Oxidaci

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Oxidación a alta temperatura de recubrimiento
laser cladding NiCoCrAlY para aplicaciones de
barrera térmica
Juan C. Pereira 1,2, Jenny C. Zambrano 3, María
J. Tobar 4, Vicente Amigó 1 1 Instituto de
Tecnología de Materiales ITM, Universidad
Politécnica de Valencia, España. 2 Centro de
Investigaciones en Mecánica CIMEC, Facultad de
Ingeniería, Universidad de Carabobo, Venezuela. 3
Centro de Investigación en Materiales CIM,
Facultad de Ingeniería, Universidad de Carabobo,
Venezuela. 4 Departamento de Ingeniería
Industrial II, Universidade da Coruña, Campus
Ferrol, España. Email jpereira_at_uc.edu.ve
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Oxidación a alta temperatura de recubrimiento
laser cladding NiCoCrAlY para aplicaciones de
barrera térmica
1. Introducción Aplicaciones a alta temperatura
Figura 1. a) Turbina Industrial Siemens
SGT5-8000H de 375 MW, b) temperaturas alcanzadas
Donachie 2002, pp. 23
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barrera térmica
1. Introducción Oxidación a alta temperatura en
TBCs
Figura 2. Esquema de la sección transversal de un
sistema de barrera térmica típico y detalle del
Bond Coat Wright P.K, Evans A.G. Mechanisms
governing the performance of thermal barrier
coatings. Current Opinion in Solid State and
Materials Science. 1999 4 255-265
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1. Introducción Recubrimientos mediante láser
coaxial
Figura 3. a) Esquema del proceso láser coaxial,
b) Aplicaciones recubrimiento de ejes y
reparaciones de álabes http//www.sulzer.com/en/P
roducts-and-Services/Coating-Services/Laser
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2. Procedimiento Experimental Materiales y
recubrimiento
Recubrimiento Polvos NiCoCrAlY (Sulzer AMDRY
365), tamaño - 38 µm Sustrato Lámina Acero
Inoxidable AISI 304, 10 mm espesor (cold rolled)
Elemento Polvo NiCoCrAlY ( en peso) Lámina AISI 304 ( en peso)
Ni 46.82 8-10.5
Co 23.17 --
Cr 17.06 18-20
Al 12.32 --
Y 0.42 --
C 0.01 0.08
Fe -- Balance
Mn -- 2.00
P -- 0.45
Si -- 0.75
S -- 0.03
N -- 0.10
b

Polvo NiCoCrAlY
Recubrimiento NiCoCrAlY laser cladding
Figura 4. MEB del polvo y del recubrimiento a)
polvo NiCoCrAlY b) Recubrimiento NiCoCrAlY y
composición química de los materiales empleados
Medida y reportada por el fabricante
Especificación, ASTM A666-03.
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3. Resultados
3.1) Oxidación a alta temperatura (1100 ºC por
200h)
Muestra del recubrimiento para ensayo de
oxidación a alta temperatura (7Wx7lx0.5t mm)
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3. Resultados
3.2) Análisis de la superficie oxidada (AFM y
EDS)
NiCoCrAlY (200h)
NiCoCrAlY
Imagen AFM de Recubrimiento NiCoCrAlY oxidado a
1100 ºC por 200h Rugosidad (Ra) 0.29 µm Máxima
altura de cristales de óxido 2078 nm
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3. Resultados
3.3) Análisis de la superficie oxidada (XRD)
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3. Resultados
3.4) Sección transversal de la capa de oxido
(corte FIB FESEM)
NiCoCrAlY
Las trincheras cortadas en un borde (mediante
cañón de iones de Ga focalizados FIB), tienen
dimensiones de 15 µm de largo, 15 µm de alto y
una profundidad de 5 µm desde la cara lateral de
la muestra oxidada. El desbaste se ha realizado a
30kV y 10nA y el corte de acabado se ha realizado
a 30kV y 2nA. Muestra de referencia NiCoCrAlY
(1100 ºC y 10 h)
CoNiCrAlY
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3. Resultados
Oxidación en Recubrimiento laser cladding
NiCoCrAlY
NiAl2O4
Al2O3
Al2O3
NiO
Al2O3
Y2O3
Y2O3/YAlO3
?-Ni
ß-NiAl
?-Ni
?-Ni
10h
25h
5h
Y2O3/YAlO3
Al2O3
Al2O3
Al2O3
Y2O3/YAlO3
50h
100h
200h
Y2O3/YAlO3
?-Ni
?-Ni
Y2O3/YAlO3
?-Ni
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Muchas gracias por su atención
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