تأثیر پارامترهای فرایند پاشش حرارتی LPPS بر ریزساختار پوششNiCoCrAlY و مقایسه آن با فرایند HVOF

Abstract

بهبود راندمان توربین‌ها، توسط افزایش دمای ورودی توربین صورت می­پذیرد که مستلزم افزایش مقاومت به اکسیداسیون پوشش‌های MCrAlY می­باشد. مقاومت به اکسیداسیون پوشش MCrAlY وابسته به ترکیب شیمیایی و ریزساختار پوشش است که می‌تواند از طریق بهینه­سازی پارامترهای پوشش‌دهی بهبود یابد. هدف از این پژوهش بررسی پارامترهای فرایند LPPS بر ریزساختار پوشش NiCoCrAlY و مقایسه آن با ریزساختار ایجاد شده به روش HVOF است. بدین منظور، از میکروسکوپ نوری و الکترونی (SEM) و نرم‌افزار آنالیز تصویری جهت بررسی ریزساختار پوشش و از طیف‌سنجی تفکیک انرژی (EDS) و پراش پرتو ایکس (XRD) جهت آنالیز عنصری و فازی استفاده شد. نتایج بررسی‌ها نشان دادند، ریزساختار بهینه پوشش در ماکزیمم دما و سرعت ذرات در برخورد بر سطح زیرلایه حاصل می­شود؛ بنابراین در بهینه­سازی پارامترها، با افزایش نرخ گاز اولیه پلاسما (Ar) تا SLPM 75، سرعت کم ذرات در اثر کاهش دانسیته جت پلاسما در فشار پایین محفظه جبران شد. افزایش نرخ گاز ثانویه پلاسما (H₂) تا SLPM 16 با افزایش آنتالپی جت پلاسما، کاهش دمای ذرات در اثر کاهش مدت زمان ماندگاری ذرات در اثر افزایش سرعت جت پلاسما (افزایش نرخ گاز اولیه) را جبران می­نماید. همچنین جریان قوس نیز جهت فراهم نمودن انرژی لازم جهت یونیزاسیون گازهای پلاسما، تا A 650 در فاصله پاشش cm 12، افزایش یافت. نتایج آنالیز عنصری و فازی نشان داد پوشش NiCoCrAlY شامل زمینه محلول جامد نیکل γ به همراه فازهای پراکنده β-(Ni, Co)Al و مقدار بسیار جزئی فاز اکسیدی می‌باشد.