ایجاد و مطالعه ریزساختاری پوشش آلومیناید نفوذی تقویت شده با نانو ذرات اکسید سریم بر آلیاژ پایه نیکل

پوشش های نفوذی آلومینایدی برای حفاظت از قطعات داغ توربین های گازی مورد استفاده در صنایع نیروگاهی، حمل و نقل هوایی و دریایی و صنایع نفت و گاز و پتروشیمی مورد استفاده قرار می گیرند و در شرایط کاری عمدتاً توسط اکسیداسیون در دمای بالا و پدیده خوردگی داغ مورد حمله قرار می گیرند. در این تحقیق، به منظور بهره گیری از اثر عناصر اکسیژن دوست، چگونگی تقویت پوشش نفوذی آلومینایدی با نانو ذرات اکسید سریم مورد بررسی قرار گرفته است. برای ایجاد پوشش یک لایه نیکل- نانو سریا، به روش آبکاری الکتریکی نانوکامپوزیتی در حمام واتز با دمای 50 درجه سانتی گراد، پ-هاش 5/3 و دانسیته جریان 2 آمپر بر دسی مترمربع بر روی آلیاژ پایه نیکلی ایجاد شد و به دنبال آن فرآیند آلومینیوم دهی اکتیویته بالای دو مرحله ای صورت گرفت. ابتدا در 760 درجه سانتی گراد عملیات آلومینیوم دهی و سپس در دمای 1080 درجه سانتی گراد عملیات نفوذی تکمیلی به منظور تشکیل فازهای مطلوب انجام شد. مکانیزم تشکیل پوشش از طریق بررسی ریزساختار توسط میکروسکوپ نوری، میکروسکوپ الکترونی روبشی و آنالیز شیمیایی طیف سنجی پراکندگی انرژی ارزیابی شد. نتایج نشان داد نانو ذرات اکسید سریم به طور موفقیت آمیزی در پوشش آلومینایدی مشارکت داشته است به گونه ای که جایگاه، مقدار و توزیع آن ها در پوشش برای بهبود خواص پوسته اکسیدی مطلوب است. ریزساختار پوشش نهایی دو منطقه اضافی نسبت به پوشش آلومیناید ساده نشان داد که بر روی مناطق معمول پوشش آلومیناید استاندارد تشکیل شده بود. یکی از این دو منطقه که در سطح واقع شده متخلخل است و عمدتاً فاز nial تهی از عناصر آلیاژی است و منطقه دیگر که زیر منطقه قبلی قرار دارد محل اصلی ذخیره ذرات سریا است که بصورت رسوب با ابعاد مختلف در زمینه nial قرار گرفته اند. نتایج پراش پرتوی ایکس برای پوشش های آلومینایدی با و بدون ذرات سریا تحت آزمون اکسیداسیون چرخه ای در دمای 1050 درجه سانتی گراد به مدت 50 ساعت، بهبود قابل ملاحظه عملکرد پوشش آلومینایدی اصلاح شده با ذرات سریا را نشان داد.