پديد آورنده :
كدخدايي اليادراني، احمدرضا
عنوان :
بررسي استحكام چسبندگي، سايش و ريز ساختار پوشش هاي TBC بر روي زير لايه آلياژ منيزيم AZ91D اعمال شده بروش HVOF
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
ساخت و توليد
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده مكانيك
صفحه شمار :
ده،[91]ص.: مصور،جدول،نمودار
يادداشت :
ص.ع.به فارسي و انگليسي
توصيفگر ها :
MCrAlY , YSZ , الكترولس نيكل-فسفر , هدايت حرارتي , طراحي آزمايش
استاد داور :
احسان فروزمهر، صالح اكبرزاده
تاريخ ورود اطلاعات :
1395/08/18
چكيده فارسي :
چكيده پوششها سد حرارتي شامل MCrAlY بهعنوان لايه مياني و YSZ بهعنوان بهبود بازده موتورها بر رو سوپر آلياژها جهت لايه بالايي معمولا احتراق خارجي مورداستفاده قرار ميگيرد اين پوششها دارا ضريب هدايت حرارتي پايين و خواص مناسب سطحي ميباشند در اين پژوهش اعمال پوشش سد حرارتي بهمنظور بهبود خواص حرارتي رفتار سايشي و خوردگي زير لايه منيزيمي AZ91D موردبررسي قرار گرفت در طي اعمال پوشش سد حرارتي بر زيرلايه منيزيمي توسط روش پلاسما اتمسفر APS اثر حرارتي شعله پلاسما بر زيرلايه موجب اكسيداسيون سطح ميشود لايه واسط الكترولس نيكل فسفر با دو تركيب كم فسفر وزني و پر فسفر وزني جهت محافظت زيرلايه منيزيمي از خوردگي و اكسيداسيون لايهنشاني شد لايه نيكل فسفر ابتدا بر رو زيرلايه منيزيمي اعمال شده و پس از آن لايه مياني MCrAlY توسط روش HVOF و لايه بالايي YSZ توسط روش پلاسما اتمسفر اعمال گرديد پوششها توسط ميكروسكوپ الكترون روبشي SEM آناليز پرتوايكس XRD و طيفنگار تفكيك انرژ EDS مورد بررسي قرار گرفت ضريب هدايت حرارتي پوشش توسط دستگاه هدايت حراتي خطي 11 HT بدست آمد مكانيزم چسبندگي پوششها YSZ به زيرلايه قفل مكانيكي ميباشد برا ايجاد و انتشار ترك در فصل مشترك پوشش و زيرلايه از فرورونده فصل مشترك استفاده ميگردد اين روش موجب معرفي تافنس ظاهر فصل مشترك خواهد شد كه به عنوان استحكام چسبندگي پوشش و زيرلايه نيز شناخته ميشود آزمون فرورونده در فصل مشترك پوشش YSZ و زير لايه AZ91D انجام گرفت برا اين هدف سطح مقطع پاليش شده نمونهها پوششداده شده YSZ توسط فرورنده هرمي ويكرز تحت آزمون فرورونده با نيروها ۴ ۵ N ۴ N ۶ N N و N قرار توسط گرفتند برا هر آزمون نصف قطر اثر فرورونده و طول ترك ميكروسكوپ نور اندازهگير شد تخلخل پوشش بوسيله نرم افزار پردازش عكس imagej انجام گرفت زبر سطح نمونهها پوشش داده شده توسط زبر سنج سطحي Mitutoyo اندازهگير شد جهت بررسي رفتار تريبولوژيك پوششها اعمالشده و زير لايه از آزمون استاندارد پين بر رو ديسك استفاده شد در طراحي آزمايش كامل مختلط پارامترها جنس پوشش و سرعت خطي سايش در سه سطح و بار عمود سايش در دو سطح تعريف گرديد تصاوير الكترون روبشي از سطح پوششي متخلخل و دارا مقدار ميكرو ترك را نشان ميدهد ضريب هدايت حرارتي بدست آمده از پوشش در محدوده ضرايب بدست آمده از پوششها سد حرارتي بر رو سوپرآلياژها ميباشد نتايج بهدستآمده از آزمون سايش نشان ميدهد نرخ سايش لايهها سراميك با Ni 9 P افزايش بارعمود افزايش يافته است پوشش YSZ با لايه واسط كمترين نرخ سايش و پوشش بدون لايه واسط الكترولس نيكل فسفر بيشترين نرخ سايشراداراست ده
چكيده انگليسي :
۴ An Investigation of Interfacial Adhesion Wear and Microstructure of HVOF Sprayed TBC Coatings on AZ91D Mg Alloy Ahmad reza kadkhodaie Ahmadreza kadkhodaie@me iut ac ir Date of Submission 2016 06 29 Department of Mechanical Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Degree M Sc Language FarsiSupervisor Mohsen Safavi mosafavi@cc iut ac irAbstractThermal barrier coatings typically comprising of MCrAlY bond coat and YSZ top coat have been used onsuper alloys to improve the thermal efficiency of turbine engines These coatings have low thermalconductivity and appropriate surface properties This study investigates improvement of thermal insulation wear and corrosion resistances of AZ91D Mg alloy by applying TBC coatings Plasma flame has anobvious thermal effect on the substrate during deposition of TBCs on Mg alloy substrate by air plasmaspray process and leads to serious oxidation of the substrate surface Ni P interlayer with low 3 wt andhigh 9 wt phosphorus was deposited to protect the Mg substrate from thermal oxidation Ni P layer ispre deposited on top of Mg alloy by electroless plating followed by deposition of MCrAlY bond coat byHVOF and YSZ top coat by APS process respectively The microstructure and phase constituents ofcoatings were investigated by SEM XRD and EDS Coefficient of thermal conductivity was obtained byHT11 armfield linear heat transfer apparatus It is well known that adhesion mechanism of YSZ coatings tothe metallic substrate is basically a mechanical anchorage as is common for spray coatings Interfacialindentation is used to create and propagate a crack in the interface between a coating and its substrate Thismethodology allows defining an apparent interface toughness which can represent the adhesion of thecoating on its substrate The interfacial indentation test IIT was performed at the interface of YSZ topcoat AZ91D substrate For this purpose polished cross sections of the YSZ coated samples were indentedusing a Vickers diamond pyramid with 9 81 N 19 62 N 29 43 N 49 05 N 98 1 N contact loads For eachindentation half diagonal of the indent and the length of the cracks were measured using an opticalmicroscope pore area were calculated with ImageJ software The surface roughness of the specimens weremeasured with the Mitutoyo average surface Roughness Tester Pin on disk wear test based on ASTM G99was used to investigate tribological behavior of the applied coatings Wear behavior of coatings wasinvestigated in design of experiments using full factorial approach Three factors namely coating material linear speed in three levels and normal load in two level were selected for DOE SEM images illustrateporous surface and some micro cracks of YSZ coating Thermal conductivity of coatings is comparablewith MCrAlY YSZ on super alloys The wear loss values of the ceramic lamella increase with the increasein the applied loads as expected It is observed that coating without Ni P interlayer exhibits highest valueof wear rate and coating with Ni P high phosphorus interlayer has lowest values of wear rate Keywords MCrAlY YSZ Ni P interlayer AZ91D Mg alloy Adhesion Thermal conductivity Wear DOE
استاد داور :
احسان فروزمهر، صالح اكبرزاده
