Creep behavior evaluation and characterization of SiC film with Cr interlayer deposited by HiPIMS in Ti-6Al-4V alloy

Sugahara, Tarcila; Martins, Guilherme; Montoro, Fabiano Emmanuel; Neto, Abrão Merij; Massi, M.; Sobrinho, Argemiro Soares da Silva; Reis, Danieli Aparecida Pereira

doi:10.1016/j.surfcoat.2016.11.091

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“…The lifetime of stationary gas turbine blades has been significantly increased with use of coatings as a way of alloys protection applied in the manufacture of these components [16]. In addition, studies have been carried out in Ti-6Al-4V alloy with several types of coatings and surface treatments with the aim of improving mechanical properties at high temperatures and oxidation resistance [17][18][19][20].…”

Section: Resultsmentioning

confidence: 99%

Evaluation of Creep Behavior of Ti-6al-4v Alloy With Thermal Barrier Coating Deposited by Air Plasma Spray

Freitas¹,

Reis²,

Reis³

2019

TMM

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Titanium alloys have attractive properties for application in aeronautical components submitted to high temperature. Yttria-stabilized zirconia (YSZ) of thermal barrier coating systems (TBC) have become an alternative to increase the operational lifetime of turbine blades. The aim of this work was to evaluate the creep behavior of Ti-6Al-4V with TBC deposited by air plasma spray. Constant load creep tests were conducted in air on equiaxed Ti-6Al-4V (uncoated) and Ti-6Al-4V with TBC and the experimental parameters related to secondary creep were determined. All the coated samples showed a reduction of secondary creep rate values and, thereafter, higher creep resistance, which could be associated with oxidation protection and thermal insulation provided by the coating. Creep rate analysis suggests that the dominant creep mechanisms in all cases is the dislocation climb. ResumoLigas de titânio possuem propriedades atrativas para aplicação em componentes aeronáuticos submetidos a altas temperaturas. O revestimento de barreira térmica (TBC) de zircônia estabilizada com ítria (YSZ) tem se tornado uma alternativa para aumentar a vida operacional das palhetas de turbina. O objetivo deste trabalho foi avaliar o comportamento em fluência da liga Ti-6Al-4V com recobrimento TBC depositado por aspersão térmica. Os ensaios foram conduzidos em carga constante e ao ar em amostras de Ti-6Al-4V com estrutura equiaxial com e sem recobrimento TBC e foram determinados os parâmetros experimentais relacionados à fluência secundária. Todas as amostras revestidas mostraram uma redução dos valores da taxa de fluência secundária e, consequentemente, maior resistência à fluência, que pode ser associada à proteção contra oxidação e à barreira térmica fornecida pelo revestimento. A análise da taxa de fluência sugere que o mecanismo de fluência dominante em todos os casos é a escalagem de discordâncias. Palavras-chave: Ti-6Al-4V; Comportamento em fluência; TBC.

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Section: Resultsmentioning

confidence: 99%

Evaluation of Creep Behavior of Ti-6al-4v Alloy With Thermal Barrier Coating Deposited by Air Plasma Spray

Freitas¹,

Reis²,

Reis³

2019

TMM

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“…Sugahara et al 14 previously measured the thickness value of each film in the SiC film with Cr interlayer (Figure 3a). The thickness of the SiC film, image darker region, was 0.6 μm and the Cr interlayer, lighter region just below was 1.05 μm.…”

Section: Surface Layermentioning

confidence: 99%

“…Surface treatments of plasma nitriding 9,13 and the application of Cr interlayer SiC film deposited by HiPIMS 14,15 have been studied by this research group and the objective of this work is to verify under what conditions each one of them may be considered more appropriate. Figure 1 shows the geometry and dimensions of the specimens applied in the creep tests.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Analysis of the Surface Treatments Effect on the Creep Behavior of Ti-6Al-4V Alloy

et al. 2020

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This paper compares the creep behavior of Ti-6Al-4V alloy after different surface treatments, the plasma nitriding using Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD), and the deposition of SiC thin films with Cr interlayer using High Power Impulse Magnetron Sputtering (HiPIMS). A microstructural characterization was performed with Scanning Electron Microscopy (SEM), Scanning and Transmission Electron Microscopy (STEM), and Energy Dispersive Spectroscopy (EDS) techniques. The creep test was performed at a constant load from 500 to 600 °C and 125 to 319 MPa, and a fractographic analysis was performed. The EDS analysis of the plasma nitrided layer indicated the nitrogen presence of the compounds TiN and Ti 2 N and an increase in the iron concentration. Creep test results in both conditions indicated an increase in the creep resistance. Plasma nitrided condition indicated the lowest creep rate and lesser elongation, making it the most suitable in applications that require a low dimensional distortion.

show abstract

“…Esta liga tem sido muito utilizada na indústria aeronáutica e aeroespacial, particularmente para aplicações que requerem resistência em alta temperatura [1]. Assim, para se projetar novas ligas de titânio com melhores propriedades e para otimizar as condições de processamento de forjamento à quente da liga Ti-6Al-4V é necessário entender os mecanismos associados à deformação sob temperaturas elevadas [2][3][4][5][6][7][8][9][10].…”

Section: Introductionunclassified

Estudo do tratamento de oxidação em diferentes microestruturas da liga de titânio

Gonçalves¹,

Takahash²,

Reis³

2021

Tecnol. Metal. Mater. Min.

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Publicado pela ABM. Este é um artigo publicado em acesso aberto (Open Access) sob a licença Creative Commons Attribution, que permite uso, distribuição e reprodução em qualquer meio, sem restrições desde que o trabalho original seja corretamente citado.a ResumoA liga Ti-6Al-4V é a liga de titânio mais usada em aplicações estruturais de engenharia pela combinação de resistência mecânica em altas temperaturas, baixa massa específica e resistência à corrosão. Contudo, uma das limitações da liga é a afinidade do titânio por oxigênio a partir de 600 °C, tornando a liga susceptível à oxidação. Portanto, neste trabalho se estudou a oxidação na liga de titânio (Ti-6Al-4V) com diferentes microestruturas: equiaxial, Widmanstätten, martensítica e bimodal obtidas por tratamento térmico. As amostras com as diferentes microestruturas foram submetidas a tratamento térmico de oxidação nas temperaturas de 500, 600, 700 e 800 °C por 48 horas ao ar. Os resultados mostraram que as amostras oxidadas formaram uma película de óxido sobre a superfície que foram caracterizadas por microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura, por medição da variação da massa das amostras e por análise de microdureza. A microestrutura Widmanstätten apresentou-se mais resistente à oxidação pela formação de grãos mais grosseiros e formação de película de óxidos mais espessos e mais resistentes a deformação localizada.

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Creep behavior evaluation and characterization of SiC film with Cr interlayer deposited by HiPIMS in Ti-6Al-4V alloy

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Estudo do tratamento de oxidação em diferentes microestruturas da liga de titânio

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