مقدمه (Introduction):

اجزاء و قطعات بخش داغ توربین گازی، نظیر پره‌ها، و فازها در معرض محیط احتراق دما بالا قرار دارند. احتراق به دلیل ایجاد جرقة مخلوط یک سوخت و هوا رخ می‌دهد که محیط اکسیداسیون دمای بالا را به وجود می‌آورد. اکسیداسیون دمای بالا، واکنش شیمیایی بین اتمهای فلزی اجزاء و اکسیژن محیط گازی اطراف می‌باشد. قطعات بخش داغ از آلیاژهای پایة نیکل ساخته شده‌اند که خواص مکانیکی بسیار خوبی در دمای بالا داشته ولی مقاومت اکسیداسیون کافی را ندارند. بنابراین پوشش‌ها، به منظور محافظت اکسیداسیون به منظور افزایش عمر کاری اجزاء برای چند سال مورد نیاز می‌باشند.

پوشش به عنوان یک لایة سطحی تعریف میگردد که قادر به بهبود یا در برخی موارد قادر به جلوگیری از واکنش بین سوپر آلیاژهای پایة نیکل با محیط اطراف باشد مقاومت اکسیداسیون یک ماده بستگی به قابلیت تشکیل رسوب اکسیدی محافظ آن دارد اگر رسوب اکسیدی که از قبل تشکیل شده، متراکم باشد، مانعی برای نفوذ اکسیژن می‌سازد، که پایا و چسبنده می‌باشد.

این رسوب به مثابة سدی بین فلز و محیط عمل نموده و باعث کندی و یا حتی توقف اکسیداسیون بیشتر می‌گردد. آلومینیوم بهترین مجموعة خواص مکانیکی را جهت تشکیل اکسید پایدار دارا می‌باشد. مثلاً یک انرژی آزاد تشکیل بالا آنچنانچه در جدول 1 نشان داده شده و همچنین نرخ و دهند پایین که بوسیله نمایش ثابتهای سرعت واکنش در شکل (1) نمایش داده شده‌اند.به این جهت آلومینیوم به عنوان لایة پوشش سطحی انتخاب شده است.(Ref.I)

جدول 1. انرژی آزاد استاندارد تشکیل در ^Cْ272 برای اکسید عناصری فلزی معمول در سوپر آلیاژها.

تصویر (1) – نرخ سرعت رشد اکسیدی

پوششهای آلومینید،  تشکیل منبعی از آلومینیوم را می‌دهد که به عنوان یک لایة قربانی شونده، جهت محافظت سوپر آلیاژ عمل می‌نماید. محتوی آلومینیوم پوشش به علت Spallation پیوسته کاهش می‌یابد مثلاً اکسید آلومینیوم بصورت مکانیکی از سطح جدا شده و تشکیل دوبارة رسوب اکسید آلومینیوم را می‌دهد: فرآیند تحلیل پوشش شامل یک سری از تبدیل فازها می‌شود تا وقتی که پوشش یا منبع آلومینیوم خالی شود و تشکیل اکسید نیکل از ماده اصلی که محافظت کمتری دارد، رخ ‌دهد .

ادامه مقاله را دانلود نمائید :