl) jest tworzenie się podczas pracy w atmosferze utleniającej stabilnej odmiany tlenku α-Al2O3. Dlatego warstwy aluminidkowe są szeroko stosowane dla ochrony podłoża nadstopów niklu przed korozją wysokotemperaturową. Podstawową metodą wytwarzania takich warstw jest metoda kontaktowo-gazowa (pack cementation) [3], metoda zawiesinowa (slurry cementation) [4] lub chemiczne osadzanie z fazy gazowej CVD [2, 5]. Fazy międzymetaliczne Ni2Al3, NiAl3 charakteryzują się dużą kruchością. Obecność ziaren tych faz w warstwie aluminidkowej prowadzi do powstawania w nich pęknięć podczas eksploatacji [6]. Pękanie warstwy na wskroś na skutek na przykład nagłej zmiany temperatury może powodować zniszczenie warstwy i odsłonięcie podłoża. Pękaniu sprzyja duża różnica właściwości fizycznych i mechanicznych podłoża i warstwy. Stąd wytwarzanie warstwy dyfuzyjnej o budowie gradientowej o zawartości faz międzymetalicznych w zewnętrznej strefie zapewni większą trwałość jej i jednocześnie podłoża. Konieczna jest również obecność w warstwie strefy wewnętrznej (przejściowej)[...]

Powłoki ochronne na bazie aluminium wytworzone na stopie tytanu

Czytaj za darmo! »

Stopy tytanu charakteryzują się żarowytrzymałością, odpornością na korozję elektrochemiczną w większości agresywnych środowisk, wysoką wytrzymałością właściwą i obojętnością biologiczną. Stosowane są zarówno w lotnictwie, energetyce, jak i medycynie. Konwencjonalne stopy tytanu z powodu niskiej odporności na utlenianie nie powinny być stosowane powyżej 600°C. W zależności od zastosowania używane są stopy jednofazowe α lub β, albo dwufazowe α + β. Stopy o strukturze jednofazowej α wykazują lepszą odporność na pełzanie spośród stopów tytanu. Mają wystarczającą ciągliwość, wytrzymałość i spawalność, lecz gorszą odkształcalność. Stopy dwufazowe mają dobrą podatność na odkształcenia plastyczne, podobnie jak stopy jednofazowe β. Najbardziej typowym przykładem stopów dwufazowych α + β jest stop TiAl6V4. Stosowany jest na różne elementy konstrukcyjne, silnie obciążone części maszyn oraz różne części w przemyśle lotniczym i kosmicznym. Ze względu na zbyt małą żaroodporność, zakres temperatury stosowania stopów tytanu jest ograniczony, pomimo tego, że ich właściwości mechaniczne są w podwyższonej temperaturze dobre. Powyżej temperatury 500÷520°C w powietrzu tytan i jego stopy silnie reagują z tlenem tworząc rutyl. Tlenek ten nie ma właściwości ochronnych i w wyższej temperaturze dyfunduje do wewnątrz, następnie rozpuszcza się w metalu [1]. Powoduje to wytworzenie na powierzchni kruchej warstwy i jej wzrost. Odporność na utlenianie i korozję wysokotemperaturową można osiągnąć przez zastosowanie powłok i warstw ochronnych mających charakter barier cieplnych. Wiele prac nad wytwarzaniem powłok na powierzchni tytanu i stopów tytanu dotyczy powłok typu overlay [2, 3], powłok zawierających fazy międzymetaliczne TiAl wytwarzanych metodą kontaktowo-gazową [4], powłok ceramicznych [5] oraz ceramicznych powłok cieplnych wytwarzanych za pomocą technik plazmowych, np. PVD [6, 7]. W celu podniesienia odpornoś[...]

