بررسی تجربی آثار خستگی حرارتی و بارگذاری خمشی ثابت بر واماندگی یک نمونة پوشش سد حرارتی

در این پژوهش واماندگی پوشش‌های سد حرارتی تحت تأثیر بارگذاری حرارتی سیکلی و بار مکانیکی ثابت به‌صورت تجربی بررسی شده است. آزمایش‌های تجربی روی نمونه‌هایی انجام‌شده است که از جنس آلیاژ اینکونل 617 بوده و با پوشش‌های سد حرارتی دولایة شامل پوشش پیوندی Ni22Cr10Al1Y و پوشش فوقانی ZrO2.8wt%Y2O3و به‌روش پاشش پلاسما در محیط هوا پوشش‌دهی شده‌اند. نمونه‌ها توسط یک دستگاه خستگی حرارتی که به‌طور خاص برای انجام آزمایش‌های این تحقیق طراحی و ساخته شده است، آزمایش شده‌اند. نمونه‌ها در شرایط بیشینة دمایی 1100 و 1170 درجة سانتی‌گراد و تحت بار خمشی که از طریق دستگاه به نمونه‌ها داده می‌شوند، آزمایش شده‌اند. نتایج با آزمایش‌هایی که بدون اعمال بار خمشی انجام شده است مقایسه شده است. در هر سیکل، زمان حرارت‌دهی نمونه‌ها تقریبا 10 دقیقه و زمان سردکردن آنها تقریبا 5 دقیقه بوده است. نتایج به‌دست‌آمده در این پژوهش، نشان داد که با بارگذاری‌های متفاوت، سازوکارهای تخریب پوشش‌های سد حرارتی تغییر می‌کند و طول عمر پوشش با افزایش درجه حرارت بیشینة سیکل به‌صورت نمایی کاهش پیدا می‌کند. همچنین افزایش بارگذاری مکانیکی بر کاهش طول عمر خستگی حرارتی پوشش‌های سد حرارتی نیز تأثیر قابل توجهی دارد.