تحسين سلوك التآكل الحار لسبيكة الانكونيل 738LC باستخدام طلاء الرش بالبلازما
Modification of Hot Corrosion Behavior for Inconel 738 LC Using Plasma Spray Coating
- الباحث
- سارة عبد الامير عبد المهدي علوان
- المشرف
- كاظم فنطيل السلطاني - حسن شاكر مجدي
- الجامعة
- جامعة بابل
- الكلية / القسم
- هندسة المواد / هندسة المعادن
- الشهادة
- دكتوراه
- السنة
- 2021
- لغة الرسالة
- انكليزي
- الكلمات المفتاحية
- Hot corrosion;Inconel 738LC;Plasma spray coating;Carbon nanotubes
الملخص
في هذا العمل « يتم طلاء IN738LC بنوعين من الطلاءات ٠ الأول هو الألومينا مع نسبة مختلفة من انابيب الكربون النانوية » والثاني هو طلاء اليتريا-الزركونيا المستقرالنانوي مع نسبة مختلفة من الأنابيب النانوية الكربونية والتي تم إجراؤها باستخدام تقنية الرش الحراري بالبلازما. طلاء الألومينا بنسب مختلفة من انابيب الكربون النانوية (100/ ألومينا » 96/ ألومينا + 4/ انابيب الكربون النانوية ٠ 294 ألومينا + 76 انابيب الكربون النانوية و 294 ألومينا + 8/ انابيب الكربون النانوية )» بينما طلاء اليتريا-الزركونيا المستقرالنانوي مع نسب مختلفة من انابيب الكربون النانوية (100 7 طلاء اليتريا-الزركونيا المستقرالنانوي » 796 طلاء اليتريا- الزركونيا المستقرالنانوي + 724 انابيب الكربون النانوية ٠ 94 طلاء اليتريا-الزركونيا المستقرالنانوي + 26 انابيب الكربون النانوية و 294 طلاء اليتريا-الزركونيا المستقرالنانوي + 8/ انابيب الكربون النانوية) . تم دراسة سلوك سبيكة الانكونيل 738منخفض الكربون بوجود وبعدم وجود الرماد الاصطناعي (مكون من 167 نسبة وزن من خامس أكسيد الفاناديوم مع 133 نسبة وزنية من كبريتات الصوديوم )عند درجات حرارة مختلفة 650 , 750 , 850 و 950 درجة مئوية. تم تحقيق التآكل الساخن والاكسدة الدوريين في الفرن الكهربائي لمدة 10 دورات كل 5 ساعات لكل دورة. تم قياس تغير الوزن بعد كل دورة. وتم اجراء XRD و SEM لجميع العينات قبل وبعد التآكل. الاطوار الموجودة بعد الأكسدة الدورية لسطح سبيكة IN738LC غير المطلية لأقصى ظروف الاختبار التي كشفها تحليل XRD هي و0720 ,و10 710,1 ,)271070 Leis يكشف تحليل XRD للعينات غير المطلية بعد التآكل الساخن عن وجود أكاسيد V و Cr و Ni والاطوار .NiCr0, and Ni(V03)> يشكل التآكل الناتج عن درجات الحرارة العالية لريش التوربينات تهديدًا خطيرًا لكفاءة محطات توليد الطاقة الكهربائية بالغاز مما يؤدي إلى خسائر اقتصادية كبيرة. تحتاج ريش التوربينات المستخدمة في محطات توليد الطاقة الكهربائية بالغاز في العراق إلى صيانة باهظة الثمن من خلال العمليات التقليدية بشكل متكرر. هذه الريش مصنوعة من سبائك النيكل الفائقة IN738LC واطئة الكربون » Cus تستخدم هذه السبيكة كمواد اساس في هذا البحث لإصلاح أسطحها المتآكلة. تم إجراء اختبار التآكل الساخن بعد الطلاء وإجراء XRD و SEM في جميع العينات بعد ISU كان اكبرمقدار لتغير الوزن للعينات الغير مطلية بعد 50 dels من اختبار التآكل عند SU عند 950 درجة مئوية » والذي كان 0.12ملي جم / سم 2 في حالة التآكل بدون أملاح الرماد الاصطناعي و 1.1ملي جم / سم 2 عند اضافة الرماد الصناعي كوسيط تآكل. توضح هذه الدراسة أن طبقة الطلاء توفر لسطح سبيكة الانكونيل 738 منخفض الكربون حماية ضد التآكل الساخن والتعرية » حيث انخفض تغير الوزن بشكل كبير مقارنة بالعينة بدون طلاء. تشير KRD للعينات المطلية إلى عدم وجود أكاسيد العينة الأساس. كانت أعلى موصلية 15.28 واط / (م. كلفن) تم قياسها للعينة المطلية ب 792 ألومينا + 8/ أنابيب نانوية كربونية. أظهر قياس الصلادة أن العينات المطلية ب 92/ بينما طلاء اليتريا- الزركونيا المستقرالنانوي + 78 Gull نانوية كربونية لها أعلى قيمة صلادة والتي كانت 1280 dale) Gal Hy الأنابيب النانوية الكربونية إلى زيادة الصلادة لطبقة الطلاء. أوضح التصوير بالمجهر الإلكتروني الماسح للطبقة السطحية أن الطبقة السطحية لها مسامية معتدلة نسبيًا وأن بعض طبقات الطلاء تحتوي على شقوق صغيرة. كانت أقل خشونة للسطح 9.2نانومتر للعينة المطلية بنسبة 296 ألومينا + 74 أنابيب الكربون النانوية » بينما كانت أعلى مسامية 28.771 للعينة المطلية بالألومينا .
