Visokotemperaturna oksidacija z aluminizacijo v zasipu ali s sol-gel postopkom obdelanih FeCrAl zlitinBrguljan, Nana (Avtor) Karpe, Blaž (Mentor) zlitine FeCrAlaluminizacija v zasipusol-geloksidne prevlekemeritve električne upornostiZlitine železa, kroma in aluminija, poznane pod tržnim imenom Kanthal (A1, APM, AF, D, E), se uporabljajo za elektrouporovne grelce in konstrukcijske elemente, izpostavljene visokim temperaturam. Njihova odpornost proti visokotemperaturni oksidaciji je povezana z nastankom aluminijevega oksidnega filma na površini zlitine, ki je praktično neprepusten za kisik in zato ščiti zlitino pred nadaljnjo oksidacijo. Kljub dobri odpornosti proti visokotemperaturni oksidaciji pa je lahko njihova življenjska doba omejena, če so izpostavljene hitrim cikličnim visokotemperaturnim obremenitvam. Ker pri izdelavi teh zlitin ne moremo poljubno povečevati deleža aluminija, saj pri deležu Al nad 7,5 mas.% zaradi vse večje krhkosti teh zlitin ne moremo več valjati v trak ali vleči v žico, je bil glavni cilj naše raziskave ugotoviti, ali je mogoče povečati koncentracijo aluminija samo v podpovršinski plasti izdelka. S tem bi podaljšali sposobnost obnavljanja oksidne plasti in posledično življenjsko dobo izdelka. V ta namen smo zlitine modificirali s postopkoma aluminizacije v zasipu (ang. pack aluminization) in potapljanja v sol-gela Al2O3 in SiO2. Pri klasični aluminizaciji v zasipu se na površini zlitin (jekla, nikljeve superzlitine) tvorijo aluminidne plasti, ki so odporne na nekatere agresivne atmosfere, pri potapljanju v sol-gele pa se na površini tvorijo oksidne plasti že pri razmeroma nizkih temperaturah (< 200 °C) in bodisi ščitijo material pred nadaljnjo oksidacijo ali spreminjajo fizikalne lastnosti površine. Ker se je v predhodnih raziskavah izkazalo, da nastanek aluminidnih faz na površini negativno vpliva na življenjsko dobo visokotemperaturno ciklično obremenjenih zlitin FeCrAl, smo aluminizacijo v zasipu prilagodili tako, da se je v podpovršinski plasti z Al obogatila le trdna raztopina ?-FeCrAl. Ugotavljamo, da je to mogoče, če se kot vir aluminija v zasipu uporablja predzlitina AlFe ter prilagodi temperaturni režim toplotne obdelave. V delu so opisani vpliv deleža predzlitine AlFe v zasipu in vpliv temperaturnega režima žarjenja na debelino modificirane plasti in koncentracijski gradient aluminija v njej ter njun vpliv na spremembo električne upornosti zlitine. V drugem delu naloge smo raziskovali vpliv deleža plastifikatorja T4 (2,4,6,8-tetrametil-2,4,6,8-tetrakis[2-(dietoksimetilsilil)etil]ciklotetrasiloksana), temperature sušenja in tehnoloških parametrov na tvorbo oksidne plasti, s potopno metodo nanesenih sol-gelov Al2O3 in SiO2. Opisana sta sinteza sol-gelov ter postopek nanašanja s potopno metodo. V vseh primerih se je sicer tvorila tanka oksidna plast, ki pa je bila vedno vsaj delno razpokana. Opisani so problemi pri nanašanju sol-gelov ter predlagane izboljšave.N. Brguljan20232023-12-23 09:00:11Magistrsko delo/naloga153372UDK: 669VisID: 98037COBISS_ID: 180658179sl