| Инд. авторы: | Москвичев В.В., Суходоева Н.В., Федорова Е.Н., Попов А.С. |
| Заглавие: | Оценка энергии адгезии в системе металл / оксид для случая высокотемпературного окисления жаропрочных никелевых сплавов |
| Библ. ссылка: | Москвичев В.В., Суходоева Н.В., Федорова Е.Н., Попов А.С. Оценка энергии адгезии в системе металл / оксид для случая высокотемпературного окисления жаропрочных никелевых сплавов // Деформация и разрушение материалов. - 2017. - № 2. - С.34-40. - ISSN 1814-4632. |
| Внешние системы: | РИНЦ: 28319392; |
| Реферат: | rus: Исследована микроструктура оксидного слоя и определена энергия адгезии поверхности раздела металл / оксид после высокотемпературного изотермического окисления (T = 1150 °C) монокристаллического промышленного никелевого сплава Rene N5. Для инициации разрушения оксидного слоя проведены эксперименты в режиме нагрева и быстрого охлаждения. Упругая энергия адгезии поверхности раздела металл / оксид определена с использованием модели кругового вздутия с последующим краевым отслоением. Расчеты выполнены как для однородного слоя оксида алюминия, так и с учетом многослойной микроструктуры, формирующейся на начальных этапах окисления сплава. Энергия адгезии составила 72 и 27 Дж / м2 соответственно. eng: A microstructure of oxide layer after high temperature isothermal oxidation (T = 1150 °С) of commercial Ni-based single crystal alloy René N5 has been studied. The high rate cooling to room temperature was used to initiate a fracture of the oxide level. The elastic adhesion energy of the metal / oxide interface surface was determined by the theoretical analysis of the model of a circular blister with a following edge delamination. Adhesion energy values were 72 and 27 J / m2 for the homogeneous layer of aluminum oxide and the multilevel structure, respectively. |
| Ключевые слова: | microstructure; oxide level; high temperature isothermal oxidation; Ni-based alloy; энергия адгезии; микроструктура; оксидный слой; высокотемпературное окисление; жаропрочный никелевый сплав; adhesion energy; |
| Издано: | 2017 |
| Физ. характеристика: | с.34-40 |
| Цитирование: | 1. 1. Smith M. A., Frazier W. E., Pregger B. A. Effect of sulfur on the cyclic oxidation behavior of a single crystalline nickel-based superalloy // Mater. Sci. Eng. 1995. V. A203. P. 388—398. 2. 2. Fabre G., Guipont V., Jeandin M. et al. Laser shock adhesion test (LASAT) of electron bean physical vapon deposited thermal barrier coatings (EB-PVD TBCs) // Adv. Mater. Res. 2011. V. 248. Р. 509—514. 3. 3. Begue G., Fabre G., Guipont V. et al. Lasеr shock adhesion test (LASAT) of EB-PVD TBCs: Towards an industrial application // Surf. Coat. Tech. 2013. V. 237. Р. 305—312. 4. 4. Johnson J. B., Nicholls J. R., Hurst R. C., Hancock P. The mechanical properties of surface oxide on nickel-base superalloys. I. Oxidation // Corros. Sci. 1977. V. 18. Р. 527—541. 5. 5. Mao W. G., Dai C. Y., Zhou Y. C., Liu Q. X. An experimental investigation on thermo-mechanical buckling delamination failure characteristic of air plasma sprayed thermal barrier coatings // Surf. Coat. Tech. 2007. V. 201. N 14. Р. 6217—6227. 6. 6. Chen Z. B., Wang Z. G., Zhu S. J. Tensile fracture behavior of thermal barrier coatings on syperalloy // Surf. Coat. Tech. 2011. V. 205. P. 3931—3938. 7. 7. Thery P.-Y., Poulain M., Dupeux M., Braccini M. Adhesion energy of a YPSZ EB-PVD layer in two thermal barrier coating systems // Surf. Coat. Tech. 2007. V. 202. N 4—7. Р. 648—652. 8. 8. Begley M. R., Mumm D. R., Evans A. G., Hutchinson J. W. Analysis of a wedge impression test for measuring the interface toughness between films / coatings and ductile substrates // Acta Materialia. 