Bilyalı Dövme İşleminin Termal Bariyer Kaplamaların Oksidasyon Davranışı Üzerine Etkisi

Abstract

Termal Bariyer Kaplamalar (TBC), gaz türbinlerinin yüksek sıcaklıklara maruz kalan parçalarına ısıl izolasyon sağlaması amacıyla yaygın olarak kullanılan bir kaplama türüdür. Birden fazla kaplama tabakası içeren bu kaplama türünde amaç servis şartlarında maruz kalınan yüksek sıcaklık hasarlarına karşı korunma sağlamasıdır. Bu çalışmada, Inconel 718 süper alaşım altlık malzeme üzerine, Atmosferik Plazma Sprey (APS) yöntemi ile CoNiCrAlY metalik bağ malzemesi kaplanmıştır. Üretilen bağ kaplamalara 6-8 ve 8-10 Almen (A) şiddetlerinde bilyalı dövme işlemi uygulanmıştır. Bilyalı dövülen ve dövülmeyen numuneler, ZrO2+Y2O3 (YSZ) ile kaplanarak TBC' lerin üretimi gerçekleştirilmiştir. Bilyalı dövülen TBC' lerin yüzey pürüzlülükleri, porozite içerikleri ve sertlik değerleri, bilyalı dövme işlemi uygulanmamış TBC' lerle karşılaştırılmıştır. Üretilen tüm kaplama numuneleri 1000 °C ve 1100°C sıcaklıklarda 8, 24, 50 ve 100 saatlik süreçlerde izotermal oksidasyon testlerine tabi tutulmuştur. Oksidasyon testleri sonrasında, numunelerin SEM, EDX-elementel analiz, Termal Olarak Büyüyen Oksit tabaka (TGO) kalınlık değişim ve büyüme davranışları kıyaslamalar yaparak incelenmiştir. Elde edilen sonuçlar, literatürde yapılan güncel çalışmalar ile karşılaştırmalar yapılarak değerlendirilmiştir.

Thermal Barrier Coating (TBC) is a type of coating widely used to provide thermal insulation for the parts of gas turbines which are exposed to high temperatures. With use of this coating type having more than one layer, it is aimed to provide protection against high temperatures generated during service conditions. In this study, metallic bond material CoNiCrAlY was coated on Inconel 718 super-alloy substrate material by Atmospheric Plasma Spray (APS) method. Shot-peening process was employed on the produced bond coats with 6-8 and 8-10 Almen (A) intensities. Both shot-peened and unpeened samples were coated with ZrO2+Y2O3 (YSZ), thus the TBCs were produced. Surface roughness, porosity content and micro-hardness values of shot-peened TBCs were compared with those of un-peened TBCs. Produced all coating samples were subjected to oxidation tests under 1000 °C and 1100°C for 8, 24, 50 and 100 hour periods. SEM, EDX-elemental analysis, TGO thickness values as well as growth behavior of oxidized samples were examined making comparisons. Obtained results are evaluated making comparisons with current literature studies.