The การพัฒนาสมบัติพื้นผิวของโลหะผสมนิกเกิล 617 ด้วยกระบวนการอะลูมิเนียมแพ็คซีเมนเตชัน
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
งานวิจัยนี้ศึกษาการปรับปรุงโลหะผสมนิกเกิล 617 โดยใช้กระบวนการอะลูมิเนียมแพ็คซีเมนเตชันผ่านการแพร่โดยตรง โดยใช้ผงเคลือบประกอบด้วยอะลูมิเนียม อะลูมินา และแอมโมเนียมคลอไรด์ ในอัตราส่วน 22.5:120:7.5 กรัม โดยน้ำหนัก ทำการเคลือบที่อุณหภูมิ 800 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 1, 2.25, 4 และ 6.25 ชั่วโมง และอบเป็นเนื้อเดียวกันที่อุณหภูมิ 1,150 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 30 นาที การทดสอบความต้านทานการเกิดออกซิเดชันที่อุณหภูมิ 950 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 64 ชั่วโมง วิเคราะห์โดยการเลี้ยวเบนของรังสีเอ็กซ์ กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดและการวิเคราะห์ธาตุเชิงพลังงาน พบว่าระยะเวลาการเคลือบส่งผลโดยตรงต่อความหนาของชั้นเคลือบ โดยชั้นเคลือบ 6.25 ชั่วโมง มีความหนามากที่สุด อย่างไรก็ตามชั้นเคลือบ 2.25 ชั่วโมงให้ความต้านทานการเกิดออกซิเดชันที่ดีที่สุด โดยมีการเปลี่ยนแปลงน้ำหนักต่ำที่สุด ขณะที่ชั้นเคลือบ 6.25 ชั่วโมง มีแนวโน้มเกิดเฟส NiO และความเค้นภายในมากขึ้น ส่งผลให้ความสามารถในการต้านออกซิเดชันลดลง การวิเคราะห์โครงสร้างจุลภาค พบว่าเฟส NiAl เป็นองค์ประกอบหลักของชั้นเคลือบ 2.25 ชั่วโมง และมีการเกิดขึ้นของเฟส Al2O3 ซึ่งให้ความต้านทานออกซิเดชันดีกว่าเฟส Cr2O3 เมื่อพิจารณาทั้งสมรรถนะและความคุ้มค่าทางเศรษฐศาสตร์ ชั้นเคลือบ 2.25 ชั่วโมง เป็นเงื่อนไขที่เหมาะสมที่สุดโดยให้ความสมดุลระหว่าง ความต้านทานออกซิเดชัน ความเป็นไปได้ทางเทคนิค และต้นทุนการผลิต
Article Details
อนุญาตภายใต้เงื่อนไข Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
บทความ ข้อมูล เนื้อหา รูปภาพ ฯลฯ ที่ได้รับการตีพิมพ์ในวารสารฯ ถือเป็นลิขสิทธิ์ของวารสารฯ หากบุคคลหรือหน่วยงานใดต้องการนำทั้งหมดหรือส่วนหนึ่งส่วนใดไปเผยแพร่ต่อหรือเพื่อกระทำการใดๆ จะได้รับอนุญาต แต่ห้ามนำไปใช้เพื่่อประโยชน์ทางธุรกิจ และห้ามดัดแปลง
เอกสารอ้างอิง
Bril U, inventorHigh temperature oxidation resistant ductile nickel alloy. Germany2001.
Dewa RT, Kim SJ, Kim WG, Kim ES. Low cycle fatigue behaviors of alloy 617 (INCONEL 617) weldments for high temperature applications. Metals. 2016;6(5).
Ibupoto FA, Lim J, Kim S, Kim BJ, Baik S, Kim MK. Inconel 617 alloy creep life augmentation by graphene transfer coating. Journal of Mechanical Science and Technology. 2019;33(12):5809-15.
Bai CY, Luo YJ, Koo CH. Improvement of high temperature oxidation and corrosion resistance of superalloy IN-738LC by pack cementation. Surface and Coatings Technology. 2004;183(1):74-88.
Afshar A, Sabour A, Saremi M, Ghasemi D. Improving high temperature oxidation and hot corrosion resistance of Ni-base super alloy INC738LC with Cr-Si-RE modified aluminide coatings produced by single step pack cementation process. Protection of Metals and Physical Chemistry of Surfaces. 2012;48(1):120-7.
Cabet C, Carroll L, Wright R. Low cycle fatigue and creep-fatigue behavior of alloy 617 at high temperature. Journal of Pressure Vessel Technology, Transactions of the ASME. 2013;135(6).