Charakterystyka i żaroodporność powłok Al-Si na stopie tytanu

Czytaj za darmo! »

Stopy tytanu stosowane są zarówno w lotnictwie, energetyce, jak i w medycynie. Charakteryzują się żarowytrzymałością, odpornością korozyjną w większości agresywnych środowisk, dużą wytrzymałością właściwą i obojętnością biologiczną. Konwencjonalne stopy tytanu z racji małej odporności na utlenianie i na pełzanie nie powinny być stosowane powyżej 600°C. Stosowane są stopy jednofazowe α lub β oraz dwufazowe α + β w zależności od zastosowania. Spośród stopów tytanu te o strukturze jednofazowej α wykazują lepszą odporność na pełzanie. Mają wystarczającą ciągliwość, wytrzymałość i spawalność, lecz gorszą odkształcalność. Stopy dwufazowe mają dobrą podatność na odkształcenia plastyczne, podobnie jak stopy jednofazowe β. Stop TiAl6V4 jest typowym przykładem stopów dwufazowych α + β. Używany jest na elementy konstrukcyjne, silnie obciążone elementy maszyn oraz elementy w przemyśle lotniczym i kosmicznym. Techniczne zastosowania stopów tytanu są ograniczone, pomimo tego że ich właściwości mechaniczne na to pozwalają, ze względu na zakres temperatury w jakiej pracują. Powyżej temperatury 500÷520°C w powietrzu tytan i jego stopy silnie reagują z tlenem tworząc rutyl. Tlenek tytanu nie ma właściwości ochronnych i w wyższej temperaturze ze względu na swoją zdefektowaną strukturę umożliwia dyfuzję tlenu do wewnątrz materiału [1]. Powoduje to wytworzenie na powierzchni kruchej warstwy i jej wzrost. Odporność na utlenianie i korozję wysokotemperaturową można osiągnąć przez zastosowanie powłok i warstw ochronnych mających charakter barier dyfuzyjnych. Wiele prac nad wytwarzaniem powłok na powierzchni tytanu i stopów tytanu dotyczy powłok typu overlay [2, 3], powłok zawierających fazy międzymetaliczne TiAl wytwarzanych metodą kontaktowo-gazową [4], powłok ceramicznych [5], ceramicznych powłok cieplnych wytwarzanych za pomocą technik plazmowych, np. EB PVD [6, 7]. W celu podniesienia odporności na utlenia[...]

Badanie mieszanin przeznaczonych do wytwarzania warstw metodą zawiesinową

Czytaj za darmo! »

Przedłużenie efektywnego czasu pracy elementów maszyn funkcjonujących w wysokiej temperaturze i narażonych na oddziaływanie agresywnych atmosfer jest jednym z podstawowych problemów technicznych i ekonomicznych. Zastosowanie warstw ochronnych, często decydujących o jakości i trwałości eksploatowanego materiału, jest jednym ze sposobów uniknięcia zniszczenia materiału. W warunkach przemysłowych poza oddziaływaniem wysokiej temperatury ma się do czynienia z częstymi i nagłymi zmianami temperatury. W związku z tym zastosowanie warstw odpornych jedynie na nawęglanie lub utlenianie, zależnie od atmosfery, okazuje się niewystarczające. Uzyskanie właściwego składu fazowego wytworzonych warstw ochronnych zapewnia ich stabilność w określonej atmosferze, natomiast wielostrefowość warstwy pozwala poprawić odporność na naprężenia powstałe w wyniku na przykład wstrząsów cieplnych. Obecność strefy wewnętrznej (dyfuzyjnej) w warstwie jest wskazana ze względu na kompensowanie różnic we właściwościach fizycznych podłoża i strefy zewnętrznej. Otrzymanie wielostrefowych, odpornych nie tylko na działanie agresywnych atmosfer, ale także na wstrząsy cieplne warstw ochronnych jest możliwe m.in. za pomocą metody zawiesinowej. Jest to metoda dużo prostsza i bardziej ekonomiczna od innych metod wytwarzania warstw. Daje możliwość otrzymania warstw w jednym cyklu technologicznym na różnych materiałach: austenitycznych stopach żelaza, stopach tytanu oraz nadstopach na osnowie niklu bez konieczności obróbki mechanicznej ich powierzchni [1]. Metoda zawiesinowa należy do grupy metod pozwalających na uzyskanie aluminidkowych warstw dyfuzyjnych. Jednym z głównych składników zawiesin są proszki metali, przede wszystkim aluminium. Aluminium tworzy z niklem, żelazem i tytanem fazy międzymetaliczne, które charakteryzują się unikatowymi właściwościami fizykochemicznymi i mechanicznymi. Są to przede wszystkim: mały współczynnik samodyfuzji związany z uporządkowanie[...]

