Oxidation/carburization behavior of high temperature alloys

Abstract

الهدف من هذه الرسالة هو اكتشاف سلوك سبيكتين حديثتين تحت تأثير بيئة مكونة من غازات مؤكسدة ومكربنة . وهاتين السبيكتين هما (هاينز 214) وهي مكونة أساساً من عنصر النيكل ، والسبيكة الأخرى (إنكولوي 803) والمكون الأساسي لها هو عنصر الحديد . وتتضمن الدراسة تعريض العينات لثلاث ظروف مختلفة عند درجة حرارة 800 درجة مئوية . هذه الظروف تتفاوت من حالة أكسدة نقية إلى حالة كربنة وذلك باستخدام خليط غاز من ميثان وهيدروجين محتوياً على جزيئات من الأوكسجين . وسيكون تقييم أداء هذه السبائك بناءً على اكتسابها للوزن الإضافي جراء تفاعلها مع الغازات الموجودة في البيئة المعرضة لها ، والسبيكة الأفضل هي التي تكتسب وزناً أقل . وتم استخدام العديد من الأجهزة التحليلية في هذا البحث لتوضيح أسباب اكتساب الوزن . وبعد التحليل والدراسة اتضح أن السبيكة الأولى (هاينز 214) هي الأفضل عند تعريضها لبيئة مؤكسدة نقية . وهذا بسبب مقدرتها على تكوين طبقة "أكسيد الألومونيوم" التي تمنع أي تفاعلات من الغازات الموجودة في البيئة ، ويعزى هذا إلى احتواء السبيكة على تركيز عالي من عنصر الألومونيوم . وأكسيد الألومونيوم ينمو بصورة أبطأ من تلك التي ينمو بها أكسيد الكروميوم الذي يتكون على السبيكة الثانية (إنكولوي 803) . وفي حالة تعريض هاتين السبيكتين إلى بيئة مكربنة تحتوي على جزيئات من الأوكسجين نجد أن سبيكة (إنكولوي 803) تكون هي الأفضل وذلك لمقدرتها على إيجاد طبقة عازلة من أكسيد الكروميوم التي تحمي السبيكة من التفاعل مع الكربون . بينما نجد أن سبيكة (هاينز 214) في هذه الحالة لم تستطع تكوين طبقة أكسيد عازلة تحميها من التفاعل مع الغازات الموجودة في البيئة . وفي المرحلة الأخيرة من هذا البحث تم تعريض هاتين السبيكتين لبيئة تحتوي على بخار ماء وميثان وهيدروجين لإيضاح دور الأوكسجين في الحماية من تفاعل المواد مع البيئة المحيطة . ولقد اتضح أن زيادة الأوكسجين في هذه البيئة مفيدة حيث أنها ساعدت على إيجاد أكاسيد عازلة للسبيكتين للتقليل من تفاعل المواد مع جزيئات الغازات الموجودة في البيئة عند درجات الحرارة العالية .