BADANIA WERYFIKACYJNE NOWOCZESNYCH TECHNOLOGII ZWIEKSZAJACYCH TRWALOSC ELEMENTOW SILNIKOW STOSOWANYCH W EUROPEJSKIM PRZEMYSLE LOTNICZYM

摘要

Procesy otrzymywania powlok dyfuzyjnych stosowane sa od ponad pol wieku i stanowia oplacalny sposob zwiekszania odpornosci na korozje i utlenianie stopow, przez wzbogacenie ich warstwy wierzchniej w pierwiastki takie jak np. Al, Si czy Cr. Powloki aluminidkowe sa stosowane na szeroka skale, jako ochrona lopatek kierujacych oraz wirujacych wykonanych z nadstopow niklu, pracujacych w goracej czesci turbin gazowych, w celu zwiekszenia ich odpornosci na utlenianie oraz korozje. Wzrost trwalosci lub temperatury pracy lopatek turbin umozliwiaja powlokowe bariery cieplne (Thermal Barrier Coatings - TBC) stanowiace system powlok skladajacych sie z zewnetrznej powloki tlenku cyrkonu stabilizowanego tlenkiem itru (ZrO_2 - Y_2O_3) o bardzo niskim wspolczynniku przewodnictwa cieplnego (~1 W-m~(-1)-K~(-1)) oraz dyfuzyjnej miedzywarstwy aluminidkowej modyfikowanej platyna. Ze wzgledu na wysoki koszt platyny poszukuje sie tanszej alternatywy, ktora moze byc np. pallad. W artykule scharakteryzowano aspekty technologiczne oraz badawcze zwiazane z rozwojem pokryc ochronnych stosowanych na lopatkach turbin nowoczesnych silnikow lotniczych. Przedstawiono wyniki badan realizowanych w Zakladzie Badan Wlasciwosci i Struktury Materialow Instytutu Metalurgii Zelaza we wspolpracy z przemyslem lotniczym, Politechnika Slaska oraz osrodkami zagranicznymi - DLR German Aerospace Center i Fraunhofer IST, majacych na celu opracowywanie nowych parametrow technologicznych wytwarzania powlok oraz okreslenie ich wplywu na sklad chemiczny, mikrostrukture oraz wlasciwosci mechaniczne powlok i stopow. Bardzo silny nacisk w pracach badawczych realizowanych w IMZ kladzie sie na procesy wzrostu i degradacji zarowno powlok zaroodpornych jak i stopow zarowy trzy malych na skutek utleniania wysokotemperaturowego i korozji. Jednym z zasadniczych problemow, na jaki napotyka sie w ocenie wplywu powlok na ich wlasciwosci ochronne jest wyjasnienie mechanizmu oddzialywania pierwiastkow na poziomie substruktury. Wyjasnienie zagadnien zwiazanych z procesami wzrostu i degradacji powlok, zachodzacymi w skali mikro i nano mozliwe jest dzieki osiagnieciom w rozwoju nowoczesnej aparatury badawczej, a w szczegolnosci mikroskopii elektronowej.