Revestimentos resistentes à elevadas temperaturas, como os revestimentos do tipo barreira térmica (TBC), são compostos por uma camada cerâmica superior (Top Coat) sobre um revestimento de ligação metálico (Bond Coat), e são normalmente aplicados por aspersão térmica para a proteção de componentes de turbinas. Para que o revestimento aplicado a estes componentes seja eficiente, é preciso analisar os fatores influentes sobre o desempenho dos revestimentos, como por exemplo, a temperatura de pré-aquecimento do substrato. O objetivo geral deste trabalho foi estudar a influência da temperatura de pré-aquecimento do substrato sobre a morfologia e comportamento de revestimentos cerâmicos de zircônia estabilizada com ítria (YSZ), submetidos a ciclos térmicos de aquecimento seguido de resfriamento forçado. A aplicação do revestimento cerâmico foi realizada pelo processo de aspersão térmica a plasma ao ar (APS), sobre substrato de uma liga de Ni previamente revestido, por um Bond Coat constituído de uma superliga de níquel aspergida termicamente pelo processo de chama de alta velocidade (HVOF). Analisou-se a influência da temperatura de pré-aquecimento do substrato (Bond Coat) sobre a porosidade, morfologia, microdureza, bem como a aderência e tenacidade à fratura da interface do revestimento Top Coat antes e após os ensaios de ciclos térmicos de oxidação. Observou-se que o aumento da temperatura de pré-aquecimento promoveu uma diminuição da porosidade do revestimento, bem como um aumento da aderência e uma maior microdureza do revestimento. A maior temperatura de pré-aquecimento promoveu também um aumento da tenacidade à fratura na interface metal/cerâmica. Observou-se que a oxidação cíclica promoveu a sinterização do revestimento Top Coat e alterações na microestrutura do revestimento Bond Coat, resultando na diminuição da porosidade e consequente aumento da tenacidade à fratura da interface Top Coat/Bond Coat. Este efeito foi mais pronunciado para as amostras de menor temperatura de pré-aquecimento do substrato. / High temperature resistant coatings, such as thermal barrier coatings (TBC), are composed of a ceramic layer (Top Coat) deposited on a metallic layer Bond Coat, these coatings are normally applied by thermal spray techniques to protect these components. In order to improve the coating properties, it is necessary to analyze the influence of the different processing parameters on the performance of the coatings, for example, the preheating temperature of the substrate. The general objective of this research was to study the influence of preheating temperature of the substrate on the morphology and behavior of ytrria stabilized zirconia (YSZ) ceramic coatings, submitted to thermal cycles. The ceramic coating deposition was carried out by air plasma thermal spraying process (APS) on a Ni substrate.alloy pre-coated with a Bond Coat constituted of a Ni superalloy thermally sprayed by high velocity oxy-fuel process (HVOF). Preheating temperature influence was analyzed on the YSZ porosity, as well as the coating morphology, microhardness, tensile adhesion resistance and interface fracture toughness of the Top Coat, before and after thermal cycling oxidation tests. It was observed that increasing the preheating temperature decreases the YSZ porosity, improving the coating adhesion and microhardness increase. This pre heating temperature increase promoted a greater fracture toughness on the YSZ/Bond Coat interface. The cyclic oxidation reduced the porosity of the Top Coat and promoted some metallurgical changes on the Bond Coat, resulting in the fracture toughness increase in the Top Coat/Bond Coat interface. This effect was more pronounced on samples with minor substrate preheating temperature.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.utfpr.edu.br:1/1967 |
| Date | 03 September 2015 |
| Creators | Vanat, Karen Juliana |
| Contributors | Pukasiewicz, Anderson Geraldo Marenda, Pukasiewicz, Anderson Geraldo Marenda, Lourençato, Luciano Augusto, Paredes, Ramón Sigifredo Cortés |
| Publisher | Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, UTFPR, Brasil |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UTFPR, instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná, instacron:UTFPR |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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