Comparison of the oxidation behavior and microstructural evolution of NiCoCrAlY coatings processed via HVOF and APS

Résumé

Cette étude approfondie examine le comportement d'oxydation à haute température des revêtements NiCoCrAlY déposés par les techniques de projection par oxycombustion à haute vitesse (HVOF) et de projection plasma atmosphérique (APS). Le comportement à l'oxydation de deux revêtements NiCoCrAlY, traités par APS et HVOF, a été examiné à haute température pendant une durée allant jusqu'à 500 heures. Les revêtements NiCoCrAlY ont été déposés sur des plaques en acier inoxydable 304. Les deux revêtements ont été déposés par PRAXAIR Surface Technologies pour cette enquête spécifique, en utilisant de la poudre NiCoCrAlY également fournie par PRAXAIR©. Les revêtements HVOF et APS, aussi bien à l'état enrobé que traités thermiquement, ont été oxydés pendant des périodes allant jusqu'à 500 heures à 1050 °C et 1150 °C en utilisant différents tests d'isotherme, interrompus et thermogravimétriques. L'étude a révélé que le taux d'oxydation des revêtements APS était indépendant de l'épaisseur, tandis que celui des revêtements HVOF augmentait avec l'épaisseur en raison d'une plus grande oxydation interlamellaire. Les spécimens APS d'une épaisseur inférieure à 60 μm ont subi une défaillance chimique intrinsèque (InCF) en raison de la consommation d'Al pour former Al2O3. Après 240 heures d'oxydation à haute température, le gain de masse de l'échantillon épais était neuf fois supérieur à celui du matériau coulé. Le taux d'oxydation des échantillons HVOF et APS suivait une loi de puissance avec un exposant proche de 3. Les défaillances InCF et MICF ont été observées pour les échantillons HVOF d'une épaisseur supérieure à 55 μm, tandis que les échantillons plus fins n'étaient sensibles qu'à l'InCF en raison de l'absence de décollement de l'oxyde. Par conséquent, l'intrusion d'oxyde et le décollement d'oxyde sont centraux dans la défaillance de l'Al2O3 et la durée de vie des produits NiCoCrAlY. Le revêtement HVOF a montré une résistance à l'oxydation médiocre par rapport au revêtement APS. L'analyse expérimentale a révélé des résultats critiques sur les transformations de phase, le gain de masse, la cinétique et les mécanismes d'oxydation, ainsi que sur la formation et le comportement de la couche TGO. L'étude souligne l'importance d'optimiser les techniques de dépôt et les processus de traitement thermique pour améliorer l'intégrité microstructurale et les performances des revêtements dans des environnements à haute température.

Date	8 mai 2025
langue originale	Anglais américain
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Philippe Bocher (Directeur(-trice)) & Damien Texier (Codirecteur(-trice))