بررسی پارامترهای موثر بر کیفیت پوشش نفوذی سیلیسیدی R۵۱۲E روی آلیاژ پایه نیوبیم C-۱۰۳

هدف از تحقیق حاضر ایجاد پوشش نفوذی سیلیسیدی روی آلیاژ پایه نیوبیم ۱۰۳-C با فازهای سطحی مطلوب ( ۲NbSi و ۳Si۵Nb ) و همچنین ضخامت بهینه (حدود ۱۰۰ - ۵۰ میکرون) است. ابتدا دوغاب با خواص چسبندگیمطلوب تهیه شد، سپس جهت ایجاد پوشش مذکور از روش دوغابی با زمان های مختلف غوطه وری ( ۳۰ ، ۱۲۰ و ۳۰۰ ثانیه) و تعداد دفعات غوطه وری مختلف ( ۱ ، ۲ و ۳ مرتبه) و به دنبال آن عملیات نفوذی در خلاء mbar ۵ - ۱۰ و دمای C ° ۱۴۲۰ در زمان های متفاوت ۲۰ ، ۴۰ ، ۶۰ و ۱۲۰ دقیقه استفاده شد. نتایج آزمونهای پراش پرتو X نشان دادند که تحت عملیات حرارتی یکسان، زمان غوطه وری نمونه در دوغاب تاثیری بر ایجاد فازهای سطحی ایجاد شده ندارد، با اینحال، تاثیر زمان عملیات حرارتی بر ایجاد فازهای سطحی به خوبی مشخص شد. بر اساس نتایج آنالیزهای صورت گرفته، مشاهده شد که در مدت زمان ۲۰۱ دقیقه عملیات حرارتی سه فاز ۳Si۵Nb ، ۲HfSi و ۲HfO ، در مدت زمان ۶۰ دقیقه عملیات حرارتی، فاز ۳Si۵Nb ، مدت زمان ۴۰ دقیقه فازهای ۲NbSi ، ۳Si۵Nb و در مدت زمان ۲۰ دقیقه عملیات حرارتی فازهای ۲NbSi ، ۳Si۵Nb ، ۲HfSi و ۲HfO لایه نفوذی را تشکیل داده اند. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی ( SEM ) حاکی از افزایش ضخامت لایه نفوذی ایجاد شده در اثر عملیات حرارتی با افزایش تعداد دفعات غوطه وری نمونه در دوغاب (جهت ایجاد پوشش دوغابی قبل از عملیات حرارتی) است. نتایج حاصل از طیف سنجی تفکیک انرژی ( EDS ) بیانگر آن است که سطح پوشش های سیلیسیدی ایجاد شده غنی از عناصر نیوبیم و سیلیسیم هستند. بررسی توزیع عناصر پوشش نفوذی در امتداد عمق لایه های نفوذی، وجود درصدهای قابل ملاحظه از عناصر آهن و کروم (که نقش مهمی در مقاومت به اکسیداسیون دمابالا دارند) را در لایه های مذکور به خوبی نمایان ساخت. درنهایت، نتایج حاصل از تحقیق نشان دادند که ایجاد یک پوشش سیلیسیدی با فازهای سطحی مطلوب در دمای C ° ۱۴۲۰ به مدت ۴۰ دقیقه امکانپذیر است.

Keywords:

پوشش سیلیسیدی دوغابی , نیوبیوم , عملیات حرارتی , ۳Si۵Nb , ۲NbSi , R۵۱۲E , ۱۰۳-C