Biswas A, Roy SK, Gurumurthy KR, Prabhu N, Banerjee S. A study of self-propagating high-temperature synthesis of NiAl in thermal explosion mode. Acta Materialia. 2002;50(4):757-73.
Sivakumar M, Sinha SK, Dasgupta A, Shaikh SM. Structure and Texture of Oxide Dispersion Strengthened Alloy 617 for Very High Temperature Applications. Metallurgical and Materials Transactions A: Physical Metallurgy and Materials Science. 2021;52(11):4974-86.
Cho H, Lee BW, editors. High temperature stability of aluminide-coated Inconel 617. Modern Physics Letters B; 2015.
Atapek SH, Gencay CK, Yener T, Kahrlman F, Çelik GA. Effect of pack characteristics and process parameters on the properties of aluminide-coated Inconel 625 alloy. Materialpruefung/Materials Testing. 2023;65(11):1657-67.
Du B, Liu Z, Yin H, Xiao P, Zhang H, He X, et al., editors. OXIDATION BEHAVIOR AND TENSILE PROPERTY OF INCONEL 617 IN THE SIMULATION ENVIRONMENT OF THE VERY-HIGH-TEMPERATURE REACTOR. Proceedings of 2024 31st International Conference on Nuclear Engineering, ICONE 2024; 2024.
Bates BL, Zhang Y, Dryepondt S, Pint BA. Creep behavior of pack cementation aluminide coatings on Grade 91 ferritic-martensitic alloy. Surface and Coatings Technology. 2014;240:32-9.
Priest M. Synthesis of reactive element-modified aluminide coatings on single-crystal nickel-based superalloys by a pack cementation process [M.S.]. United States -- Tennessee: Tennessee Technological University; 2009.
Hays PA, Thompson RA. A processing method enabling the use of peak height for accurate and precise proton NMR quantitation. Magnetic Resonance in Chemistry. 2009;47(10):819-24.
Das OK, Singh V, Joshi SV. Evolution of aluminide coating microstructure on nickel-base cast superalloy CM-247 in a single-step high-activity aluminizing process. Metallurgical and Materials Transactions A: Physical Metallurgy and Materials Science. 1998;29(8):2173-88.
Jo TS, Kim SH, Kim DG, Park JY, Kim YD. Thermal degradation behavior of inconel 617 alloy. Metals and Materials International. 2008;14(6):739-43.
Wagner C. Theoretical Analysis of the Diffusion Processes Determining the Oxidation Rate of Alloys. Journal of The Electrochemical Society. 1952;99(10):369.
Ellingham HJT. Transactions and Communications. Journal of the Society of Chemical Industry. 1944;63(5):125-60.
Dong C, Huang J, Cui S, Luo J, Zhou Z, Cheng H, et al. Microstructure and high-temperature oxidation behavior of Al2O3/Cr composite coating on Inconel 718 alloy. Journal of Materials Research and Technology. 2024;28:4498-507.
Li HQ, Wang QM, Jiang SM, Ma J, Gong J, Sun C. Oxidation and interfacial fracture behaviour of NiCrAlY/Al2O3 coatings on an orthorhombic-Ti2AlNb alloy. Corrosion Science. 2011;53(3):1097-106.
Ben F, Olubambi PA, editors. Thermo-Calc determination of phase diagram and thermodynamic properties of Ni-Al binary system. Materials Today: Proceedings; 2022.
Yi P, Falk ML, Weihs TP. Intermetallic formation at deeply supercooled Ni/Al multilayer interfaces: A molecular dynamics study. Journal of Applied Physics. 2018;124(16).
Wołczyński WS, Okane T, Senderowski C, Zasada D, Kania B, Janczak-Rusch J. Thermodynamic justification for the Ni/Al/Ni joint formation by diffusion brazing. International Journal of Thermodynamics. 2011;14(3):97-105.
Sanati M, Albers RC, Pinski FJ. ω-phase formation in NiAl and Ni2Al alloys. Journal of Physics Condensed Matter. 2001;13(22):5387-98.
Seidl WM, Bartosik M, Kolozsvári S, Bolvardi H, Mayrhofer PH. Influence of coating thickness and substrate on stresses and mechanical properties of (Ti,Al,Ta)N/(Al,Cr)N multilayers. Surface and Coatings Technology. 2018;347:92-8.
Heidarinejad A, Ashrafizadeh F. Influence of surface texture and coating thickness on adhesion of nickel plated coatings to aluminium substrate. Journal of Manufacturing Processes. 2024;120:435-48.
