Сучасна електрометалургія, 2022, №03



2022 №03 (01)

DOI of Article 10.37434/sem2022.03.02

2022 №03 (03)

---

Сучасна електрометалургія, 2022, #3, 11-17 pages

Удосконалення термобар’єрного покриття типу CoCrAlY/ZrO₂–8 % Y₂O₃ шляхом легування алюмінієм поверхні металевого шару

К.Ю. Яковчук¹, Г.П. Мяльниця², А.В. Микитчик¹, Ю.Е. Рудой¹, Р.О. Ткач¹

¹Державне підприємство «Міжнародний центр електронно-променевих технологій ІЕЗ ім. Є.О. Патона НАН України». 03150, м. Київ, вул. Антоновича, 68. E-mail: office@paton.kiev.ua
²Державне підприємство «Науково-виробничий комплекс газотурбобудування «Зоря»–«Машпроект». 54018, м. Миколаїв, пр. Богоявленський, 42-а. E-mail: presz@zorya.com.ua

Реферат
Вивчено дифузійні процеси, що відбуваються при насиченні алюмінієм конденсаційного шару CoCrAlY під час відпалу у вакуумі з нанесеної на його поверхню шлікерної суспензії, та їх вплив на структуру, хімічний склад та властивості термобарʼєрних покриттів CoCrAlY/ZrO2–8 % Y2O3, отриманих способом електронно-променевого випаровування на зразках нікелевих жароміцних сплавів. Показано, що сформований на поверхні сплаву CoCrAlY дифузійний шар, збагачений алюмінієм, має неоднорідну товщину та містить дві мікроструктурні зони з різним вмістом алюмінію (зовнішню — до 31 % та внутрішню — до 19 %). Встановлено, що під час термічної обробки в вакуумі відбувається дифузія кобальту та хрому в шар шлікера, в результаті чого його мікротвердість підвищується до рівня 9 ГПа, в ньому утворюються мікротріщини, що поширюються в шар CoCrAlY. Встановлено параметри низькотемпературної термічної обробки, при якій забезпечується формування бездефектної дифузійної зони в CoCrAlY. Отримано результати, що дозволили оптимізувати технологію термодифузійного насичення алюмінієм шару CoCrAlY із шлікера для покриттів СoCrAlY/ZrO2–8 % Y2O3 з метою підвищення температури експлуатації робочих лопаток, виготовлених із сплавів СМ-88У та СМ-93. Бібліогр. 9, табл. 6, рис. 7.
Ключові слова:: електронно-променеве випаровування; конденсація у вакуумі; термобарʼєрні покриття; нікелевий жароміцний сплав; сполучний шар CoCrAlY; термодифузійне насичення; алюміній; шлікер; термічно вирощений оксид Al2O3 (TGO); керамічний шар ZrO2–8 % Y2O3; дифузія елементів

Received 30.06.2022

Список літератури

1. Darolia, R. (2013) Thermal barrier coatings technology: Critical review, progress update, remaining challenges and prospects. Int. Mater. Rev., 58, 315–348. DOI: https://doi.org/10.1 179/1743280413Y.0000000019
2. Pollock, Т.М., Lipkin, D.V., Hemker, K.J. (2012) Multifunctional coating interlayers for thermal-barrier systems. MRS Bulletin, 37, 923–931.
3. Movchan, B.A., Yakovchuk, K.Yu. (2004) Graded thermal barrier coatings, deposited by EB-PVD. Surface & Coatings Technology, 188–189, 85–92.
4. Bababdani, S., Nogorani, F. (2014) Overaluminizing of a Co-CrAlY coating by inward and outward diffusion treatments. Metallurg. and Mater. Transact., A45, 2116–2112.
5. Jiang, J., Zhao, H., Zhou, X. et al. (2013) Oxidation resistance of vacuum plasma sprayed CoNiCrAlY coating modified by filtered cathodic vacuum arc deposition aluminizing. J. of Thermal Spray Technology, 22, 69–74.
6. Pillai, R., Jalowicka, A., Galiullin, T. et al. (2019) Simulating the effect of aluminizing on a CoNiCrAlY-coated Nibase superalloy. Calphad, 65, 340–345. DOI: https://doi. org/10.1016/j.calphad.2019.04.004
7. Boissonnet, G., Grégoire, B., Bonnet, G., Pedraza, F. (2019) Development of thermal barrier coating systems from Al microparticles. Pt I: Influence of processing conditions on the mechanisms of formation. Surface and Coatings Technology, 380, 125085. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2019.125085
8. Kashin, D.S., Dergacheva, P.E., Stekhov, P.A. (2018) Heat-resistant coatings deposited by slip method (Review). Trudy VIAM, 65(5), 64–75 [in Russian].
9. Jalowicka, A, Naumenko, D., Ernsberger, M. et al. (2018) Alumina formation and microstructural changes of aluminized CoNiCrAlY coating during high temperature exposure in the temperature range 925-1075 ºC. Materials at High Temperatures, 35(1–3), 66–77. DOI: https://doi.org/10.1080/0960 3409.2017.1392114

---

Реклама в цьому номері:

---