نقش پوشش كامپوزيتي (NiAl-(Cr2O3, TiO2 بر مقاومت به اكسيداسيون فولاد مقاوم به حرارت HH

Effect of NiAl- (Cr2O3, TiO2) composite coating on oxidation resistance of HH heat resistant steel

فولادهاي مقاوم به حرارت نوع HH به دليل برخورداري از استحكام در دماي بالا و داشتن مقاومت به خوردگي و اكسيداسيون مناسب، كاربرد نسبتاً گسترده‌اي در صنايع مختلف دارند. عمده تخريب و استهلاك اين فولادها ناشي از اكسيداسيون در دماي بالا مي‌باشد. استفاده از پوشش سد نفوذي مي‌تواند عمر كاري اين فولادها را افزايش دهد. يكي از پوشش‌هاي مورد نظر، NiAl مي‌باشد كه يك تركيب بين فلزي با مقاومت به اكسيداسيون بالاست.در اين پژوهش تاثير افزودن TiO2 و Cr2O3 بر مقاومت به اكسيداسيون در دماي بالاي پوشش NiAL اعمال شده به روش HVOF بررسي شد. ابتدا شرايط سنتز پودر NiAl به روش آسيا كاري مكانيكي با استفاده از پودرهاي Ni و Al تعيين شده است. سپس هر كدام از پودرهاي TiO2 و Cr2O3 بطور جداگانه به مقدار 5 درصد وزني به تركيب NiAl اضافه و مخلوط شدند. پودرهاي حاصله به روش HVOF بر سطح زير لايه فولاد HH اسپري شده است. به منظور بررسي و ارزيابي كيفي نمونه هاي پوشش داده شده از ميكروسكوپ الكتروني روبشي SEM، آزمون سختي سنجي، آزمون اكسيداسيون در دماي بالا و آزمون ضخامت سنجي بهره گرفته شده است. نتايج نشان داد كه فولاد با پوشش كامپوزيتي از تخلخل كمتر و ضخامت و سختي بيشتري نسبت به نمونه با پوشش NiAl برخوردار بوده است. همچنين مقاومت به شوك حرارتي نمونه هاي با پوشش كامپوزيتي به مراتب بيشتر از نمونه با پوشش NiAl بوده است و حداكثر مقاومت به اكسيداسيون در دماي 1200 درجه سانتي‌گراد،متعلق به نمونه با پوشش NiAl-TiO2 مي‌باشد.

HH grade heat resistant steels are widely used in various industries due to their high temperature strength, excellent oxidation and corrosion resistance. The major degradation of these steels is due to oxidation at high temperatures. The use of diffusion barrier coating can increase the life of these steels. One of the preferred coatings is NiAl, an intermetallic compound with high oxidation resistance. In this research, the effect of Cr2O3 and TiO2 additives on the high temperature oxidation resistance of high velocity oxygen fuel (HVOF) sprayed NiAl coating was studied. At First, the NiAl powder mechanical alloying synthesis conditions were determined using Ni and Al powders. Then, each of the Cr2O3 and TiO2 powders were separately added to the NiAl mixture 5% by weight. The powder sprayed on the surface of HH steel by HVOF method. samples, SEM scanning electron microscope, hardness test, high temperature oxidation test, and thickness test were used to investigate and evaluate the quality of coated. The results showed that the composite coated steel had less porosity and had a thicker and harder surface than NiAl coating. Thermal shock resistance of samples with composite coating is much higher than that of the NiAl coating, and the maximum oxidation resistance at 1200 ° C belongs to the NiAl-TiO2 coating sample