Oxidation Performance of Cold Spray Ti-Al Barrier Coated gamma-TiAl Intermetallic Substrates
Loading...
Date
2015-04-04
ORCID
Advisor
Referee
Mark
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Elsevier
Altmetrics
Abstract
Four blends of Al powder containing different amounts of Ti were deposited onto Ti-46Al-7Nb substrates as oxidation-protection layers using low-pressure cold spray. The coating morphology and chemical composition were assessed. Optimized heat treatment in protective atmosphere was carried out in order to induce formation of intermetallic phases within the deposits. The specimens were then subjected to 950'C exposure for 100, 250, and 500 hrs and their oxidation performance was monitored using the gravimetric method.
It was found that the oxidation rate of the coating-protected specimens was substantially reduced (an increase in the weight gain of 1.37 mg/cm2 after 500 hrs of specimen with Al coating) as compared to their uncoated counterparts (1.21 mg/cm2 after 50 hrs at 900'C). The oxidation rates increased with increasing content of Ti in the coatings. Substantial changes of the coating integrity were recorded after the long-term oxidation testing.
V rámci této studie byly na substráty slitiny Ti-46Al-7Nb pomocí nízkotlaké technologie kinetického nanášení deponovány čtyři antikorozní vrstvy Al obsahující různá množství Ti. Byla stanovena morfologie a chemické složení vzniklých nástřiků a posléze bylo provedeno optimalizované žíhání vzorků v ochranné atmosféře s cílem tvorby intermetalických fází v nástřicích. Hlavní část studie byla poté dlouhodobá tepelná zátěžová zkouška při 950'C (trvání 100, 250 a 500 hodin), při které byla sledována oxidační odolnost gravimetrickou metodou. Bylo zjištěno, že u depozicí vrstev došlo u vzorků k významnému snížení rychlosti oxidace (nárůst hmotnosti 1.37 mg/cm2 po 500 hod u vzorků s nástřikem Al) ve srovnání s původními, nepovlakovanými vzorky (1.21 mg/cm2 po pouhých 50 hod při 900'C). Rychlost oxidace se se zvyšujícím se obsahem Ti zrychlovala. Po tomto zatěžování rovněž došlo k zásadnímu porušení integrity nástřiků.
V rámci této studie byly na substráty slitiny Ti-46Al-7Nb pomocí nízkotlaké technologie kinetického nanášení deponovány čtyři antikorozní vrstvy Al obsahující různá množství Ti. Byla stanovena morfologie a chemické složení vzniklých nástřiků a posléze bylo provedeno optimalizované žíhání vzorků v ochranné atmosféře s cílem tvorby intermetalických fází v nástřicích. Hlavní část studie byla poté dlouhodobá tepelná zátěžová zkouška při 950'C (trvání 100, 250 a 500 hodin), při které byla sledována oxidační odolnost gravimetrickou metodou. Bylo zjištěno, že u depozicí vrstev došlo u vzorků k významnému snížení rychlosti oxidace (nárůst hmotnosti 1.37 mg/cm2 po 500 hod u vzorků s nástřikem Al) ve srovnání s původními, nepovlakovanými vzorky (1.21 mg/cm2 po pouhých 50 hod při 900'C). Rychlost oxidace se se zvyšujícím se obsahem Ti zrychlovala. Po tomto zatěžování rovněž došlo k zásadnímu porušení integrity nástřiků.
Description
Citation
Surface and Coatings Technology. 2015, vol. 268, issue 4, p. 85-89.
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0257897214011360
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0257897214011360
Document type
Peer-reviewed
Document version
Accepted version
Date of access to the full text
Language of document
en
Study field
Comittee
Date of acceptance
Defence
Result of defence
Document licence
Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/