Recubrimientos protectores para componentes de turbinas de aviación y de generación de energía depositados por proyección por plasma

Abstract

Coatings produced by aluminium diffusion, called aluminide are employed to increase the oxidation and corrosion resistance, increasing the life of Ni and Co base superalloys components at temperatures comprised between 900 and 1050ºC. Consequently these coatings are frequently employed in aeronautic and power generation turbines as well as in the chemical industry. Aluminides are industrially produced by pack cementation or CVD and recently it has been demonstrated that its resistance significantly increases when Cr is added (chrome-aluminides). During this work, a feasibility study has been carried out in order to determine if plasma spray can be employed for depositing this type of coatings on turbine blades. Therefore, aluminium and aluminium/chromium layers were deposited on Ni base IN100 superalloy specimens that were subsequently subjected to a diffusion heat treatment under Ar flow. Characterisation and analysis of the coatings were carried out by metallography , SEM and EDS. Cyclic oxidation tests were carried out at 1050º C while molten sulphate hot corrosion was performed at 900º C. The results of this preliminary study are promising and indicate that plasma spray can be developed as an industrial process for production of aluminide and chrome-aluminide coatings.<br><br>Los recubrimientos producidos por difusión de aluminio, llamados aluminuros, se emplean para aumentar la resistencia a la oxidación y a la corrosión, incrementando la vida de componentes fabricados con superaleaciones de níquel y cobalto a temperaturas comprendidas entre 900 y 1050º C. Por ello se emplean muy frecuentemente en turbinas aeronaúticas y de producción de energía y en la industria química. Los aluminuros se obtienen industrialmente mediante cementación o CVD y recientemente se ha demostrado que su resistencia aumenta significativamente cuando se añade cromo (cromoaluminuros). Durante el presente trabajo, se ha realizado un estudio de viabilidad para determinar si la proyección por plasma puede ser utilizada para la producción de estos recubrimientos sobre álabes de turbina. Así pues, se depositaron capas de aluminio y aluminio/cromo sobre probetas de la superaleción base níquel IN100 que a continuación fueron sometidas a un tratamiento térmico de difusión bajo flujo de argón. La caracterización y análisis de los recubrimientos producidos se llevó a cabo mediante técnicas metalográficas, microscopía electrónica de barrido y espectroscopía de dispersión de energía de rayos X. Se realizaron ensayos de oxidación cíclica a 1050ºC y de corrosión por sulfatos fundidos a 900ºC. Los resultados de este estudio preliminar han sido muy satisfactorios e indican que la proyección por plasma puede ser desarrollada como procedimiento industrial para la producción de recubrimientos aluminuros y cromoaluminuros.