Stabilność cieplna warstwy aluminidkowej wytworzonej na podłożu z nadstopu niklu w środowisku gazów utleniających

Żaroodporne warstwy aluminidkowe wytworzono na podłożu z nadstopów niklu: In100 i Mar-M247 w procesie niskoaktywnym CVD. Stabilność mikrostruktury i żaroodporność warstw określono w próbie utleniania. Analizowano zmiany składu fazowego i morfologii składników mikrostruktury wytworzonych warstw aluminidkowych w zależności od czasu utleniania. Stwierdzono, że skład fazowy utworzonej warstwy tlenkowej zależy od składu chemicznego podłoża - nadstopu. W początkowym stadium utleniania warstwy aluminidkowej na podłożu nadstopu In100 oprócz cienkiej warstwy Al2O3 obserwowano małą zawartość tlenku TiO2. Na powierzchni warstwy aluminidkowej na podłożu nadstopu Mar-M247 utworzył się dodatkowo tlenek wewnętrzny HfO2. Jednocześnie stwierdzono, że średnia zawartość aluminium w ziarnach fazy NiAl zmniejszyła się znacznie (o 14÷18% at.) z powodu dużej prędkości dyfuzji aluminium do powierzchni potrzebnej na utworzenie warstwy tlenkowej. Zawartość aluminium w warstwie aluminidkowej z czasem utleniania zmniejsza się w małym stopniu. Jest to spowodowane dobrą stabilnością cieplną i właściwościami ochronnymi warstwy tlenkowej Al2O3. Warstwy aluminidkowe wytworzone na podłożu In100 i Mar-M247 w niskoaktywnym procesie charakteryzowały się dużą stabilnością mikrostruktury w temperaturze 1100°C warunkach utleniania.

---

Heat resistant aluminide coatings were synthesized on nickel based superalloys In100 and Mar-M247 by a low activity CVD process. Thermal stability and heat resistance of the coating were determined by oxidation tests. Changes of phase composition and morphology of microstructure components of aluminide coatings up to the time of oxidation were determined. It was established that chemical composition of the material substrate influences on the phase composition of oxides layer formed on its surface. The oxides formed on the surface of the coating deposited on In100 after 110h oxidization consisted of Al2O3 with small amount of TiO2. On the surface of Mar-M247 alloy besides of Al2O3 layer the internal oxides of HfO2 were observed. The average content of aluminum in the NiAl phase decreased considerably (by 14÷18 at. %), because of high velocity of aluminum to the surface necessary to form of alumina. Aluminum content in the aluminide layer decreased slightly with the prolongation oxidation time. This is due to good thermal stability and protection properties of alumina layer Al2O3. It was established that aluminide coatings obtained on In100 and Mar-M247 by the low activity CVD process characterized high microstructure stability at the temperature of 1100°C.