The Effect of Aluminizing Nb Refractory Metal Surface on Increasing Oxidation Resistance


Creative Commons License

Köymen Çağar P.

International Journal of Scientific and Technological Research, vol.5, pp.88-95, 2019 (Refereed Journals of Other Institutions)

  • Publication Type: Article / Article
  • Volume: 5
  • Publication Date: 2019
  • Doi Number: 10.7176/jstr/5-10-12
  • Title of Journal : International Journal of Scientific and Technological Research
  • Page Numbers: pp.88-95

Abstract

Abstract
In order to increase oxidation resistance of Nb refractory metal, Aluminizing and Aluminizing + Siliconizing with co-deposition were applied to its surface through the method of Halide-activated pack cementation (HAPC). The characterization of diffusion coating was conducted via the analyses of SEM, XRD, and EDS. After that, oxidation tests were conducted, and the effect of coating on oxidation resistance was examined. As a result, according to XRD analysis, it was found that there were Nb5Si3 phase structures in both coatings. In addition to this, Nb5Si3 and Nb3Si phases emerged in co-deposition coating. Protective NbSi2 phase was not observed because an activator with fluoride was used but an activator with chloride was not. Both methods increased the oxidation resistance of Nb. However, it was observed that the target value which was “metal loss of 25μm at 1300°C 100 hours after oxidation” was not obtained only through cementation aluminizing process. We are indebted to TUBİTAK for their support.
Keywords: Refractory metals, oxidation, pack cementation, co-deposition, aluminizing

Öz

Niyobyum (Nb) refrakter metalinin oksitlenme direncinin artırılması amacıyla yüzeye Halide-activated pack cementation (HAPC) yöntemi ile Alüminyumlama ve ortak biriktirme ile Alüminyumlama + Silisyumlama uygulanmıştır. SEM, XRD ve EDS analizleri ile difüzyon kaplamanın karakterizasyonu yapılmıştır. Ardından oksidasyon testleri yapılmış, kaplamanın oksitlenme direncine olan etkisi incelenmiştir. Sonuç olarak, XRD analizine göre, her iki tür kaplamada NbAl3 faz yapısı görülmüştür. Buna ek olarak ortak biriktirme tipi kaplamalarda, Nb5Si3 ve Nb3Si fazları da meydana gelmiştir. Florürlü aktivatör kullanıldığı, klorürlü aktivatör kullanılmadığı için koruyucu NbSi2 fazı görülmemiştir. Her iki yöntem de Nb’un oksidasyon direncini arttırmıştır. Fakat hedeflenen değer olan “oksidasyondan 100 saat sonra 1300°C'de 25μm metal değerinin kaybı”na sadece sementasyon alüminizasyon işlemi ile ulaşılamadığı görülmüştür. Bu çalışmaya destek sağlayan TÜBİTAK’ a teşekkür ederiz.

Anahtar kelimeler: Refrakter metaller, oksidasyon, kutu sementasyon, ortak biriktirme, alüminyumlama