Skip to main content
SUPERVISOR
Mehdi Salehi,Kaivan Raissi
مهدی صالحی (استاد راهنما) کیوان رئیسی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Mohammad mehdi Verdian rizi
محمد مهدی وردیان ریزی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1389

TITLE

Evaluation of corrosion behavior of Ni-Si intermetallic coatings produced by HVOF thermal spraying process
The goal of this study is to investigate corrosion behavior of Ni-Si intermetallic coatings produced by HVOF (high velocity oxy-fuel) spraying of ? 1 -Ni 3 Si and ?-Ni 2 Si intermetallic powders. In this regard, 420 stainless steel was used as substrate. The results showed that the phase composition of coating produced from ? 1 -Ni 3 Si was composed of Ni(Si) supersaturated solid solution and Ni 5 Si 2 phase while ?-Ni 2 Si phase was preserved during spraying. The phase evolutions were discussed in relation to congruent and non-congruent melting of intermetallic compounds. Tafel polarization tests were performed in 5 and 70% H 2 SO 4 solution at 25 and 75°C. All coatings exhibited an active-passive behavior. Here, ?-Ni 2 Si coatings showed lower corrosion rate. In 70% sulphuric and at 75°C, corrosion potential and cathodic Tafel slope values decreased due to hydrogen depolarization (for all samples). Corrosion behavior of Ni 2 Si coatings and bulk materials was investigated in 5 and 65% nitric acid at 25 and 75°C. In 5% nitric acid, Ni 2 Si coatings and bulk materials showed an active-passive behavior while in 65% nitric acid a spontaneous passivation was observed (the passivation occurred at open circuit potential). By the way, as nitric acid concentration increased, the corrosion potential value significantly increased while corrosion rate decreased. The change in polarization behavior was discussed using mixed-potential theory. The active behavior of coatings was related to Ni dissolution while passive behavior was due to SiO 2 passive film. Keywords: Corrosion, Coating, HVOF thermal spraying, Ni-Si intermetallic compounds, Sulphuric acid, Nitirc acid
هدف از پژوهش حاضر، ارزیابی رفتار خوردگی پوشش های بین فلزی نیکل- سیلیسیم حاصل از پاشش حرارتی HVOF پودرهای بین فلزی ? 1 -Ni 3 Si و ?-Ni 2 Si است. در این رابطه، از فولاد زنگ نزن 420 به عنوان زیرلایه استفاده شد. نتایج مشخصه یابی پوشش ها نشان داد که ترکیب فازی پوشش های حاصل از پاشش پودر ? 1 -Ni 3 Si حاوی محلول جامد فوق اشباع نیکل- سیلیسیم و فاز بین فلزی Ni 5 Si 2 است. این در حالی است که ترکیب فازی پودر ?-Ni 2 Si حین پاشش حفظ شد و تنها فاز ?-Ni 2 Si در ریزساختار پوشش های حاصل از آن حضور داشت. تغییرات فازی حین پاشش حرارتی با در نظرگرفتن ذوب متجانس یا غیرمتجانس ترکیبات بین فلزی مورد بررسی قرار گرفت. آزمون های پلاریزاسیون تافل و طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی در محیط های اسید سولفوریک 5 و 70% و در دماهای 25 و C°75 انجام شد. تمامی پوشش ها در محیط اسید سولفوریک یک رفتار فعال- رویین از خود نشان دادند. در این رابطه، سرعت خوردگی پوشش Ni 2 Si کمتر از سرعت خوردگی پوشش حاصل از پاشش پودر Ni 3 Si بود. در شرایط پتانسیل مدار باز، تنها یک حلقه خازنی مربوط به فرایندهای انتقال بار در فرکانس های پایین در منحنی های ناکوئیست پوشش ها در محیط اسید سولفوریک مشاهده شد. در اسید سولفوریک 70% و در دمای C°75 به خاطر وقوع پدیده دپلاریزاسیون هیدروژن، پتانسیل خوردگی افزایش و شیب تافل کاتدی کاهش یافت (برای زیرلایه و هر دو پوشش). رفتار خوردگی پوشش و نمونه بالک Ni 2 Si در محیط های اسید نیتریک 5 و 65% و در دماهای 25 و C°75 نیز بررسی شد. در اسید نیتریک 5%، پوشش و نمونه بالک Ni 2 Si یک رفتار فعال- رویین از خود نشان دادند در حالی که در اسید نیتریک 65%، رویین شدن خودبه خودی (رویین شدن در شرایط پتانسیل مدار باز) رخ داد. ضمنا، در اسید نیتریک 65%، پتانسیل خوردگی به طور قابل ملاحظه ای افزایش و سرعت خوردگی به شدت کاهش یافت. تغییر در رفتار پلاریزاسیونی با توجه به تئوری پتانسیل مختلط بررسی شد. در محیط اسید نیتریک 5% و در شرایط پتانسیل مدار باز، یک حلقه خازنی مربوط به فرایندهای انتقال بار و یک القاگر مربوط به فرایندهای جذب در منحنی های نایکوئیست پوشش و نمونه بالک Ni 2 Si مشاهده شد. در اسید نیتریک 65% نیز تنها یک حلقه خازنی در فرکانس های بالا مشاهده شد که مربوط به تشکیل لایه رویین بود. نتایج آزمون مت- شاتکی نشان داد که در محیط های اسید سولفوریک و اسید نیتریک، لایه رویین تشکیل شده روی پوشش و نمونه بالک Ni 2 Si یک نیمه رسانای از نوع p با غلظت نواقص در حدود 10 20 تا cm -3 10 22 است. رفتار فعال پوشش های نیکل سیلیسیم در حین پلاریزاسیون آندی در محیط های اسید سولفوریک و نیتریک، به انحلال نیکل و رفتار رویین آنها به تشکیل لایه رویین SiO 2 نسبت داده شد. کلیدواژه ها: ، خوردگی، پوشش، پاشش حرارتی HVOF، ترکیبات بین فلزی نیکل- سیلیسیم، اسید سولفوریک، اسید نیتریک

ارتقاء امنیت وب با وف بومی