High Temperature Oxidation Behavior of Aluminide Coating Fabricated on UNS S30815 Stainless Steel
نوع مقاله : مقاله پژوهشی
چکیده
پوشش های آلومینید به دلیل داشتن خاصیت خوردگی بالا و مقاومت در برابر اکسیداسیون ، به عنوان ماده پوشش محافظ بسیار مورد استفاده قرار می گیرند. در این تحقیق، پوشش آلومینید از طریق آلومینایزینگ کردن روی فولاد ضد زنگ آستنیتی UNS S30815 با استفاده از روش سمانتاسیون فشرده در ℃ 950 به مدت 5 ساعت ساخته شد. اکسیداسیون همدما بر روی فولاد بدون پوشش و فولاد آلومینایزشده به مدت 200 ساعت در دمای 1050 درجه سانتیگراد اعمال شد. همچنین اکسیداسیون سیکلی برای 50 سیکل در دمای 1050 درجه سانتیگراد روی فولاد پوشش دار و بدون پوشش اعمال شد. مورفولوژی سطح و سطح مقطع نمونه های پوشش داده شده و اکسیده شده با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و طیف سنجی پراش اشعه ایکس (EDS) مشخصه یابی شد. از پراش پرتو ایکس (XRD) برای شناسایی فازهای تشکیل شده در لایه سطحی نمونه های پوشش دار و اکسیده شده استفاده شد. فولاد UNS S30815 پوشش داده شده شامل فازهای Al5Fe2، FeAl3 و Al2O3 بود. نتایج اکسیداسیون همدما نشان داد که فولاد پوشش داده شده (mg.cm-2 9/2) پس از 200 ساعت اکسیداسیون در مقایسه با نمونه بدون پوشش ( mg.cm-27) افزایش وزن کمتری داشت. همچنین نتایج اکسیداسیون سیکلی نشان داد که نمونه های پوشش دار مقاومت خوبی درسیکل های حرارتی دارند.
کلیدواژه‌ها
[1] W. T. Tsai and K. E. Huang: Thin Solid Films,
366(2000), 164.
[2] M. Zandrahimi, J. Vatandoost and H. Ebrahimifar:
Oxid. Met., 76(2011), 347.
[3] S. Sharafi and M. Farhang, Surf. Coat. Tech.,
200(2006), 5048.
[4] H. Baker, A. M. H. Volume, 03-Alloy Phase Diagrams,
ASM International, (1992).
[5] O. Seri and M. Imaizumi: Corros. Sci., 30(1990),
1121.
[6] H. Ebrahimifar and M. Zandrahimi: Oxid. Met.,
84(2015), 329.
[7] H. Ebrahimifar and M. Zandrahimi: Oxid. Met.,
84(2015), 129.
[8] F. Üstel and S. Zeytin: Vacuum., 81(2006), 360.
[9] M. Bateni, S. Mirdamadi, F. Ashrafizadeh, J. Szpunar
and R. Drew: Surf. Coat. Tech., 139(2001), 192.
[10] C. Houngninou, S. Chevalier and J. Larpin: Appl.
Sur. Sci., 236(2004), 256.
[11] Y. Su, G. Hu, Z. Xu and J. Liu: Thermochim. Acta.,
506(2010), 67.
[12] R. Bianco and R. A. Rapp: J. the Electrochem. Soc.,
140(1993), 1181.
[13] M. Zandrahimi, J. Vatandoost and H. Ebrahimifar:
J. Mater. Eng. Perform., 21(2012), 2074.
[14] S. Chakraborty, S. Banerjee, K. Singh, I. Sharma, A.
Grover and A. Suri: J. Mater. Process. Tech., 207(2008),
240.
[15] H. Ebrahimifar and M. Zandrahimi: Oxid. Met.,
75(2011), 125.
[16] Z. D. Xiang and P. K. Datta: Surf. Coat. Tech.,
184(2004), 108.
