High temperature erosion–oxidation of Cr3C2–NiCr thermal spray coatings under simulated turbine conditions

Matthews, Steven; James, Bryony; Hyland, Margaret

doi:10.1016/j.corsci.2013.01.030

Cited by 124 publications

(43 citation statements)

References 55 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…A number of investigations have been carried out about the E-O behavior of coatings produced by HVOF and similar processes 13,[40][41][42][43][44][45][46][47] . Further, Roy et al 22 compared properties of coatings produced with nanostructured and as-received Cr 3 C 2 -25(Ni-20Cr) powders and Matthews et al [48][49][50] studied the high temperature erosion of thermally sprayed Cr 3 C 2 -NiCr coatings. Additionally, most solid particle erosion studies have used either fluidized beds, with particle impact velocities in the range 1 to 6 m/s or jet nozzles that achieve very high impact velocities of around 200 m/s to simulate erosion conditions in gas turbines 50 .…”

mentioning

confidence: 99%

“…Further, Roy et al 22 compared properties of coatings produced with nanostructured and as-received Cr 3 C 2 -25(Ni-20Cr) powders and Matthews et al [48][49][50] studied the high temperature erosion of thermally sprayed Cr 3 C 2 -NiCr coatings. Additionally, most solid particle erosion studies have used either fluidized beds, with particle impact velocities in the range 1 to 6 m/s or jet nozzles that achieve very high impact velocities of around 200 m/s to simulate erosion conditions in gas turbines 50 . In this investigation the E-O behavior of HVOF sprayed Cr 3 C 2 -25(Ni-20Cr) coatings at temperatures up to 800 ºC and with erodent impact velocities of 19 m/s was determined.…”

mentioning

confidence: 99%

See 1 more Smart Citation

High Temperature Erosion-oxidation Resistance of Thermally Sprayed Nanostructured Cr3C2-25(Ni-20Cr) Coatings

et al. 2017

View full text Add to dashboard Cite

This study reports the high temperature erosion-oxidation (E-O) behavior of conventional and nanostructured Cr 3 C 2 -25(Ni-20Cr) coatings prepared by high velocity oxygen fuel (HVOF) spraying. As-received and nanostructured Cr 3 C 2 -25(Ni-20Cr) powders with mean crystallite sizes of 145 nm and 50 nm respectively, were used to prepare 120 -200 μm thick coatings on AISI 310 samples. The E-O behavior of the coatings prepared with the as-received (AR) and nanostructured (NS) powders was determined as weight change in a custom designed rig at room temperature, 450, 700 and 800 ºC. The Vickers microhardness, Young's Modulus and fracture toughness of the AR and NS coatings were determined, and the NS coatings exhibited higher values compared with the AR coatings. The E-O resistance of the NS coating was higher than that of AR coating at all temperatures, and particularly at 800 ºC. The increase in E-O resistance of the NS coatings is due to its superior mechanical properties as well as to the presence of some heterogeneities in the AR coatings. The E-O mechanisms of both types of the coatings are discussed, with special attention to that at high temperatures. The results suggest that at 800 ºC the E-O process is controlled by erosion of the oxide.

show abstract

mentioning

confidence: 99%

mentioning

confidence: 99%

High Temperature Erosion-oxidation Resistance of Thermally Sprayed Nanostructured Cr3C2-25(Ni-20Cr) Coatings

et al. 2017

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Oxid Cr 2 O 3 vzniká jak oxidací karbidu Cr 3 C 2 , tak i chromu z matrice povlaku. Přednostní oblastí pro difúzi kyslíku a následnou vnitřní oxidaci uvnitř povlaku jsou fázová rozhraní Cr 3 C 2 /NiCr [6]. K vytvoření ochranné vrstvy oxidu chromitého je třeba, aby matriční slitina NiCr obsahovala minimálně 10 % Cr.…”

