J 2004

Microstructural changes as postmortem temperature indicator in Ni-Co-Cr-Al-Y oxidation protection coatings

BAUFELD, Bernd, Marion BARTSCH, Pavel BROŽ and Martin SCHMÜCKER

Basic information

Original name

Microstructural changes as postmortem temperature indicator in Ni-Co-Cr-Al-Y oxidation protection coatings

Name in Czech

Změny v mikrostruktuře jako dodatečný indikátor teploty v antioxidačním ochranném povlaku Ni-Co-Cr-Al-Y.

Authors

BAUFELD, Bernd (276 Germany), Marion BARTSCH (276 Germany), Pavel BROŽ (203 Czech Republic, guarantor) and Martin SCHMÜCKER (276 Germany)

Edition

Materials Science and Engineering A, Netherland, 2004, 0921-5093

Other information

Language

English

Type of outcome

Článek v odborném periodiku

Field of Study

10403 Physical chemistry

Country of publisher

Czech Republic

Confidentiality degree

není předmětem státního či obchodního tajemství

Impact factor

Impact factor: 1.445

RIV identification code

RIV/00216224:14310/04:00011651

Organization unit

Faculty of Science

UT WoS

000224489300019

Keywords in English

CALPHAD; Microstructure; Ni-Co-Cr-Al-Y; Phase equilibria; Precipitates; Temperature indicator
Změněno: 8/11/2004 16:20, doc. RNDr. Pavel Brož, Ph.D.

Abstract

V originále

Microstructural changes in a metallic oxidation protection coating (Ni-Co-Cr-Al-Y) applied on a nickel base superalloy were investigated by means of scanning and transmission electron microscopy. The changes are due either to thermal mechanical fatigue testing under high thermal gradients or to defined isothermal heat treatments. The coated specimens were quenched from temperatures between 840 and 1100 C to ambient temperature. The resultant phases, their local distribution and compositions were determined by energy dispersive X-ray (EDX) spectroscopy and electron diffraction. Phase equilibria at respective temperatures were determined by thermodynamic calculations based on the CALPHAD method. The calculated and experimentally determined phase distributions were compared. A particular microstructural feature, namely the existence and spatial distribution of spherical gamma' Ni3Al precipitates in the coating and the diffusion zone between substrate and coating, was used as a postmortem indicator for the maximum temperature experienced by the specimen during testing. This paper gives a road map for developing a microstructural-based temperature calibration for complex metallic materials using thermodynamic simulations.

In Czech

Změny v mikrostruktuře kovového antioxidačního povlaku na bázi Ni-Co-Cr-Al-Y aplikovaného na slitinu na bázi niklu byly zkoumány prostřednictvím skenovací a transmisní elektronové mikroskopie. Změny byly dány vlivem teplotně-mechanické zátěže ve vysokém teplotním gradientu nebo vlivem čistě teplotního žíhání. Povlečený materiál byl zakalen z teploty 840 a 1000 C na teplotu místnosti. Výsledné fáze, jejich místní rozdělení a složení byly stanoveny prostřednictvím RTG spektroskopie a elektronové difrakce. Fázové rovnováhy při daných teplotách byly stanoveny pomocí termodynamických výpočtů založených na metodě CALPHAD. Vypočítaná a experimentálně stanovená rozdělení fází byla pak srovnána. Charakteristická podoba mikrostruktury, zvláště existence a zvláštní rozdělení kulovitých precipitátů fáze gamma' Ni3Al v povlaku a difúzní oblasti mezi substrátem a povlakem, byla použita pro dodatečné určení teplot, kterým byly vzorky vystaveny během testování.

Links

GA106/02/0876, research and development project
Name: Teoretické a experimentální studium modelových soustav na bázi niklu a termodynamický popis fázových rovnováh
Investor: Czech Science Foundation, Theoretical and experimental study of Ni-based model systems and thermodynamic description of phase equilibria