view in publisher's site

Characterization, growth kinetics and high-temperature oxidation behavior of aluminide coating formed on HH309 stainless steel by casting and subsequent heat treatment

Highlights•A new aluminizing technique was carried out by the casting process and subsequent heat treatment.•A multi-layer aluminide coating was formed on the substrate after heat treatment.•The sub-layers of coating thickened as the heat treatment temperature and time increased.•The growth kinetic parameters calculated for sub-layers of the coating.•The oxidation resistance of aluminized samples was markedly increased.AbstractIn the present work, a novel technique has been introduced to obtain an aluminide coating by casting process and subsequent heat treatment. To do so, the aluminum sheet was placed at the bottom of a copper mold, then HH309 SS melt was poured into the mold. This technique was named Cast-Aluminizing (CA). The CA samples were heat-treated at the temperature range of 900–1050 °C for 0.5–5 h. The FE-SEM, XRD, and EDS were utilized to characterize the microstructure, phase analysis and chemical composition of cast-aluminized samples, respectively. Results showed that (Fe,Cr,Ni)Al3 and (Fe,Cr,Ni)2Al5 layers were formed at the Al/HH309 interface. FE-SEM analysis demonstrated a multi-layer aluminide coating on the heat-treated specimens. This coating consisted of (Fe,Cr,Ni)2Al5+(Fe,Cr,Ni)Al2, (Fe,Cr,Ni)Al and α-Fe,Cr,Ni(Al) sub-layers. The growth kinetics investigation showed that the thickness of layers increased with the increase of the annealing temperature and time. The growth rate of layers obeyed a parabolic law. The activation energies for the growth of (Fe,Cr,Ni)2Al5+(Fe,Cr,Ni)Al2, (Fe,Cr,Ni)Al and α-Fe,Cr,Ni(Al) layers were about 203, 250 and 247 kJ/mol, respectively. Microhardness measurements revealed that (Fe,Cr,Ni)2Al5+(Fe,Cr,Ni)Al2, (Fe,Cr,Ni)Al and α-Fe,Cr,Ni(Al) layers had a hardness of about 820–1040, 580–710 and 380–470 HV, respectively. The resistance to oxidation of cast-aluminized and heat-treated (CA + HT) samples in the air at 1000 °C was studied. The CA + HT samples exhibited higher oxidation resistance than uncoated samples due to the formation of a protective Al2O3 layer on the surface.

شناسایی، سینتیک رشد و رفتار اکسیداسیون دمای بالا پوشش آلومیناید تشکیل‌شده بر روی فولاد ضد زنگ H۳۰۹ با ریخته‌گری و عملیات حرارتی بعدی

هایلایت ها یک تکنیک آلومینیته جدید با فرآیند ریخته‌گری و عملیات حرارتی بعدی انجام شد. یک پوشش آلومیناید چند لایه بعد از عملیات حرارتی بر روی زیرلایه تشکیل شد. زیر لایه‌های پوشش با افزایش دما و زمان عملیات حرارتی ضخیم شدند. پارامترهای کینتیک رشد برای زیر لایه‌های پوشش محاسبه شدند. در کار حاضر، یک روش جدید برای بدست آوردن یک پوشش آلومیناید با فرآیند ریخته‌گری و عملیات حرارتی بعدی معرفی شده‌است. برای انجام این کار، ورقه آلومینیومی در کف یک قالب مسی قرار داده شد و سپس مذاب HH۳۰۹ SS در قالب ریخته شد. این روش Cast - Alumination (CA)نامیده شد. نمونه‌های CA در محدوده دمایی ۱۰۵۰ - ۹۰۰ درجه سانتی گراد به مدت ۵ - ۰.۵ ساعت گرمادهی شدند. از SEM - FE، XRD و EDS به ترتیب برای شناسایی ریز ساختار، آنالیز فازی و ترکیب شیمیایی نمونه‌های ریخته‌گری شده استفاده شد. نتایج نشان داد که لایه‌های (Fe، Cr، Ni)Al ۳ و (Fe، Cr، Ni)۲ Al ۵ در فصل مشترک Al / H۳۰۹ تشکیل شده‌اند. آنالیز FE - SEM یک پوشش آلومیناید چند لایه بر روی نمونه‌های عملیات حرارتی شده نشان داد. این پوشش از زیر لایه‌های (Fe، Cr، Ni)۲ Al۵ + (Fe، Cr، Ni)Al۲O۳، (Fe، Cr، Ni)Al و α - Fe، Cr، Ni (Al)تشکیل شده‌است. بررسی سینتیک رشد نشان داد که ضخامت لایه‌ها با افزایش دما و زمان تابکاری افزایش می‌یابد. نرخ رشد لایه‌ها از قانون پارابولیک پیروی می‌کند. انرژی‌های فعال‌سازی برای رشد لایه‌های (Fe، Cr، Ni)۲ Al۵ + (Fe، Cr، Ni)Al۲O۳، (Fe، Cr، Ni)Al و α - Fe، Cr، Ni (Al)به ترتیب حدود ۲۰۳، ۲۵۰ و kJ / mol بود. اندازه‌گیری‌های سختی سنجی میکرو نشان داد که لایه‌های (Fe، Cr، Ni)۲ Al۵ + (Fe، Cr، Ni)Al۲O۳، (Fe، Cr، Ni)Al و α - Fe، Cr، Ni (Al)به ترتیب سختی حدود ۸۲۰ - ۱۰۴۰، ۵۸۰ - ۷۱۰ و ۳۸۰ - ۴۷۰ HV دارند. مقاومت در برابر اکسیداسیون نمونه‌های ریخته‌گری شده و عملیات حرارتی شده (CA + HT)در هوا در ۱۰۰۰ درجه سانتیگراد مورد مطالعه قرار گرفت. نمونه‌های CA + HT به دلیل تشکیل یک لایهی محافظ در سطح، مقاومت به اکسیداسیون بالاتری نسبت به نمونه‌های بدون پوشش نشان دادند.
ترجمه شده با


پر ارجاع‌ترین مقالات مرتبط:

  • مقاله Metals and Alloys
  • ترجمه مقاله Metals and Alloys
  • مقاله فلزات و آلیاژ
  • ترجمه مقاله فلزات و آلیاژ
  • مقاله General Chemistry
  • ترجمه مقاله General Chemistry
  • مقاله شیمی عمومی
  • ترجمه مقاله شیمی عمومی
  • مقاله Mechanics of Materials
  • ترجمه مقاله Mechanics of Materials
  • مقاله مکانیک مواد
  • ترجمه مقاله مکانیک مواد
  • مقاله Materials Chemistry
  • ترجمه مقاله Materials Chemistry
  • مقاله شیمی مواد
  • ترجمه مقاله شیمی مواد
  • مقاله Mechanical Engineering
  • ترجمه مقاله Mechanical Engineering
  • مقاله مهندسی مکانیک
  • ترجمه مقاله مهندسی مکانیک
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

95/12/18 - با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس و کروم٬ چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.