Section: úVodunclassified

“…V průběhu oxidace vznikají ve vrstvě pnutí, a to tahová vlivem transformace Cr 3 C 2 na karbidy s vyšší hustotou (Cr 7 C 3 , Cr 23 C 6 ), i tlaková způsobená objemovou expanzí karbidu Cr 3 C 2 na oxid Cr 2 O 3 (objemový poměr vzniklého Cr 2 O 3 ku spotřebovanému Cr 3 C 2 je asi 1,6). K celkovému pnutí v systému zároveň přispívá fakt, že oxid chromitý vzniklý oxidací karbidu Cr 3 C 2 a matrice NiCr má vzhledem k odlišnému mechanismu růstu rozdílnou strukturu [6].…”

Section: úVodunclassified

Degradace Cr3C2–NiCr povlaku připraveného technikou HVOF / Degradation of Cr3C2-NiCr coating prepared by the HVOF technique

Rapouch¹

2013

Koroze a Ochrana Materiálu

View full text Add to dashboard Cite

82 ÚVODTechnika HVOF (High Velocity Oxygen Fuel) je způsob povlakování, při kterém je materiál ve formě prášku pomocí nosného plynu vstřikován do spalovací komory. Zde dochází k natavení některých složek a vý-raznému urychlení pohybu směrem k povlakované součásti. HVOF povlaky na bázi Cr 3 C 2 -NiCr se používají především pro zvýšení tvrdosti a otěruvzdornosti za zvýšených teplot, kdy vykazují velmi vysokou strukturní stabilitu a odolnost proti oxidaci [1]. Zatímco matrice NiCr zajišťuje povlaku dostatečnou korozní odolnost, jeho otěruvzdornost je dána primárně karbidickými částicemi. Povlak Cr 3 C 2 -NiCr je ve standardním stavu tvořen nanokrystalickou až amorfní matricí NiCr, karbidy, nízkým obsahem Cr 2 O 3 (vzniklých přímou reakcí chromu s kyslíkem během HVOF procesu), póry a často také malými trhlinami [2]. Nanesený HVOF povlak má vysokou hustotu a porozitu pod úrovní 1 %. Kromě karbidu Cr 3 C 2 bývají v povlaku přítomné také karbidy Cr 7 C 3 a Cr 23 C 6 vzniklé transformací původního Cr 3 C 2 . Velkou výhodou těchto povlaků je podobný koefi cient roztažnosti železa a karbidu Cr 3 C 2 [3,4].Během provozu za zvýšených teplot dochází k oxidaci a v povlaku se tvoří oxid Cr 2 O 3 . Předpokládá se, že Cr 2 O 3 částečně zpomaluje oxidaci podkladového materiálu blokováním přístupu reaktivních složek prostředí směrem k podkladu [5]. Oxid Cr 2 O 3 vzniká jak oxidací karbidu Cr 3 C 2 , tak i chromu z matrice povlaku. Přednostní oblastí pro difúzi kyslíku a následnou vnitřní oxidaci uvnitř povlaku jsou fázová rozhraní Cr 3 C 2 /NiCr [6]. K vytvoření ochranné vrstvy oxidu chromitého je třeba, aby matriční slitina NiCr obsahovala minimálně 10 % Cr. Na slitině NiCr dochází během oxidace za zvý-šených teplot nejdříve ke tvorbě vrstvy NiO, pod níž se postupně vytváří vrstva Cr 2 O 3 . Reakcí těchto dvou oxidů navíc vzniká spinel NiCr 2 O 4 . Při vysokých koncentracích chromu v matrici je oxidická vrstva tvořena pouze Cr 2 O 3 [4,7]. V průběhu oxidace vznikají ve vrstvě pnutí, a to tahová vlivem transformace Cr 3 C 2 na karbidy s vyšší hustotou (Cr 7 C 3 , Cr 23 C 6 ), i tlaková způsobená objemovou expanzí karbidu Cr 3 C 2 na oxid Cr 2 O 3 (objemový poměr vzniklého Cr 2 O 3 ku spotřebovanému Cr 3 C 2 je asi 1,6). K celkovému pnutí v systému zároveň přispívá fakt, že oxid chromitý vzniklý oxidací karbidu Cr 3 C 2 a matrice NiCr má vzhledem k odlišnému mechanismu růstu rozdílnou strukturu [6].V literatuře nebyly zjištěny žádné negativní účinky vysokoteplotní oxidace (bez přítomnosti vodní páry) na kompaktnost a přilnavost HVOF vrstvy.

