مناقشة اطروحة دكتوراه في قسم هندسة المعادن/ كلية هندسة المواد
 التاريخ :  1/12/2022 7:10:27 AM  , تصنيف الخبـر  كلية هندسة المواد
Share |

 كتـب بواسطـة  اعلام كلية هندسة المواد  
 عدد المشاهدات  96



 

مناقشة اطروحة دكتوراه في قسم هندسة المعادن/ كلية هندسة المواد

تمت مناقشة اطروحة الدكتوراه الموسومة من قبل الطالبة احلام حامد جاسم حمادي في قسم هندسة المعادن كجزء من متطلبات نيل شهادة الدكتوراه بعنوان

تحسين مقاومة التأكسد والتآكل الساخن للسبيكة الفائقة ذات الاساس نيكل (IN738LC) بطريقة طلاء العوالق

بإشراف كل من:

     الأستاذ الدكتور عبد الرحيم كاظم عبد               

     الأستاذ الدكتور فرزاد محبوبي

لسنوات عديدة تعد الاكسدة والتآكل  في درجات الحرارة العالية من المواضيع التي تكسب أهمية عالية في المجالات البحثية والتطبيقية ، اذ تعد احدى طرق تقدير عمر أغلب أجزاء المكائن التي تعمل في درجات الحرارة العالية .

تحتاج ريش التوربينات المستخدمة في محطات توليد الطاقة الكهربائية بالغاز إلى  صيانة باهضه الثمن من خلال العمليات التقليدية في كثير من الأحيان. هذه الشفرات مصنوعة من سبائك النيكل ، حيث يتم استخدام هذه السبائك كمادة ركيزة في هذا البحث لإصلاح أسطحها المتآكلة.

 تشمل الطلاءات في الوقت الحاضر لتطبيقات درجات الحرارة العالية بشكل أساسي الطلاءات المتراكبة وطلاءات الحاجز الحراري ،تعزى السمات الواقية لطلاءات الانتشار إلى الطبيعة الوقائية لـتشكيل مقياس الألومينايد أو الكروميد او السيلكا في درجات حرارة مرتفعة. تم تطوير طلاءات الانتشار أولاً ولا تزال الطلاءات الأكثر استخدامًا.

ركزت هذه الأطروحة بشكل أساسي على موضوع الأكسدة ومقاومة التآكل. إن تطوير تقنية الطلاء مدفوع بالنتائج الخطيرة للأكسدة والتآكل وكيفية الآليات التي تحدث بها. تتعرض المكونات الساخنة للتوربينات الغازية التي تعمل في بيئات عدوانية لعدد من أنماط الهجمات يطلق عليها مجتمعة التآكل الساخن ، والتي تشمل الأكسدة ، والكبريت ، والكربنة ، والكلور ، والتآكل ، والتآكل الساخن الناجم عن الأملاح الذائبة. كان استخدام الطلاءات الواقية إجابة لمعالجة عدم استقرار سطح درجة الحرارة العالية للمعادن والسبائك في البيئات القاسية.

تشير نتائج الدراسة الحالية الى امكانية زيادة مقاومة التأكسد والتآكل الحار للسبيكة الفائقة ذات اساس من النيكل (Inconel 738LC-Ni-base super alloy)   وذلك بإجراء ترسيب انيا على سبيكة الانكونيل باستخدام خليط مكون من ((Al+Cr ,(Al+Si) ,Cr+Si)), (Al+Al2O3) بأربعه تراكيز مختلفة لكل خلطة باستخدام طريقه الطلاء الانتشاري .

جرت المعاملة الحرارية للطلاء عند درجة حرارة 1000 ?م ولمدة ساعه مرة وساعتين مرة اخرى وفي جو مفرغ من الاركون وكان سمك الطلاء يتراوح من ( 109-200) مايكرون

جرت اختبارات التأكسد بشكل دوري (Cyclic Oxidation Tests ) لسبيكة انكونيل 738 والسبائك المطلية بمختلف انواع الطلاء في الهواء عند درجة حرارة 850 ?م , اختبارات التأكسد هذه جرت لمدة 55 ساعه وبمعدل 5 ساعه للدورة الواحدة.

جرت اختبارات التآكل الحار بشكل دوري (Cyclic Hot Corrosion) لسبيكة الانكونيل والسبائك المطلية بعد اجراء اكساء اولي بطبقة ملحية 5 ملغيرام/سنتمتر مربع من V2O5/Na2SO4 وبنسبه 2:1 على أسطح المواد اعلاه , هذه الاختبارات جرت في درجة حرارة 850 ?م ولمدة 55 ساعه وبمعدل 5 ساعه للدورة الواحدة.

عند درجة حرارة 850 ?م وجد ان قيم KP لنظام الطلاء تقل عن تلك التي وجدت لسبيكة انكونيل 738LC المؤكسدة غير المطلية في نفس الوسط ، اذ يظهر نظام الطلاء تأثيرا أعلى في مقاومة التأكسد وتقليل تشظي الاوكسيد الناتج ويعزى السبب في ذلك الى تكوين الالومينا والتي تمتاز بمعدل نمو قليل وتعطي التصاقيه أعلى ولاتمر بمشكلة التبخر  مقارنة مع اوكسيد الكروم .

تشير نتائج الدراسة الحالية الى ان السلوك العام للتأكسد لسبيكة الانكونيل 738LC يتبع تقريبا قانون القطع المكافئ (Parabolic Law) وكانت قيم ثابت معدل التأكسد (KP) عند درجة حرارة 850?م في الهواء هي( 3.648*10^-10)

أظهرت نتائج التحليل بالأشعة السينية ظهور أكاسيد على سطح سبيكة الانكونيل  738LC  المطلية في معظم اختبارات التأكسد وكما يلي (Al2O3, Cr2O3, SiO2,NiCr2O4 ,NiO)

لقد وجد أن صلادة سطح سبيكة الانكونيل 738LC بعد الطلاء أعلى بحوالي ضعف عما هو عليه لسبيكة الانكونيل الاساس

تشير نتائج اختبارات التاكل الحار لكل انواع الطلاء الى ان السلوك العام عند الاكساء بطبقة ملحية من (V2O5/Na2SO4) يتبع النظام المكافئ في حين أن السلوك العام للتاكل لسبيكة 738LC  غير المطلية اقرب الى القانون الخطي (Linear Law) تحت نفس ظروف الاختبار

جنان العبيدي