[17] Z. D. Xiang and P. K. Datta: Acta Mater., 54(2006),
4453.
[18] N. A. Ei-Mahallawy, M. A. Taha, M. A. Shady, A.
N. Attia and W. Reif: Mater. Sci.
Tech., 13 (1997), 832.
[19] H. Tian, K.Zhou, Y. C. Zou, H. Cai, Y. M. Wang, J.
366(2000), 164.
[2] M. Zandrahimi, J. Vatandoost and H. Ebrahimifar:
Oxid. Met., 76(2011), 347.
[3] S. Sharafi and M. Farhang, Surf. Coat. Tech.,
200(2006), 5048.
[4] H. Baker, A. M. H. Volume, 03-Alloy Phase Diagrams,
ASM International, (1992).
[5] O. Seri and M. Imaizumi: Corros. Sci., 30(1990),
1121.
[6] H. Ebrahimifar and M. Zandrahimi: Oxid. Met.,
84(2015), 329.
[7] H. Ebrahimifar and M. Zandrahimi: Oxid. Met.,
84(2015), 129.
[8] F. Üstel and S. Zeytin: Vacuum., 81(2006), 360.
[9] M. Bateni, S. Mirdamadi, F. Ashrafizadeh, J. Szpunar
and R. Drew: Surf. Coat. Tech., 139(2001), 192.
[10] C. Houngninou, S. Chevalier and J. Larpin: Appl.
Sur. Sci., 236(2004), 256.
[11] Y. Su, G. Hu, Z. Xu and J. Liu: Thermochim. Acta.,
506(2010), 67.
[12] R. Bianco and R. A. Rapp: J. the Electrochem. Soc.,
140(1993), 1181.
[13] M. Zandrahimi, J. Vatandoost and H. Ebrahimifar:
J. Mater. Eng. Perform., 21(2012), 2074.
[14] S. Chakraborty, S. Banerjee, K. Singh, I. Sharma, A.
Grover and A. Suri: J. Mater. Process. Tech., 207(2008),
240.
[15] H. Ebrahimifar and M. Zandrahimi: Oxid. Met.,
75(2011), 125.
[16] Z. D. Xiang and P. K. Datta: Surf. Coat. Tech.,
184(2004), 108.
[17] Z. D. Xiang and P. K. Datta: Acta Mater., 54(2006),
4453.
[18] N. A. Ei-Mahallawy, M. A. Taha, M. A. Shady, A.
N. Attia and W. Reif: Mater. Sci.
Tech., 13 (1997), 832.
[19] H. Tian, K.Zhou, Y. C. Zou, H. Cai, Y. M. Wang, J.
H. Ouyang and X. W. Li: Surf. Coat. Tech., 374(2019),
1051.
[20] Y. Wang, S. Feng, D. Liu, C. Zhang, J. Xu, C. Luo
and J. Suo: Surf. Coat. Tech., 330 (2017), 277.
[21] S. -W. Mao, H.-L. Huang and D. Gan: Surf. Coat.
Tech., 205(2010), 533.
[22] S. Guo, Z. Wang, L. Wang and K. Lu: Surf. Coat.
Tech., 258(2014), 329.
[23] R. Dutta, S. Majumdar, A. Laik, K. Singh, U. Kulkarni,
I. Sharma and G. Dey: Surf. Coat. Tech., 205(2011),
4720.
[24] Z. Zhan, Z. Liu, J. Liu, L. Li, Z. Li and P. Liao:
Appl. Surf. Sci., 256(2010), 3874.
[25] A. Bahadur, T. Sharma, N. Parida, A. Mukherjee
and O. Mohanty: J. Mater. Sci., 28(1993), 5375.
[26] Z. Zhan, Y. He, L. Li, H. Liu and Y. Dai: Surf. Coat.
Tech., 203(2009), 2337.
[27] Z. Xiang and P. Datta: Surf. Coat. Tech., 184(2004),
108.
