Production and development of aluminide coatings by chemical vapor deposition on nickel based superalloys for turbine engine applications
Türbin motoru uygulamaları için alüminit kaplamaların nikel bazlı süperalaşım üzerine kimyasal buhar biriktirme yöntemi ile uygulanması ve geliştirilmesi
- Tez No: 475057
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. MUHSİNE BİLGE İMER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 197
Özet
Difüzyon tipi bir kaplama olan alüminit kaplamalar türbin kanatlarının yüksek sıcaklık oksidasyon ve korozyon dirençlerini iyileştirmek için kullanılmaktır. Alüminit kaplama yöntemlerinde gerçekleşen ilerleme sayesinde, yüksek saflık ve homojenlikte kaplamalar elde edilebilmektedir. Kimyasal buhar birikimi (CVD), alüminit kaplama işlemi için kullanılan en gelişmiş tekniktir. CVD'nin çok yönlülüğü sıcaklık, basınç, alüminyum aktivitesi, gaz akışları ve oranları gibi proses değişkenlerini kontrol etmek için büyük bir olanak sağlar. CVD yönteminin zorluğu ise istenilen kaplama mikroyapısı ve kimyasal kompozisyonunu yüksek büyüme hızı ve yüksek dış katman /interdifüzyon bölgesi (IDZ) oranı ile birlikte elde edebilmek için proses parametrelerini optimize etmektir. Ayrıca, CVD yöntemi ile kaplamaya reaktif veya alaşım elementlerinin eş-zamanlı eklenmesi vasıtasıyla alüminit kaplama özellikleri geliştirilebilmektedir. Bu sayede türbin kanatlarının kullanım ömürleri önemli ölçüde uzatılabilmektedir. Bu tez çalışmasında, proses değişkenlerini optimize ederek kaplama büyütme hızı ve dış katman/IDZ oranını etkili bir şekilde arttırmak için CVD ile alüminit kaplamaların üretimi araştırılmıştır. Tek değişkenli kaplama deneyleri ile sıcaklık, basınç, klorinatör sıcaklığı, gaz akışları ve oranları, alüminyum aktivitesi ve kaplama süresinin alüminit kaplama oluşumu üzerindeki etkileri incelenmiştir. Ayrıca, altlık malzeme yüzey pürüzlülüğü, bileşimi ve numune kalınlığının alüminit kaplama üzerndeki etkileri de incelenmiştir. CVD optimizasyon çalışmalarının yanı sıra, reaktif (Zr, Hf, Y) ve alaşım (Cr, Co) elementlerinin CVD ile alüminit kaplamaya eş zamanlı olarak eklenmesi araştırılmıştır. Ayrıca, kaplamaya eklenen elementlerin alüminit kaplamaların yüksek sıcaklık korozyon direnci üzerindeki etkisi, izotermal sıcak korozyon testi gerçekleştirilerek karşılaştırmalı olarak incelenmiştir.
Özet (Çeviri)
Diffusion coatings including aluminide coatings are utilized to improve the high temperature oxidation and corrosion resistance of turbine blades. Through the advancement in the aluminizing methods, higher purity and more homogeneously distributed coatings have been realized. The chemical vapor deposition (CVD) is the most advanced technique utilized for aluminizing process. The versatility of CVD provides a large possibility to control process variables such as temperature, pressure, gas flows and ratios, and aluminum activity. However, the main challenge of CVD method is optimizing the process parameters to obtain high growth rate and outer layer/interdiffusion zone (IDZ) ratio while satisfying required coating microstructure and composition. In addition, improvement in the durability of aluminide coating is also an important design criterion to extend the lifetime of turbine blades which could be achieved by the addition of reactive or alloying elements to the coating. In this dissertation, production of aluminide coatings by CVD was investigated to effectively increase growth rate and outer coating layer/IDZ ratio by optimizing the process variables. The influence of temperature, pressure, chlorinator temperature, gas flows and ratios, aluminum activity, and process time were studied on the formation of aluminide coating by univariate experimental analysis. Also, the effect of substrate properties, such as surface roughness, composition, and sample thickness was separately studied. Moreover, co-deposition of reactive (Zr, Hf, Y) and alloying (Cr, Co) elements were investigated to incorporate ternary elements to aluminide coating in desired concentration and distribution. Additionally, the impact of these ternary elements on the hot corrosion behavior of aluminide coatings was evaluated by isothermal hot corrosion test to extend the life time of turbine blades.
Benzer Tezler
- Toz metalurjisi ile üretilen takım çeliklerinin sıcak daldırma yöntemiyle alüminyum kaplama sonrası yüzey karakterizasyonu
Surface characterization of powder metallurgy tool steels after hot dip aluminizing
ANIL ÇALIŞKAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT BAYDOĞAN
- TiAIN, TİN tek ve çok katlı kaplamaların karakterizasyonu
Başlık çevirisi yok
OĞUZ ÇINAR
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ FUAT ÇAKIR
- Kimyasal buhar biriktirme yöntemi ile volfram çekirdekli bor fiber üretiminde sistem tasarımı
System design in tungsten-cored boron fiber production by chemical vapor deposition
SELİM ERTÜRK
Doktora
Türkçe
2012
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL DUMAN
- Fiziksel buhar biriktirme (Pvd) yöntemiyle yapılan Alüminyum krom nitrür (AlCrN) ince film kaplamaların üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of Aluminium chromium nitride (AlCrN) thin films deposited by Physical vapour deposition (Pvd)
TUNCAY AKBAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA KAMİL ÜRGEN
- Al-6082 alaşımının mikro ark oksidasyonunda elektrolit katkısı olarak karbon nanotüpün etkileri
The effects of carbon nanotube as electrolyte additive in micro arc oxidation of 6082 aluminum alloy
YAKUP YÜREKTÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MURAT BAYDOĞAN