Registro fonte: Influência da temperatura de pré-aquecimento sobre a morfologia e ciclos térmicos de revestimentos YSZ

Influência da temperatura de pré-aquecimento sobre a morfologia e ciclos térmicos de revestimentos YSZ

High temperature resistant coatings, such as thermal barrier coatings (TBC), are composed of a ceramic layer (Top Coat) deposited on a metallic layer Bond Coat, these coatings are normally applied by thermal spray techniques to protect these components. In order to improve the coating properties, it...

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Autor principal:	Vanat, Karen Juliana
Formato:	Dissertação
Idioma:	Português
Publicado em:	Universidade Tecnológica Federal do Paraná 2017
Assuntos:	Revestimentos - Processos Aspersão térmica Oxidação Engenharia mecânica Coating processes Metal spraying Oxidation Mechanical engineering CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
Acesso em linha:	http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/1967
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id	riut-1-1967
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spelling	riut-1-19672017-02-15T05:01:27Z Influência da temperatura de pré-aquecimento sobre a morfologia e ciclos térmicos de revestimentos YSZ Influence of pre-heating temperature on the morphology and thermal cycles of YSZ coatings Vanat, Karen Juliana Pukasiewicz, Anderson Geraldo Marenda http://lattes.cnpq.br/8067497377630922 Pukasiewicz, Anderson Geraldo Marenda Lourençato, Luciano Augusto Paredes, Ramón Sigifredo Cortés Revestimentos - Processos Aspersão térmica Oxidação Engenharia mecânica Coating processes Metal spraying Oxidation Mechanical engineering CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA High temperature resistant coatings, such as thermal barrier coatings (TBC), are composed of a ceramic layer (Top Coat) deposited on a metallic layer Bond Coat, these coatings are normally applied by thermal spray techniques to protect these components. In order to improve the coating properties, it is necessary to analyze the influence of the different processing parameters on the performance of the coatings, for example, the preheating temperature of the substrate. The general objective of this research was to study the influence of preheating temperature of the substrate on the morphology and behavior of ytrria stabilized zirconia (YSZ) ceramic coatings, submitted to thermal cycles. The ceramic coating deposition was carried out by air plasma thermal spraying process (APS) on a Ni substrate.alloy pre-coated with a Bond Coat constituted of a Ni superalloy thermally sprayed by high velocity oxy-fuel process (HVOF). Preheating temperature influence was analyzed on the YSZ porosity, as well as the coating morphology, microhardness, tensile adhesion resistance and interface fracture toughness of the Top Coat, before and after thermal cycling oxidation tests. It was observed that increasing the preheating temperature decreases the YSZ porosity, improving the coating adhesion and microhardness increase. This pre heating temperature increase promoted a greater fracture toughness on the YSZ/Bond Coat interface. The cyclic oxidation reduced the porosity of the Top Coat and promoted some metallurgical changes on the Bond Coat, resulting in the fracture toughness increase in the Top Coat/Bond Coat interface. This effect was more pronounced on samples with minor substrate preheating temperature. Revestimentos resistentes à elevadas temperaturas, como os revestimentos do tipo barreira térmica (TBC), são compostos por uma camada cerâmica superior (Top Coat) sobre um revestimento de ligação metálico (Bond Coat), e são normalmente aplicados por aspersão térmica para a proteção de componentes de turbinas. Para que o revestimento aplicado a estes componentes seja eficiente, é preciso analisar os fatores influentes sobre o desempenho dos revestimentos, como por exemplo, a temperatura de pré-aquecimento do substrato. O objetivo geral deste trabalho foi estudar a influência da temperatura de pré-aquecimento do substrato sobre a morfologia e comportamento de revestimentos cerâmicos de zircônia estabilizada com ítria (YSZ), submetidos a ciclos térmicos de aquecimento seguido de resfriamento forçado. A aplicação do revestimento cerâmico foi realizada pelo processo de aspersão térmica a plasma ao ar (APS), sobre substrato de uma liga de Ni previamente revestido, por um Bond Coat constituído de uma superliga de níquel aspergida termicamente pelo processo de chama de alta velocidade (HVOF). Analisou-se a influência da temperatura de pré-aquecimento do substrato (Bond Coat) sobre a porosidade, morfologia, microdureza, bem como a aderência e tenacidade à fratura da interface do revestimento Top Coat antes e após os ensaios de ciclos térmicos de oxidação. Observou-se que o aumento da temperatura de pré-aquecimento promoveu uma diminuição da porosidade do revestimento, bem como um aumento da aderência e uma maior microdureza do revestimento. A maior temperatura de pré-aquecimento promoveu também um aumento da tenacidade à fratura na interface metal/cerâmica. Observou-se que a oxidação cíclica promoveu a sinterização do revestimento Top Coat e alterações na microestrutura do revestimento Bond Coat, resultando na diminuição da porosidade e consequente aumento da tenacidade à fratura da interface Top Coat/Bond Coat. Este efeito foi mais pronunciado para as amostras de menor temperatura de pré-aquecimento do substrato. 2017-02-14T18:30:10Z 2017-02-14T18:30:10Z 2015-09-03 masterThesis VANAT, Karen Juliana. Influência da temperatura de pré-aquecimento sobre a morfologia e ciclos térmicos de revestimentos YSZ. 2015. 109 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa, 2015. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/1967 por openAccess application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Ponta Grossa Brasil Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica UTFPR
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description	High temperature resistant coatings, such as thermal barrier coatings (TBC), are composed of a ceramic layer (Top Coat) deposited on a metallic layer Bond Coat, these coatings are normally applied by thermal spray techniques to protect these components. In order to improve the coating properties, it is necessary to analyze the influence of the different processing parameters on the performance of the coatings, for example, the preheating temperature of the substrate. The general objective of this research was to study the influence of preheating temperature of the substrate on the morphology and behavior of ytrria stabilized zirconia (YSZ) ceramic coatings, submitted to thermal cycles. The ceramic coating deposition was carried out by air plasma thermal spraying process (APS) on a Ni substrate.alloy pre-coated with a Bond Coat constituted of a Ni superalloy thermally sprayed by high velocity oxy-fuel process (HVOF). Preheating temperature influence was analyzed on the YSZ porosity, as well as the coating morphology, microhardness, tensile adhesion resistance and interface fracture toughness of the Top Coat, before and after thermal cycling oxidation tests. It was observed that increasing the preheating temperature decreases the YSZ porosity, improving the coating adhesion and microhardness increase. This pre heating temperature increase promoted a greater fracture toughness on the YSZ/Bond Coat interface. The cyclic oxidation reduced the porosity of the Top Coat and promoted some metallurgical changes on the Bond Coat, resulting in the fracture toughness increase in the Top Coat/Bond Coat interface. This effect was more pronounced on samples with minor substrate preheating temperature.
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