The aim of the present work was to determine the influence of chemical composition of the nickel based superalloy on the thickness and microstructure of aluminide layer obtained in the CVD low activity process. For this purpose cylindrical samples were cut from the rods and castings made of commercially produced nickel superalloys: Inconel 713LC, Inconel 625, Inconel 738LC, Inconel 100, Inconel 718. The surface of the samples was ground up, degreased and cleaned. Than samples were placed in the retort and aluminized. The low activity process of aluminizing at the presence of AlCl 3 and H 2 was conducted. The cross -sections of aluminide coatings were investigated by scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive spectroscopy (EDS).There was established that a chemical composition of superalloy influences the microstructure and thickness of aluminide layer. Higher total concentration of superalloy elements such as Cr, Mo, W, Ti which segregate in the diffusion zone decrease the thickness of aluminide layer.Keywords: nickel based superalloys, CVD process, aluminide coatings Celem niniejszej pracy było określenie wpływu składu chemicznego nadstopów niklu na głębokość i mikrostrukturę warstwy aluminidkowej wytworzonej w niskoaktywnym procesie CVD. Do badań przyjęto pięć gatunków nadstopów niklu, najczęściej stosowanych do wytwarzania łopatek turbin silników lotniczych: Inconel 713LC, Inconel 625, Inconel 738LC, Inconel 100, Inconel 718. Z prętów i odlewów wycięto próbki walcowe, które następnie szlifowano, piaskowano i odtłuszczono. Następnie próbki umieszczono w retorcie i poddano procesowi aluminiowania. Niskoaktywny proces aluminiowania prowadzono w temperaturze 1050˚C w obecności AlCl 3 i H 2 . Badania mikrostruktury prowadzono na przekrojach poprzecznych uzyskanych warstw przy użyciu skaningowego mikroskopu elektronowego wyposażonego w detektor EDS.Stwierdzono, że skład chemiczny nadstopu wpływa na mikrostrukturę i głębokość wytworzonej warstwy. Większa sumaryczna zawartość składników stopowych tj. Cr, Mo, W, Ti, które segregują się w strefie dyfuzyjnej powoduje zmniejszenie głębokości warstwy aluminidkowej.

In the paper there was established the influence of temperature and process time on the functional properties of aluminide layer deposited on nickel based -Inconel 713 LC superalloy. The low-activity CVD processes were done at the temperature 760 and 1050• C during 4 and 8h. The effects of aluminizing were verified by the use of optical microscope (microstructure and depth layer); scanning electron microscope and energy dispersive spectroscope (chemical composition on the surface and cross-section of aluminide layer). The high temperature oxidation resistance of superalloy was a main criterion of aluminizing process effectiveness. Therefore, the isothermal oxidation tests were performed at the temperature 1150• C during 100h in air atmosphere. Surface topography of the aluminide layer was carried out after isothermal oxidation test. Hardness measurements on the cross-section of aluminide layer were performed before and after oxidation tests.On the grounds of obtained results it was found that aluminizing process temperature of 1050• C let to get a diffusion layer with a proper structure and properties. The temperature increase from 760• C to 1050• C and the time prolongation from 4 to 8 h improves the oxidation resistance of superalloy. The XRD analysis from the surface of aluminide layer has confirmed the presence of thermodynamically stable oxide layer Al(Cr) 2 O 3 with good protective properties.Keywords: aluminide layer, low-activity CVD process, Inconel 713LC superalloy, oxidation resistance W pracy określono wpływ parametrów procesu CVD (temperatura, czas) na właściwości użytkowe warstwy aluminidkowej wytworzonej na podłożu z stopu niklu Inconel 713 LC. Proces niskoaktywny prowadzono CVD w temperaturze 760 i 1050• C oraz w czasie 4 i 8h. Efekty procesu aluminiowania weryfikowano w badaniach mikroskopowych (mikrostruktura i głębokość warstwy) oraz w badaniach składu chemicznego na powierzchni i przekroju warstwy. Jako kryterium efektywności procesu chemicznego osadzania z fazy gazowej przyjęto odporność na utlenianie w wysokiej temperaturze. Wykonano próbę utleniania izotermicznego w temperaturze 1150• C i w czasie 100h w atmosferze powietrza. Prowadzono badania topografii powierzchni warstwy aluminidkowej po procesie utleniania izotermicznego. Określono rozkład twardości na przekroju warstwy przed i po procesie utleniania. Na podstawie uzyskanych wyników badań stwierdzono, że temperatura procesu 1050• C pozwala uzyskać warstwę dyfuzyjną o prawidłowej budowie i właściwościach. Podwyższenie temperatury do 1050• C oraz zwiększenie czasu procesu aluminiowania do 8h powoduje znaczny wzrost żaroodporności. Analiza składu fazowego na powierzchni warstwy wykazała obecność zgorzeliny składającej się z termodynamicznie stabilnego tlenku Al(Cr) 2 O 3 o dobrych właściwościach ochronnych.

In the present study, microstructure investigation of aluminide coatings after platinum modification deposited by CVD method on Inconel 713 LC Ni-base superalloys were performed. The platinum coatings 3 and 7 m thick were deposited by electroplating process. The diffusion treatment of platinum electroplating coatings at the temperature 1050 °C was carried out for 2h. The low-activity CVD aluminizing of heat treated coatings at the temperature 1050 °C was conducted for 8 h. On the grounds of the obtained results it was found that microstructure of diffusion treated platinum electroplating coatings 3 m and 7 m thick consisted of two phases: γ-Ni and (Al0.25Pt0.75)Ni3. The low activity CVD aluminizing of diffusion treated platinum electroplating coatings 3 and 7 m thick enables the diffusion coating obtaining. The main constituent of aluminide coatings was (Ni,Pt)Al phase.

In the paper the aluminide layer was deposited by CVD method on the CMSX 4 single crystal nickel base alloy. The aluminizing process was carried out at the 1050 °C during 8 h. The chemical vapor deposition process was performed by means of AlCl3 aluminum chloride. The effects of aluminizing were verified in microscopic examination (microstructure and depth layer) and chemical composition on the surface and cross-section of aluminide layer. The oxidation resistance in the air atmosphere at the 1100 °C during 1000 h was a criterion of efficiency of CVD process. The hardness distribution on the cross-section aluminide layer before and after oxidation test was investigated. The parabolic mass change was observed during oxidation. Under oxidation test during 120 h on the grain size of NiAl phase was observed the phase transformation β NiAl →Ni3Al. The increase of oxidation time causes decreasing of substrate hardness and stabilization of Topologically Closed Packed phases.

No abstract