Plazma nitrürlenmiş Inconel 718'in yüksek sıcaklık oksidasyonu
High temperature oxidation of plasma?nitrided Inconel 718
- Tez No: 232257
- Danışmanlar: PROF. DR. AYHAN GÜLDESTE
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: plazma nitrürleme, İnconel 718, oksidasyon kinetiği, aktivasyon enerjisi, süper alaşımlar, plasma nitriding, Inconel 718, oxidation kinetic, activation energies, superalloy
- Yıl: 2008
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Erciyes Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 102
Özet
Demir esaslı malzemelere nikel elementi katkısının, yüksek sıcaklıklarda oksitlenmeye karşı direnci artırdığı bilinmektedir. Bu sebeple, çalışma sıcaklıkları dikkate alınarak tasarlanan malzemeler yeterli düzeyde nikel elementi içerir. Demir, krom ve esas itibari ile nikelden oluşan, Inconel diye bilinen, süper alaşımlarda Ni oranı %50'nin üzerine çıkabilmektedir. Inconel 718, gaz türbinleri ve kimyasal reaksiyon boruları gibi yüksek sıcaklıklarda oksitleyici koşullara maruz ekipmanların imalatında sıklıkla tercih edilen ticari bir malzemedir.Bu çalışmada, plazma nitrürleme işleminin, Inconel 718'in yüksek sıcaklıklarda oksidasyon direncine etkileri araştırılmıştır. Plazma nitrürleme işlemi 550°C' lik bir sıcaklıkda 1, 4, 9 ve 16 saat süreyle gerçekleştirildi. Inconel 718'in oksidasyon kinetiği, 1000 ? C, 1075 ? C ve 1150 oC sıcaklıklarda; 1, 6, 12, 24, 48, 72, 96, 120 ve 144 saat çevrimli(cyclic) oksidasyon yöntemi ile fırın atmosferinde oksitlenerek çıkarıldı. Nitrürlenmiş ve hiç işlem yapılmamış malzemeler SEM, XRD, optik mikroskop ve AFM ile karakterize edildi. Oksidasyon testinden hemen önce ve sonra, numunelerin yüzeyindeki ve yüzeyin altındaki fazların mikro yapısı belirlendi. Yüzey tabakasının ve yüzey altındaki fazların sertliği ölçüldü.Sonuç olarak, nitrürleme işlemi sonucu yüzeyde oluşan CrN tabakasının, yüzeyden oksijen difüzyonunu engellediği ve nitrürleme süresi artışına paralel olarak artış gözlenen CrN tabaka kalınlaşmasına bağlı olarak, oksidasyon direncinin arttığı belirlenmiştir. Bununla beraber 1075°C' de 48 saatten sonra tane büyümesi ve kütle kaybı gözlendi. Nitrürleme işleminin İnconel 718' in oksidasyon direncini kısa oksidasyon süresi için % 15 iyileştirdiği bulundu.
Özet (Çeviri)
It is well known that nickel addition to the ferrious materials increases oxidation resistance at high temperatures. Therefore, the designed materials by considering working temperature include nickel in a suitable amount. Ni content could be more than 50% in superalloys known as INCONEL series which consist of Fe, Cr and mainly Ni. Inconel 718 is widely used for equipments manufacturing exposed to high temperatures oxidation, such as gas turbines and chemical material bearing pipes.In this study, it has been investigated the effect of plasma nitriding process on oxidation resistance of inconel 718 at high temperature. The plasma nitriding process was carried out for periods of 1, 4, 9 and 16 hours at a temperature of 550°C. Oxidation kinetics of nitrided samples have been obtained for periods of 1, 6, 12, 24, 48, 72, 96, 120 and 144 hours with cycling oxidation methods at temperatures of 1000 °C, 1075 °C and 1150 °C by oxidizing in furnace atmosphere The nitrided and the untreated materials were characterized by means of SEM, XRD, optical microscope and AFM. After and just prior to the oxidation tests, the microstructures of phases on surface and under the surface of samples were determined. The hardness of surface layers and subsurface phases were measured.As a result, it was concluded that CrN layer, forming on the surface of the samples after nitriding process, prevents the penetration of oxygen from the surface in temperature range of 1000 °C-1150 °C for 12 hours. It has been determined that oxidation resistance increases, as the thickness of the CrN layer increases with increasing nitriding duration. However, grain growth and mass losses were observed after 48 hours at 1075 °C. Activation energies for oxidation were calculated for the untreated and plasma nitrided samples and it was found that the nitriding process improves the oxidation resistance of Inconel 718 nearly 15 % for the short oxidation duration.
Benzer Tezler
- Inconel 718 süper alaşımının nitrürlenmesi
Nitriding of inconel 718 superalloy
TUNCAY TURAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN ÇİMENOĞLU
- Inconel 718 alaşımının katı partikül erozyon davranışının incelenmesi
Solid particle erosion of inconel 718 alloy
BERK BİRCAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN ÇİMENOĞLU
- Inconel 713 LC süper alaşımının akışkan yataklı fırın sistemi ile nitrürlenmesi
Nitriding of inconel 713 LC superalloy with fluidized bed
MİNE YÜCEL
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN ÇİMENOĞLU
- Plazma nitrürlenmiş ve beyaz tabakası kaldırılmış AISI H13 ve 722M24 çeliklerinin farklı aşınma özelliklerinin incelenmesi
The Investigation of wear behaviour of plasma nitrided and removed white layer of AISI H13 and 722M24 steels at the different
EYYÜP GERÇEKCİOĞLU
Doktora
Türkçe
1998
Makine MühendisliğiErciyes ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. M. BAKİ KARAMIŞ
- Plazma nitrürlenmiş Ti-6Al-4V alaşımının adhezif aşınma özelliklerinin incelenmesi
The investigation of adhesive wear behaviour on plasma nitrided Ti-6Al-4V alloy
OKAN GÜL
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Makine MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NEJAT YILDIRIM SARI