پديد آورنده :
محمدباقري، علي
عنوان :
توسعه و مشخصه يابي پوششهاي سد حرارتي تركدار پره‌هاي توربين گازي
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
شناسايي و انتخاب و روش ساخت مواد
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده مواد
صفحه شمار :
هشت، ۷۹ص.: مصور، جدول، نقشه، نمودار
استاد راهنما :
مهدي صالحي
توصيفگر ها :
توربين گازي , پوشش سد حرارتي تركدار , ترك عمودي , مقاومت به شوك حرارتي , اصلاح سازي ليزري
استاد داور :
حسين ادريس، محمود منيرواقفي
تاريخ ورود اطلاعات :
1397/07/11
چكيده فارسي :
چكيده نتايج تحقيقات نشان ميدهد كه پوششهاي سد حرارتي داراي تركهاي عمودي جهت كار در توربين هاي گازي نسبت به پوششهايي با ساختارهاي ديگر برتر هستند اين تركها تحمل كرنشي پوشش را افزايش داده و عملكرد بهتري در بهبود مقاومت به شوك حرارتي ارائه ميدهد و افزايش عمر پوشش را نيز به دنبال دارد دو عامل اصلي محدودكننده عمر پوششهاي سد حرارتي اكسيداسيون پوشش پيوندي و تنشهاي حرارتي حاصل از عدم انطباق هستند تاكنون تالشهاي فراواني جهت حل اين مشكالت توسط محققان صورت گرفته است تحقيقات نشان ميدهد فرآيند اصالح سازي ليزري بهعنوان يك تكنيك اميدبخش جهت بهبود و افزايش طول عمر پوششهاي سد حرارتي پاشش پالسمايي شده است اين فرآيند باعث كاهش زبري سطح ايجاد يكاليه متراكم عاري از تخلخلهاي باز روي سطح و همراه با شبكه پيوستهاي از تركهاي عمودي مجزا در سطح ميشود تركهاي شكل يافته در اثر عمليات ليزري براي تطبيق سازي تنشهاي حاصل از اكسيداسيون و عدم انطباق ضريب انبساط حرارتي و افزايش مقاومت به شوك حرارتي مفيد است اما تحقيقات انجامگرفته بهصورت ذوب يكاليه سطحي بوده و تحقيقي بهمنظور به دست آوردن عمق ذوب مناسب انجام نگرفته است در اين پژوهش اصالح سازي ليزري پوشش زيركونياي پايدارشده با ايتريا YSZ در عمقهاي مختلف پوشش بهمنظور دستيابي به عمق بهينه ذوب ليزري انجام گرفت به همين منظور زيراليه اي از جنس اينكونل 718 ابتدا با اليه مياني CoNiCrAlY توسط فرايند HVOF و سپس توسط YSZ به كمك فرايند پاشش پالسمايي اتمسفري پوشش داده شد سپس توسط ليزر پالسي Nd YAG سطح پوشش در معرض پرتو ليزر قرار گرفت پارامترهاي بهينه جهت اصالح سازي ليزري توسط تغيير توان ليزر سرعت روبش و فاصله نازل از سطح قطعه به دست آمد جهت ارزيابي و به دست آوردن پارامترها و عمق ذوب بهينه بررسي ريزساختاري آزمون شوك حرارتي و آزمون اكسيداسيون انجام شد بهمنظور مشخصه يابي و تحليل نتايج بررسي ريزساختاري توسط ميكروسكوپ نوري و ميكروسكوپ الكتروني روبشي آناليز عنصري به كمك طيفسنج تفكيك انرژي و آناليز فازي توسط پراشسنج پرتوايكس صورت گرفت مطابق نتايج آزمون شوك حرارتي عامل شكست پوشش تنشهاي ناشي از عدم انطباق ضريب انبساط حرارتي پوشش رويي و بخش هاي فلزي سيستم است كه اصالح سازي ليزري اين تنش ها را كاهش داده و سبب بهبود 2 الي 3 برابري طول عمر اوليه مقاومت به شوك حرارتي در همه حاالت اصالح شده ليزري و بهبود بيش از 3 برابري نمونه اصالح ليزري شده در حالت ذوب مجددشده تا نصف ضخامت پوشش شده است نتايج آناليز ريزساختاري بعد از اكسيداسيون نشان داد كه ضخامت اليه اكسيد روينده حرارتي TGO و درصد وزني اكسيژن در پوشش هاي ليزر شده سطحي كمتر از پوشش پاشش شده بوده كه اين مقدار با افزايش عمق ذوب و همچنين افزايش طول ترك هاي عمودي به صورت جزيي افزايش يافته است كلمات كليدي توربين گازي پوشش سد حرارتي تركدار ترك عمودي مقاومت به شوك حرارتي اصالح سازي ليزري
چكيده انگليسي :
43 Isfahan University of Technology Department of Materials Engineering Development and characterization of thermal barrier coatings with crack for gas turbine blades Ali Mohammad Bagheri a mohammad@ma iut ac irDegree M Sc Language PersianSupervisor Mehdi Salehi surfacesalehi@hotmail comAbstractNowadays results show that thermal barrier coatings TBC with vertical cracks improve thelift time of the coating These cracks increase the strain tolerance of the coating and improvethe performance of thermal shock resistance Two main reasons that limit the life of thermalbarrier coatings are oxidation of bondcoat and thermal stresses resulting from thermalexpansion coefficient miss match Results shown that laser refinement is a promisingtechnique for improving the life of thermal barrier coatings Laser glazing provides aremelting and subsequent solidification of the surface resulting in a dense top layer with anew microstructure and reduced surface roughness free from open pores along with theformation of crack networks perpendicular to the surface Segmented cracks are expected tobe beneficial for accommodating the oxidation and mis match stresses and increasing theresistance to thermal shock There is no comprehensive research on optimizing the meltingdepth In this study laser remelting of yttria stabilized zirconia YSZ at different depthsfrom the surface was performed to achieve optimal laser melting depth Substrates of Inconel718 super alloy were first coated with a CoNiCrAlY by the HVOF process followed bydeposition of YSZ topcoat by air plasma spraying APS After that surface of coatings weretreated using a pulsed Nd YAG laser The optimal parameters for laser modification wereobtained by changing the laser power scanning speed and nozzle distance from thesurface To evaluate and obtain parameters and optimum melting depth microstructuralanalysis thermal shock test and oxidation test were performed Microstructural study wasperformed by optical microscope and scanning electron microscope Elemental analysis wasperformed using energy dispersive Spectroscopy EDS Phase compositional analysis werecarried out by X ray diffractometry XRD According to the results of the thermal shocktest the coating failure factor is due to the miss match of the coefficient of thermal expansionof the overlay and the metal parts of the system which the laser modification reduced thesestresses and improved the initial thermal shock resistance two to three times The results ofthe microstructural analysis after oxidation test showed that the thickness of the ThermallyGrow oxide layer TGO and the oxygen content in the laser treated surface were lower thanthat for the as sprayed coating Keywords thermal barrier coating with Vertical crack Thermal shock resistance Laser remelting
استاد راهنما :
مهدي صالحي
استاد داور :
حسين ادريس، محمود منيرواقفي