Abstract
In this work, Inconel 738LC is coated with two types of coatings, the first one is alumina with different percentages of carbon nano tubes and the second is nano yttria stabilized zirconia with different percentages of CNTs which were done by using the technique of the plasma thermal spray. Alumina coating with different percentages of CNTs(100% alumina, 96% alumina +4% CNTs, 94% alumina +6% CNTs, and 92% alumina +8% CNTs), while the coating of nano ysz with different percentages of CNTs (100% nano ysz, 96%nano ysz + 4% CNTs, 94%nano ysz + 6% CNTs, and 92%nano ysz + 8% CNTs). The behavior of Inconel 738LC alloy with and without artificial ash (of composition of 67% weight percentage vanadium pentoxide with 33% weight percentage sodium sulphate at different temperatures 650,750,850, and 950 has been studied. Cyclic hot corrosion and oxidation were achieved at electric furnace for 10 cycles of 5 hours for each cycle. Weight change has been measured after each cycle. SEM and XRD achieved for all samples prior and after corrosion. The phases existing on the cyclic oxidation of the surface of the uncoated Inconel 738LC alloy for the most conditions of the test that noticed by XRD analysis are , , and spinal phase , while XRD analysis of bare specimens after hot corrosion reveals that the presence of oxides of V,Cr,Ni and spinal phases and . High temperature corrosion of Turbine blades is a serious theart to the efficiency of electrical gas power stations which lead to a huge econmic losses. Turbine blades used in Iraqi electrical gas power stations need to expensive maintenance by traditional processes frequently. These blades are made of nickel superalloys as Inconel 738 low carbon, where this alloy which used as a substrate material in this research to repair it's corroded surfaces. The test of hot corrosion was conducted after achieving coating process, and SEM and XRD were done after corrosion for all specimens. The maximum value of the change in weight of the bare specimens after time duration of 50 hours of corrosion test was at 950 ℃, which was 0.12 mg/cm² in the case of corrosion without ash salts and 1.1 mg/cm² when artificial ash was added as a corrosion medium. This study shows that the coating layer provides a Inconel 738 low carbon substrate with protection against hot corrosion and erosion- corrosion, as the weight change drastically decreased comparatively with the bare specimen. XRD of coated samples indicates that no oxides of base specimens. The highest conductivity was 15.28 W/(m.K) measured for specimen coated with 92% alumina + 8% carbon nanotubes. Microhardness measurement revealed that specimens coated with 92% ysz + 8% carbon nanotubes have the highest microhardness value that was 1280 Hv. The addition of carbon nanotubes increased the microhardness of the coating layer. The images of the surface, that created by scanning electron microscope showed that layer of the surface has relatively moderated porosity value and some of coating layers contain micro-cracks. The least surface roughness was 9.2 nm of specimens coated with 96% alumina + 4% carbon nanotubes, while the highest porosity was 8.771% with the specimen of alumina coating.
طلب نسخة من الملف
الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.