[28] L. Cooper, S. Benhaddad, A. Wood and D. Ivey: J.
Power Sources., 184(2008), 220.
[29] M. Takeda, T. Onishi, S. Nakakubo and S. Fujimoto:
Mater. Trans., 50(2009), 2242.
[30] H. Ebrahimifar and M. Zandrahimi: Oxid. Met.,
84(2015), 329.
[31] S. Fontana, R. Amendola, S. Chevalier, P. Piccardo,
G. Caboche, M. Viviani, R. Molins and M. Sennour: J.
Power Sources., 171(2007), 652.
[32] N. Shaigan, W. Qu, D. G. Ivey and W. Chen: J. Power
Sources., 195(2010), 1529.
[33] K. A. Al-Hatab, M. Al-Bukhaiti and U. Krupp:
Appl. Surf. Sci, 318(2014), 275.
[34] H. Ebrahimifar and M. Zandrahimi: Ionics.,
18(2012), 615.
[35] B. Nikrooz, M. Zandrahimi and H. Ebrahimifar: J.
Sol Gel Sci. Tech., 63(2012), 286.
[36] F.Saeedpur, M. Zandrahimi and H. Ebrahimifar:
Corros. Sci., 153(2019), 200.
[37] S. Osgerby, K. Berriche-Bouhanek and H. Evans:
Mater. Sci. and Eng. A., 412(2005), 182.
1051.
[20] Y. Wang, S. Feng, D. Liu, C. Zhang, J. Xu, C. Luo
and J. Suo: Surf. Coat. Tech., 330 (2017), 277.
[21] S. -W. Mao, H.-L. Huang and D. Gan: Surf. Coat.
Tech., 205(2010), 533.
[22] S. Guo, Z. Wang, L. Wang and K. Lu: Surf. Coat.
Tech., 258(2014), 329.
[23] R. Dutta, S. Majumdar, A. Laik, K. Singh, U. Kulkarni,
I. Sharma and G. Dey: Surf. Coat. Tech., 205(2011),
4720.
[24] Z. Zhan, Z. Liu, J. Liu, L. Li, Z. Li and P. Liao:
Appl. Surf. Sci., 256(2010), 3874.
[25] A. Bahadur, T. Sharma, N. Parida, A. Mukherjee
and O. Mohanty: J. Mater. Sci., 28(1993), 5375.
[26] Z. Zhan, Y. He, L. Li, H. Liu and Y. Dai: Surf. Coat.
Tech., 203(2009), 2337.
[27] Z. Xiang and P. Datta: Surf. Coat. Tech., 184(2004),
108.
[28] L. Cooper, S. Benhaddad, A. Wood and D. Ivey: J.
Power Sources., 184(2008), 220.
[29] M. Takeda, T. Onishi, S. Nakakubo and S. Fujimoto:
Mater. Trans., 50(2009), 2242.
[30] H. Ebrahimifar and M. Zandrahimi: Oxid. Met.,
84(2015), 329.
[31] S. Fontana, R. Amendola, S. Chevalier, P. Piccardo,
G. Caboche, M. Viviani, R. Molins and M. Sennour: J.
Power Sources., 171(2007), 652.
[32] N. Shaigan, W. Qu, D. G. Ivey and W. Chen: J. Power
Sources., 195(2010), 1529.
[33] K. A. Al-Hatab, M. Al-Bukhaiti and U. Krupp:
Appl. Surf. Sci, 318(2014), 275.
[34] H. Ebrahimifar and M. Zandrahimi: Ionics.,
18(2012), 615.
[35] B. Nikrooz, M. Zandrahimi and H. Ebrahimifar: J.
Sol Gel Sci. Tech., 63(2012), 286.
[36] F.Saeedpur, M. Zandrahimi and H. Ebrahimifar:
Corros. Sci., 153(2019), 200.
[37] S. Osgerby, K. Berriche-Bouhanek and H. Evans:
Mater. Sci. and Eng. A., 412(2005), 182.
)