مطالعه مقايسه اي رفتار اكسايش سوپرآلياژ اينكونل 738 و روكش ليزري NiCrAlY در دماي 1200 درجه سانتي گراد

A comparative Study of the Oxidation Behavior of Inconel 738 Superalloy and Laser-Cladded NiCrAlY Coating at Temperature of 1200 ˚C

سوپرآلياژ اينكونل 738 بطورگسترده اي در قطعات مسيرداغ توربين هاي گازي مورد استفاده قرار مي گيرد. اين قطعات مسيرداغ تحت شرايط اكسايش شديد در دماهاي بالا قرار گرفته و در نتيجه طول عمر كاري آنها بطور چشمگيري كاهش مي يابد. با در نظر گرفتن اين مشكل، پوشش هاي NiCrAlY بطور موثري مي توانند به منظور حفاظت از اين قطعات مسيرداغ مورد استفاده قرار گيرند. در اين پژوهش از فرايند روكش كاري ليزري براي پوشش دهي آلياژ NiCrAlY روي سطح زيرلايه اينكونل 738 جهت بهبود مقاومت به اكسايش دما بالا استفاده شد. به منظور مقايسه رفتار اكسايشي، زيرلايه اينكونل 738 و روكش ليزري NiCrAlY جداشده از زيرلايه، به صورت مجزا تحت آزمون اكسايش دردماي 1200 درجه سانتيگراد قرار گرفتند. روكش كاري ليزري با آلياژ NiCrAlY منجر به تشكيل ساختار دندريتي هيپويوتكتيك γ/β شد. همچنين، نتايج آزمون هاي اكسايش نشان داد كه مقاومت به اكسايش روكش ليزري بطورقابل توجهي بهتر از زيرلايه اينكونل 738 بوده و اين روكش مي توانند انتخابي كارامد براي حفاظت از قطعات مسير داغ از جنس سوپرآلياژ اينكونل 738 باشد.

Inconel 738 superalloy is widely used for hot-section components of gas turbines. These hot-section components are exposed to an extremely oxidative environment at high temperatures and consequently their life span is dramatically decreased. Considering this problem, NiCrAlY coatings can be effectively used to protect the hotsection components. In this study, laser cladding process was used to coat a NiCrAlY alloy on the surface of Inconel 738 substrate for the purpose of improving the high-temperature oxidation resistance. In order to compare the oxidation behavior, oxidation tests at temperature of 1200 ˚C were individually conducted on Inconel 738 substrate and freestanding laser-cladded NiCrAlY coating. Laser cladding of NiCrAlY alloy resulted in the formation of hypo-eutectic dendritic γ/β structure. Moreover, the results of oxidation tests showed that the oxidation resistance of the laser-cladded coating was significantly better than that of Inconel 738 substrate and this coating can be an effective choice for protecting the hot-section components made of Inconel 738 superalloy.