Ocena struktury warstw po krzemowaniu i krzemo-aluminiowaniu stopu molibdenu TZM DOI:10.15199/28.2015.6.20


  Structure of silicide and aluminide coatings on TZM This paper presents results of research on siliconizing and silicon-aluminizing by slurry method on molybdenum alloy TZM (wt %: 0.5% Ti, 0.1% Zr, 0.02% C, molybdenum bal.). Samples covered with the slurry were annealed in argon atmosphere. Two kinds of water slurry were applied: containing aluminium and silicon powders, and second one containing only silicon powder. Different technological parameters of coatings manufacturing were applied in the experiment. Annealing temperature was 1000°C and time 2 to 6 hours. The structure of obtained coatings is either triple layered (after siliconizing) or quadruple layered (after silicon-aluminizing) dependly on kind of the slurry. The obtained coatings were investigated using: SEM, EDS, XRD methods. MoSi2 phase is formed in the outer layer of coating after siliconizing and the Mo(Si, Al)2 phase is formed in the outer layer of coating after silicon-aluminizing. Mo3Si phase and Mo3(Si, Al). phase are formed in the internal layer, nearest to the substrate, correspondingly. Key words: heat-resistant coatings, slurry method, molybdenum alloy TZM. W pracy przedstawiono wyniki badań krzemowania i krzemo-aluminiowania metodą zawiesinową stopu molibdenu TZM (% mas.: 0,5% Ti, 0,1% Zr, 0,02% C, reszta molibden). Elementy z naniesioną zawiesiną wygrzewano w piecu w atmosferze argonu. Zastosowano dwa rodzaje zawiesin wodnych: jedną zawierającą proszek aluminium i krzemu, drugą zawierającą tylko proszek krzemu. Warstwy wytwarzano, stosując temperaturę wygrzewania 1000°C oraz czas wygrzewania 2, 4 i 6 godzin. W zależności od rodzaju zawiesiny warstwy mają dwa typy budowy: trójstrefowy — warstwy krzemkowe i czterostrefowy — warstwy krzemkowo-aluminidkowe. Dla uzyskanych warstw określono skład fazowy i chemiczny oraz morfologię składników fazowych mikrostruktury. W zewnętrznej strefie warstwy krzemkowej tworzy się faza MoSi2, natomiast warstwy krzemkowo-al[...]

Wpływ parametrów wytwarzania na strukturę warstw otrzymanych metodą zawiesinową na stopie niklu DOI:10.15199/28.2015.6.31


  Effect of the manufacturing parameters on coatings structure obtained by the slurry method on nickel alloy The paper presents results of research of aluminium-silicon coatings created by slurry method on nickel alloy Inconel 617 using various configurations of the slurry. Technological parameters of coatings manufacturing were changed i.e. annealing temperature and time: 800 and 1000°C, 2 h. The samples were immersed in an aqueous suspension of powders: aluminium oxide, aluminium and silicon, an inorganic binder (water glass) and activator (a molten mixture of suitably selected salts). Percentage of activator and water glass was set at a stable level. Percentage of powder in the slurry was changed: 1) a powder of Al and Si in a ratio of 9/1, 2) a powder of Al, Al2O3, Si in a proportion of 4.5/4.5/1; 3) Al2O3 powder, Si in a proportion of 9/1. The amount of applied slurry was changed as well from 0.5 g/cm2 to 1.5 g/cm2. The structure of obtained coatings is double layer. Chemical and phase composition were determined. The phase composition of the coating produced with different amount of deposition slurry containing aluminium and silicon is similar Al(Ni, Co), Al3Ni2 and (Cr, Mo)3Si. The coating was not formed at 800°C when the suspension was composed only of Al2O3 and silicon, but it was forming at a temperature 1000°C and it has a phase composition similar to the siliconised coatings: Ni2Si and (Cr, Mo)3Si. The thickness of the coatings was also measured. Increasing the amount of applied slurry increases the thickness of the coatings only to a content 1 g/cm2. Key words: slurry method, nickel alloy, heat-resistant diffusion coatings. W pracy przedstawiono wyniki badań dotyczące opisu struktury warstw Al-Si otrzymanych na stopie niklu Inconel 617 metodą zawiesinową z zastosowaniem różnych parametrów wytwarzania. Warstwy uzyskano, stosując temperaturę wygrzewania 800 i 1000°C oraz czas 2 godziny. Próbki zanurzano w wodnej zawiesinie proszków: [...]

