Layered Structure of CoCrAlY/ZrSiO4/Al2O3 Coatings Before and After Thermal Treatment

Abstract

У роботі щільні покриття CoCrAlY/ZrSiO4/Al2O3 були підготовлені на підкладках із суперсплавів на основі нікелю за допомогою нового багатокамерного газодинамічного прискорювача. Покриття піддавали термічній обробці у вакуумі при температурі 950 °С протягом 2 годин. Для аналізу хімічного складу використовували скануючий мікроскоп з мікрозондом EDX. Аналіз структурних змін, в основному з точки зору пористості, проводили за допомогою оптичного мікроскопа. Вимірювання мікротвердості покриття проводили за допомогою мікротвердоміра DM-8B з використанням пірамідки Вікерса при навантаженні 50 г. Встановлено, що термічна обробка позитивно впливає на мікроструктуру і мікротвердість покриття. Покриття CoCrAlY/ZrSiO4/Al2O3 після термічної обробки суцільні, без тріщин і добре пов’язані з підкладкою. Відсутність пор на межах розділу між різними шарами свідчить про хорошу адгезії між ними. Термічна обробка призвела до підвищення твердості покриття.

In work, dense CoCrAlY/ZrSiO4/Al2O3 coatings have been prepared on nickel based superalloy substrates by a new multi-chamber gas-dynamic accelerator. The coatings were subjected to thermal treatment in vacuum at a temperature of 950 °C for 2 hours. Scanning microscope with an EDX microprobe was used to analyze the chemical composition. Analysis of structural changes, mainly from the aspect of porosity, was also carried out using an optical microscope. Measurement of the microhardness of coatings was done with a microhardness tester DM-8B using a Vicker’s hardness tester at a test load of 50 g. A positive impact of thermal treatment on the coating microstructure and microhardness was observed. The CoCrAlY/ZrSiO4/Al2O3 coatings after thermal treatment were observed to be continuous, without cracks, and well bonded with the substrate. The absence of discontinuities in the interfaces among the different layers was indicative of good adhesion between them. Thermal treatment resulted in an increase in the coating hardness.