KBB yöntemiyle alüminize edilmiş Inconel 718 ve Inconel 738LC süperalaşımların yüksek sıcaklık oksitlenme davranışlarının araştırılması

Abstract

Bu çalışma alüminize edilmiş Inconel 718 ve Inconel 738LC nikel bazlı süper alaşımların yüksek sıcaklık oksitlenme davranışlarını araştırmak ve karşılaştırmak amacıyla gerçekleştirilmiştir. Kaplamasız ve yüksek aktivite kimyasal buhar biriktirim (KBB) yöntemiyle alüminize edilmiş Inconel 718 ve Inconel 738LC numuneler 200 saat boyunca 925, 1000 ve 1050°C sıcaklıklarda havada oksitlenmeye maruz bırakılmıştır. Numunelerin oksidasyon mekanizmalarını araştırmak ve değerlendirebilmek amacıyla detaylı kesit incelemeleri, elementel analizler, ağırlık değişimi ölçümleri ve x-ışını kırınım çalışmaları yapılmıştır. Alüminizasyon sırasında numunelerin yüzeyinde oluşan NiAl fazının üstünde koruyucu Al2O3 tabakası oluşumu sayesinde hem 718 hem de 738LC alaşımında oksidasyon direncinin önemli ölçüde iyileştiği gözlemlenmiştir. Alüminizasyonun faydalı etkisinin tüm test sıcaklıklarında daha düşük oksidasyon hızı gösteren 738LC alaşımı numunelerde daha belirgin olduğu bulunmuştur. 738LC alaşımı altlığın daha yüksek alüminyum içeriğine sahip olmasının alüminyumun NiAl fazından difüzyon yoluyla uzaklaşmasını yavaşlattığı ve böylece bu alaşımın daha üstün oksidasyon direnci göstermesindeki ana neden olduğu öne sürülmüştür.

This study was undertaken to investigate and compare the high temperature oxidation behavior of aluminized Inconel 718 and Inconel 738LC nickel based superalloys. Bare and high activity chemical vapor deposition (CVD) aluminized Inconel 718 and Inconel 738LC samples were oxidized in air at 925, 1000 and 1050°C for 200 hours. Detailed cross-sectional examinations, elemental analyses, weight change measurements, and x-ray diffraction studies were performed in order to investigate and evaluate the oxidation mechanisms of the samples. It was observed that the oxidation resistances of both 718 and 738LC alloys were significantly improved by the protective Al2O3 layer formed on the NiAl phase that was created on the surfaces of the samples during aluminizing. The beneficial effect of aluminizing was found to be more evident in the case of 738LC alloy samples which showed lower oxidation rates at all test temperatures. It is suggested that the higher aluminum content of the 738LC alloy substrate slows down the diffusion flux of Al away from the NiAl phase and hence this is the main reason for its superior oxidation resistance.