Beta 1


Title Performance of Coating Technology for Protection of Ni Based Super Alloys Against Metal Dusting : Fortrolig
Author Rasmussen, Anders Juul
Supervisor Somers, Marcel A. J. (Materials Science and Engineering, Department of Mechanical Engineering, Technical University of Denmark, DTU, DK-2800 Kgs. Lyngby, Denmark)
Østergård, Maria José Landeira (Haldor Topsøe A/S)
Institution Technical University of Denmark, DTU, DK-2800 Kgs. Lyngby, Denmark
Thesis level Master's thesis
Year 2006
Abstract Emnet for dette eksamensprojekt er evaluering af belægningsteknologi anvendt på Ni baserede superlegeringer til beskyttelse mod metal dusting (MD). To belægningstyper er tidligere, i forbindelse med det gennemførte forprojekt, blevet udvalgt til videre undersøgelse på baggrund af lovende præstationer. De to typer er 1) en IBAD + PVD Cr belægning (to varianter med og uden IBAD Cr2O3 forseglingslag) og 2) en NiAl diffusionsbelægning. Disse testes således i dette projekt for deres evne til at beskytte Inconel 690 mod MD. Et litteraturstudium i Ni-Al systemets fysiske metallurgi fremhæver systemets, og herunder specielt -NiAl fasens, opførsel og deraf varierende egenskaber under forskellige betingelser. Selve aluminiseringsprocessen til at fremstille NiAl belægninger beskrives endvidere med udgangspunkt i fasetransformationer. I forbindelse med IBAD + PVD Cr belægninger beskrives fremstillingsprocesserne og den relevante metallurgi. Der gennemføres endvidere en serie termodynamiske beregninger med programpakken Thermo-Calc. Disse beregninger omhandler relevante områder indenfor ovenstående emner. På den eksperimentelle side fremstilles en serie Inconel 690 stænger med de relevante belægninger på. Disse testes for det første i et eksponeringsforsøg, hvori de udsættes for en MD aktiv syntesegas over en periode på 3 uger. Der gennemføres endvidere et oxidationsforsøg på IBAD + PVD Cr belægningerne, for at fastslå oxidationsbestandigheden. Der anvendes efterfølgende LOM, SEM/EDX og XRD til at analysere alle prøver. Det fastslås, at IBAD + PVD Cr belægningerne yder perfekt beskyttelse mod det anvendte MD miljø i det aktuelle forsøg. Dette er en vis forbedring i forhold forsøget fra forprojektet. På trods af dette observeres der udskillelser i nogen af overfladerne på de eksponerede stænger. De aktuelle undersøgelser frembringer dog ikke et endeligt svar på, om dette relaterer sig til MD. NiAl belægningen klarer sig væsentligt dårligere end den tilsvarende belægning fra forprojektet. Specifikt angribes selve belægningen af MD som følge af eksponeringen. Den efterfølgende undersøgelse fastslår, at årsagen er et højere Ni indhold i den aktuelle belægning sammenlignet med den forrige. Det konkluderes, at aluminiseringsprocessen ikke er forløbet som planlagt, og der tegnes et billede af, hvor i processen tingene er gået galt. Et forslag til, hvorledes MD udvikler sig i en sådan Ni rig belægning, opstilles desuden på baggrund af de givne observationer.
Pages 83
Admin Creation date: 2007-07-25    Update date: 2011-09-27    Source: dtu    ID: 201797    Original MXD