The structure of aluminide coatings on alloy steels in the area of the welded joints DOI:10.15199/28.2017.3.4


  1. INTRODUCTION Preparation of aluminide coatings is used to increase the heat resistance of Fe and Ni based alloys. The iron and nickel aluminides improve the resistance to many aggressive environments [1÷4] including oxidising [5÷10], sulphidising [11] and carburising [12, 13] agents. The method of the coating formation should be easy to apply on complex shaped parts and the cost should be as low as possible. One of these methods is the slurry cementation. Commercially available slurries manufactured on the base of aluminium powder (as an active component) and of the solution of an organic binder are widely used [14]. The slurry method used by the authors is a modification of the classical one. The slurry used in this modified method consists of a metal powder (aluminium and silicon), a binding material (the aqueous solution of sodium silicate) and halides as a flux. The aqueous solution of sodium silicate (inorganic binder) in the slurry allowed for annealing in one single step without additional heating when the organic binder is used. The main parameters determining the aluminide coating properties and usefulness are its chemical and phase composition and the thickness. The chemical composition of the aluminide coatings is characterized mainly by the aluminum content of these coatings. The thickness assessment and the analysis of the aluminum content of the coating are of primary importance for testing coating quality and protective properties [15]. The majority of final products working under a high temperature regime like equipment of furnaces for thermochemical treatment is made of high-alloyed steels and welding is the basic technology of joining of these materials. From a technological point of view, the first operation should be welding followed by manufacturing of a protective coating. Therefore, the characterization of the coating in the area of the welded joint can be important when choosing the proper welding [...]

The structure of silicon coatings obtained on TZM molybdenum alloy by slurry method DOI:10.15199/28.2017.5.7


  1. INTRODUCTION Molybdenum base refractory alloys are potential candidate materials for a new generation high temperature nuclear reactors. TZM alloy (Titanium Zirconium Molybdenum) is one of the promising materials for aerospace applications, high temperature compact and fusion reactors. Its sublimation is fairly low, even at temperature higher than 1700°C in vacuum or inert atmosphere. The TZM alloy offers several attributes for high temperature structural applications including high melting point (>2600°C), high creep strength at elevated temperature, good corrosion compatibility with many molten metals and alloys. However, this alloy is easily oxidized when subjected to hot working even at 540°C in the oxidizing environment. The TZM alloy in air forms non-protective and volatile MoO3 oxides on the alloy surface. These oxides evaporate at 790°C. In consequence, the TZM alloy loses its material integrity due to catastrophic mass loss. Properties of the alloy are not relevant under these conditions [1]. The resistance to corrosion and oxidation of TZM alloy can be improved by adding the appropriate amount of silicon and obtaining a thin passive layer of oxide on MoSi2. Oxidation resistance of MoSi2 is derived from the formation of an adherent and continuous SiO2 film on its surface. Molybdenum disilicide has long been known as an attractive coating material for the protection of Mo and Mo-based alloys used in an oxidizing atmosphere at high temperature [2]. Methods for silicide coating have been studied for a long time, such as vacuum deposition, chemical vapour deposition, solid reaction with silicon powder, the pack-cementation method or the slurry cementation method [3]. 2. EXPERIMENTAL PROCEDURES Manufacturing of protective layers was conducted with the slurry method on TZM alloy containing approximately (wt %): 0.5% Ti, 0.1% Zr, 0.02% C, the balance is Mo. The slurry was prepared taking powdered silicon, an organic bind[...]

 Strona 1