show abstract

“…El mecanismo de oxidación de los recubrimientos, base NiCr, juega un papel de suma importancia en el comportamiento general de estos, mientras que este mecanismo de oxidación está bien definido [5,6], el mecanismo de oxidación, en particular, del compuesto combinado Cr 3 C 2 ha recibido atención [7]. La oxidación del Cr 3 C 2 puede ser descrita como la reacción directa con el oxígeno para formar Cr 2 O 3 [8,9] 2.…”

Section: Introductionunclassified

Corrosión a alta temperatura de los recubrimientos metálicos NiCr y NiCrBSiFe depositados mediante proyección térmica

2015

prospect

View full text Add to dashboard Cite

RESUMENSe evaluó el comportamiento de la velocidad de corrosión de los recubrimientos NiCr y NiCrBSiFe depositados mediante proyección térmica sobre láminas de acero hot rolled, sometidos a temperaturas de 400, 450, 500 y 550°C, durante 12, 24, 32 y 48 horas, la evaluación fue realizada a partir de la técnica de pérdida de peso. Se evidenció que los dos recubrimientos proyectados térmicamente forman una capa que protege el material del ambiente corrosivo que se obtiene al calentar el aire a altas temperaturas, aunque las dos aleaciones presenten dicha propiedad anticorrosiva se determinó que el comportamiento de la velocidad de corrosión de las probetas recubiertas con NiCrBSiFe fue mejor que el recubrimiento NiCr, pues el boro y silicio que contiene la aleación actúan como inhibidores de la corrosión.Palabras clave: Corrosión, alta temperatura, rociado térmico, óxidos, recubrimientos. ABSTRACTWe assessed the behavior of coatings corrosion rate NiCr and NiCrBSiFe deposited by thermal spraying on hot rolled steel sheets, this coatings has been tested at 400, 450, 500 and 550 Celsius, during 12, 24, 32 and 48 hours, the test was conducted by weight loss technique. We showed that coating produces a oxide layer and protects the substrate from high temperatures, although the two alloys have this anticorrosive property, the behavior corrosion rate of specimens coated with NiCrBSiFe is better than NiCr, because the boron and silicon act as corrosion inhibitors.Key words: Corrosion, high temperature, thermal spraying, oxides, coatings. INTRODUCCIÓNLa corrosión siempre ha tenido connotaciones negativas, usualmente es asociado al rápido deterioro de un metal pero el conocimiento de su naturaleza nos permite sacar ventaja de este fenómeno, permitiéndonos prolongar la vida útil de nuestro material ferroso en los ambientes más agrestes; la naturaleza de este fenómeno y el manejo de sus características permiten el uso de metales en ambientes agresivos con una excelente durabilidad a bajos costos con notoria reducción de actividades de mantenimiento y control [1].La iniciación del proceso corrosivo se da en el momento en que el acero queda desprotegido, y la velocidad de propagación depende del medio en el cual este sometido; aire, humedad, agua salada, atmósfera urbana, industrial y rural, vapor de agua, amoníaco, dióxido de sulfuro, vahttp://dx

show abstract

High temperature erosion–oxidation of Cr3C2–NiCr thermal spray coatings under simulated turbine conditions

Cited by 124 publications

References 55 publications

High Temperature Erosion-oxidation Resistance of Thermally Sprayed Nanostructured Cr3C2-25(Ni-20Cr) Coatings

High Temperature Erosion-oxidation Resistance of Thermally Sprayed Nanostructured Cr3C2-25(Ni-20Cr) Coatings

Degradace Cr3C2–NiCr povlaku připraveného technikou HVOF / Degradation of Cr3C2-NiCr coating prepared by the HVOF technique

Corrosión a alta temperatura de los recubrimientos metálicos NiCr y NiCrBSiFe depositados mediante proyección térmica

Contact Info

Product

Resources

About