2000. V. 48. N 12. Р. 3211—3220. 9. 9. Kim S.-S., Liu Y.-F., Kagawa Y. Evaluation of interfacial mechanical properties under shear loading in EB-PVD TBCs by the push out method // Acta Materialia. 2007. V. 55. P. 3771—3781. 10. 10. Nychka J. A., Pullen C., He M. Y., Clarke D. R. Surface oxide cracking associated with oxidation-induced grain boundary sliding in the underlying alloy // Acta Materialia. 2004. V. 52. N 5. P. 1097—1105. 11. 11. Tolpygo V.K., Clarke D. R. Spalling failure of α-alumina films grown by oxidation. II. Decohesion nucleation and growth // Mater. Sci. Eng. 2000. V. A278. P. 151—161. 12. 12. Tolpygo V.K., Clarke D. R. Spalling failure of α-alumina films grown by oxidation: I. Dependence on cooling rate and metal thickness // Mater. Sci. Eng. 2000. V. A278. P. 142—150. 13. 13. Zhu C., Zhao X., MolchanI S. et al. Effect of cooling rate and substrate thickness on spallation of alumina scale on Fecralloy // Mater. Sci. Eng. 2011. V. A528. P. 8687—8693. 14. 14. Pat. 0076360 US. Single crystal nickel-base superalloy, articles and method for making / C. S. Wukusick, L. Buchakjian, Jr.; publ. 13.04.1983. 15. 15. Fedorova E., Monceau D., Oquab D. Initial stages of oxidation of Ni-based single-crystal superalloys during heating in relation with their isothermal oxidation kinetics // Proc. Materials Science and Technology 2014. (Montreal, Quebec, Canada, October 27—31, 2013). V. 4. P. 2472—2478. 16. 16. Maris-Sida M. C., Meier G. H., Pettit F. S. Some water vapor effects during the oxidation of alloys that are α-Al2O3 formers // Metall. Trans. 2003. V. A34. P. 2609—2619. 17. 17. Evans U. R. An introduction to metallic corrosion. London: Edward Arnold & Co, 1948. P. 194—195. 18. 18. Evans H. E., Lobb R. C. Conditions for the initiation of oxide-scale cracking and spallation // Corros. Sci. 1984. V. 24. N 3. P. 209—224. 19. 19. Evans H. E. Stress effects in high temperature oxidation of metals // Int. Mater. Rev. 1995. V. 40. N 1. P. 40. 20. 20. Evans H. E., Strawbridge A., Carolan R. A., Ponton C. B. Creep effects on the spallation of an alumina layer from a NiCrAlY coating // Mater. Sci. Eng. 1997. V. A225. P. 1—8. 21. 21. Evans A. G., Mumm D. R., Hutchinson J. W. et al. Mechanisms controlling the durability of the thermal barrier coatings // Prog. Mater. Sci. 2001. V. 46. P. 505—553. 22. 22. Hutchinson J. W., Thouless M. D., Liniger E. G. Growth and configurational stability of circular, buckling-driven film delaminations // Acta Metall. Mater. 1992. N 2. P. 295—308. 23. 23. Schütze M. Protective oxide scales and their breakdown. Chichester, UK: John Wiley & Sons, 1997. 184 p. 24. 24. Bernard O., Amiri G., Haut C. et al. Mechanical and microstructural characterization of oxide films damage // Mater. Sci. Eng. 2002. V. A335. N 1. Р. 32—42. 25. 25. Guo W., Gao T., Cui X. et al. Interfacial reactions and zigzag groove strengthening of C / C composite and Rene N5 single crystal brazed joint // Ceram. Int. 2015. V. 41. P. 11605—11610. 26. 26. Тимошенко C. П., Гере Дж. Механика материалов: Учебник для вузов. 2-е изд. М.: Лань, 2002. 672 с. 27. 27. Fedorova E., Monceau D., Oquab D., Popov A. Characterization of oxide scale adherence after the high temperature oxidation of nickel-based superalloys // Mater. High Temр. 2012. V. 29. N 3. Р. 243—248. 28. 28. Sergo V., Clarke D. R. Observation of subcritical spall propagation of a thermal barrier coating // J. Am. Ceram. Soc. 1998. V. 81. N. 12. Р. 3237—3242. 29. 29. Fedorova E., Monceau D., Oquab D. Quantification of growth kinetics and adherence of oxide scales formed on Ni-based superalloys at high temperature // Corros. Sci. 2010. V. 52. N 12. P. 3932—3942. |
