Badania wysokotemperaturowego utleniania stopu TiAl8Nb

The goal of this work is to determine the effect of niobium on the kinetics and mechanism of Ti-Al oxidation in air. In order to compare the oxidation kinetics of Ti-Al and Ti-Al with the addition of niobium, isothermal oxidation was performed on Ti-48Al and Ti-46Al-8Nb (in at.%) alloys at 1073 K in synthetic air. Cyclic oxidation of Ti-46Al and Ti-46Al-8Nb alloys was carried out in laboratory air for 42 cycles (1 cycle, 24 hrs). The morphology, as well as chemical and phase composition of the oxidation products were investigated using X-ray Diffraction (XRD) and Scanning Electron Microscopy combined with Energy Dispersive Spectroscopy (SEM-EDS). From these investigations it can be concluded that niobium addition increases the corrosion resistance of TiAl and, furthermore, improves the adherence between the metallic substrate and the oxide scale. The oxidation mechanism of Ti-46Al-8Nb was studied via secondary neutral mass spectroscopy (SNMS) after two-stage isothermal oxidation (24 hrs in 16O2 followed by 24 hrs in 18O2) at 1073 K. From this analysis it can be assumed that the oxidation mechanism of Ti-46Al-8Nb alloy consists of simultaneous outward titanium and aluminum diffusion and inward oxygen transport.Celem pracy jest określenie wpływu dodatku niobu na kinetykę i mechanizm utleniania stopu TiAl w powietrzu. Dla porównania kinetyk utleniania stopu Ti-Al oraz stopu z dodatkiem niobu zostały przeprowadzone badania izotermicznego utleniania stopów o składach Ti-48Al i Ti-46Al-8Nb (w at.%) w powietrzu syntetycznym w 1073 K. Stopy Ti-48Al i Ti-46Al-8Nb poddano cyklicznemu utlenianiu w powietrzu laboratoryjnym w 1073 K obejmującym 42 cykle 24-godzinne. Morfologie oraz skład fazowy i chemiczny produktów utleniania badanych próbek przeprowadzono metodą dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego (XRD) oraz skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM) w połączeniu z metodą dyspersji energii promieniowania rentgenowskiego (EDS). Na podstawie tych badań stwierdzono, że dodatek niobu w stopie TiAl podwyzsza jego odporność korozyjną a ponadto polepszą przyczepność zgorzeliny do rdzenia metalicznego. Mechanizm utleniania stopu Ti-46Al-8Nb badano metodą spektrometrii masowej rozpylonych cząstek neutralnych (SNMS) po dwuetapowym izotermicznym utlenianiu (pierwszy etap w 16O2 przez 24 godz., kolejny w 18O2 przez 24 godz.) w 1073 K. Na podstawie tej analizy postuluje się, że mechanizm utleniania stopu Ti-46Al-8Nb odbywa się w wyniku równoczesnej odrdzeniowej dyfuzji tytanu i glinu oraz dordzeniowego transportu tlenu

The oxidation behaviour of the pulse plasma sintered Β-NiAl intermetallic compound under thermal cycling conditions at 1150 °C

The effect of microstructure engineering using a new manufacturing route (pulse plasma sintering (PPS)) on the high temperature oxidation behaviour of β-NiAl coating material with and without small amounts of Hf was determined at 1150 °C under thermal cycling conditions in air. Vacuum melted β-NiAl compounds with and without Hf were used as reference materials and tested under the same conditions. The oxide scales were observed using SEM and analysed using EDX. The results showed that the Hf-containing materials behaved better than Hf-free ones and among the Hf-containing materials, the vacuum melted one exhibited significantly better cyclic oxidation resistance than the PPS material. Thus, no improvement of the oxidation resistance was achieved using the applied manufacturing procedure. The scales prone to spallation were at considerably later stages of the scale evolution and less intact with the substrate than the scale resistant to spallation. © 2016 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinhei