Optimizing the conditions of double electron beam remelting in the process of preparing TBC

Tepelné bariéry (TBC) sa bežne používajú v oblasti povrchových úprav pre vysokoteplotné aplikácie ako sú letecké turbíny. Zvyčajne sú tvorené dvomi typmi povlakov, vrchným keramickým a kovovým CoNiCrAlY povlakom, ktorý bol nanesený na niklovú zliatinu Inconel 718 pomocou metód HVOF a CGDS. Tento kovový povlak bol následne pretavený pomocou elektrónového lúča do hĺbky približne 100 m, čo viedlo k odstráneniu defektov vo vrstve a na medzifázovom rozhraní. Primárnym cieľom tejto práce bolo preskúmať vplyv vstupných parametrov použitých na pretavenie elektrónovým lúčom, vrátane viacnásobného pretavenia na mikroštruktúrne a fázové zmeny či na konečný stav povlakov. Bola vyhodnotená veľkosť pórovitosti vrstiev a príslušná drsnosť povrchu. Skenovacia elektrónová mikroskopia a analýza röntgenovej difrakcie boli vykonané za účelom charakterizácie fázovej modifikácie pred a po pretavení elektrónovým lúčom. Výsledky preukázali, že viacnásobný proces pretavovania zlepšil vlastnosti povlaku z hľadiska pórovitosti, hladšieho povrchu, pevnosti a chemickej homogenity. V neposlednom rade táto štúdia demonštruje, že aj metóda CGDS predstavuje zaujímavú a sľubnú alternatívu pre ich výrobu.Thermal barrier coatings (TBCs) are commonly used for thermal protection of components in modern gas turbine application and typically consisting of ceramic top coat and CoNiCrAlY bond coat (BC), both thermally sprayed. Nanostructured CoNiCrAlY bond coatings were deposited onto Ni-based alloy (Inconel 718) by both HVOF and CGDS spraying techniques. Subsequently the deposits were remelted by electron beam up to depth of about 100 m which resulted in removal of defects on the substrate to the bond coat interface. The primary objective of this thesis was to investigation of the influence of parameters used for EB remelting, including multiple remelting on the microstructural changes, phase modification and final state of the coatings. The amount of porosity in the coatings and surface roughness has been evaluated. Scanning electron microscopy and X-Ray diffraction were performed in order to characterize the phase modification before and after the applied treatment. The results indicated that multiple remelting process improved the coating properties in terms of porosity, smooth surface, strength and chemical homogeneity and at last but not least this study demonstrate that low-temperature processing of CoNiCrAlY bond coat represents an interesting and promising alternative for their manufacturing.