رفتار اکسیداسیون سوپرآلیاژ پایه نیکل gtd-111 در دمای °c 1000

بررسی حاضر به تحلیل رفتار اکسیداسیون سوپرآلیاژ پایه نیکل gtd-111 در دمای °c 1000 و اتمسفر هوا می‌پردازد. برای این منظور، گستره‌ای از روش‌ها شامل آنالیز توزین حرارتی (tga)، میکروسکوپی الکترونی روبشی نشر میدانی (fe-sem)، پراش پرتو ایکس سطحی (gi-xrd) و طیف‌سنجی انتشار نوری تخلیه تابشی (gdoes) به کار گرفته شدند. سینتیک اکسیداسیون این آلیاژ در دمای یاد شده پس از 10 ساعت اولیه، رفته رفته از خطی وارد سهمی می‌شود که این موضوع همراه با تشکیل لایه‌ اکسیدی یکنواخت بر سطح است. بر اساس تحلیل مقطیِ fe-sem و gdoes، تیتانیوم را می‌توان اولین گونه‌ای در نظر گرفت که با شروع اکسیداسیون، وارد جبهه واکنش می‌شود. با این حال، با اکسید شدن آن و تخلیه آن در زیر جبهه اکسیداسیون، شرایط برای شکل گیری سایر اکسیدها از جمله اکسید کروم (cr2o3) مهیا می‌شود. در ادامه، طی نفوذ به سمت داخل گونه‌های o2-، شرایط برای اکسیداسیون داخلی آلومینیوم و تشکیل جزایری از اکسیدهای al2o3 فراهم می‌شود. بدینسان، پس از 100 ساعت اکسیداسیون، ترکیب شیمیاییِ فیلم اکسیدی مشتمل بر ناحیه درونیِ غنی از آلومینیوم، ناحیه بیرونیِ غنی از تیتانیوم و لایه میانیِ غنی از کروم است. نتایج gi-xrd نیز موید تشکیل فازهای اکسیدی یاد شده است. در این دما، اثری از جدایش پوسته اکسیدی و تشکیل اکسیدهای نیکل پس از 100 ساعت اکسیداسیون مشاهده نشد.

oxidation behavior of gtd-111 nickel base superalloy at 1000 °c

the present study investigates the oxidation behavior of gtd-111 nickel base superalloy at 1000 °c in air. to this aim, several techniques including thermal gravimetric analysis (tga), field emission scanning electron microscopy (fe-sem), grazing incidence x-ray diffraction (gi-xrd) and glow discharge optical emission spectroscopy (gdoes) were employed. the oxidation kinetics of this superalloy alters from linear to parabolic after 10 h exposure which is accompanied by the formation of a uniform surface oxide layer. based on the cross-sectional analysis of fe-sem and gdoes, ti can most probably be considered as the first species which enters the reaction front when oxidation begins. however, as a result of its oxidation, ti is depleted just beneath the oxide scale, and conditions changes in favor of the formation of other oxides, namely, cr2o3. subsequently, due to the internal diffusion of o2- species, al is internally oxidized, and islands of al2o3 form underneath the oxide layer. after 100 h of oxidation, the chemical composition of the oxide film consists of an al-rich inner region, a ti-rich outer region, and a cr-rich intermediate layer. gi-xrd results also confirmed the formation of mentioned oxide phases. no indication of oxide spallation and formation of nickel oxides were observed even after 100 h of oxidation.