مواد و ساخت پیشرفته

اخیراً فولادهای فریتی/مارتنزیتی (F/M[1]) به طور گسترده­ای در زمینه‌ نیروگاه­های حرارتی و انرژی هسته‌ای مورد استفاده قرار می­گیرند. در حالی که مقاومت اکسیداسیون ناکافی این فولادها در دمای بالا، کاربرد بیشتر آنها را محدود می­کند. بنابراین، توسعه یک روش موثر برای بهبود عملکرد این نوع فولادها بسیار ضروری است.

تاکنون آلیاژ آنتروپی بالا پایه FeCrNi به طور گسترده­ای به عنوان پوشش محافظ روی F/M استفاده می­شده است. با این حال، تحقیقات کمی در مورد خاصیت مقاومت به اکسیدانی در دمای بالای پوشش FeCrNiMnAl روی زیر لایه فولادی F/M وجود دارد و رفتار تکامل ریزساختار آن در محیط با دمای بالا گزارش نشده است.

در یک مطالعه جدید، پوشش FeCrNiMnAl روی F/M با نیروی اتصال بالا و پایداری ابعادی توسط روکش­کاری لیزری[2] تهیه شده است. نکته مهم این است که رفتار تکاملی اکسیداسیون دمای بالا پوشش FeCrNiMnAl برای اولین بار گزارش شده است. نتایج نشان داده است که مدول یانگ، سختی، میکروسختی و ضریب اصطکاک پوشش FeCrNiMnAl به ترتیب به 294.5 GPa ، 16.9 GPa، 510 HV و 0.341 می­رسد. میانگین نرخ‌های اکسیداسیون در طول 200 ساعت در دمای 550 ℃ زیرلایه فولادی F/M و پوشش FeCrNiMnAl نشان می دهد مقاومت اکسیداسیون F/M به مقدار زیادی بهبود یافته است.

همچنین نشان داده شده است مقاومت اکسیداسیون چشمگیر پوشش توسعه یافته شده را می­توان به تشکیل لایه‌های Al2O3 و Mn3O4 نسبت داد. نتیجه این تحقیق، چشم انداز امیدوارکننده برای درک عمیق رفتار تکامل دمای بالا پوشش ­های FeCrNiMnAl ارائه می­دهد.

منبع:

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0925838822035009