Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Aging of FeCrAl Surface Coatings
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Materials Science and Engineering.
2019 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesis
Abstract [en]

This Thesis is about the aging of FECRAL surface coatings. In this thesis various substrates have been investigated such as 16 Mo3, 304, 347, Sanicro 31, 800HT, Nikrothal 80 and Kanthal APMT. These substrates have been coated with different FeCrAl alloys, using two different coating methods spraying with (High Velocity Air Force) and welding with (Metal Inert Gas).

The purpose of coating is to achieve specific properties of the layer without affecting the original properties of the substrate. Therefore, it is important to investigate the boundary layer between these two different materials to observe how the interdiffusion of different substances such as Cr, Al, Fe and C is affected, which is the purpose of this project.

The method used to investigate this purpose was to expose these combinations in different temperatures and in different environments for different time intervals. Then, using LOM, SEM and EDS analysis, the change that the boundary layers have undergone is examined. Some calculations in DICTRA have also been performed to see if it was possible to find any connection between experimental data and simulation results.

The result showed carburization of FeCrAl-coatings on 16Mo3 substrates which can lead to deterioration of mechanical properties in the substrates but also decreased corrosion resistance for the coated layers. The result has also shown that it is difficult to perform spraying for small cylindrical products. The reason for this may be the high powder dispersion and the expansion of certain products when spraying, which causes the layer to loosen due to the shrinkage followed by cooling. APMT sprayed with Nikrothal 80 has shown high porosity in the substrates and high interdiffusion of Fe and Ni. High Ni diffusion in low Al alloys such as K 198 may be a reason why the coated layer cannot optimally form the protective oxide.

Abstract [sv]

Detta projekt handlar om åldring av FECRAL ytbeläggningar. I den här avhandlingen så har olika substrat blivit undersökta såsom 16Mo3, 304, 347, Sanicro 31, 800HT, Nikrothal 80 och Kanthal APMT. Dessa substrat har blivit belagda med olika FeCrAl legeringar, med hjälp av två olika beläggningsmetoder, påsprutning (High Velocity Air Force) och påsvetsning (Metal Inert Gas).

Syftet med att materialet beläggs är att uppnå specifika egenskaper utan att påverka substratens ursprungliga egenskaper. Det är därför viktigt att undersöka gränsskiktet mellan dessa två olika material för att se hur interdiffusionen av olika element såsom Cr, Al, Fe och C påverkas av värmebehandling.

Metoden som användes för att undersöka detta var att exponera dessa kombinationer i olika temperaturer och i olika miljöer för olika tidsintervall. Därefter med hjälp av LOM, SEM och EDS analys undersöktes förändringen som gränsskikten har genomgått. Några beräkningar i DICTRA har även utförts för att se om det var möjligt att hitta någon koppling mellan experimentella data och simuleringsresultatet. Resultaten visade att 16Mo3 kombinationer fått en tydlig hög uppkolning i skiktet vilket kan påverka mekaniska egenskaperna och korrosionbeständigheten under användning vid höga temperaturer.

Resultatet har även visat att det är svårt att utföra påsprutning för små cylindriska produkter. Anledningen till detta kan vara hög pulverspridningen samt den termiska expansionen av vissa produkter vid påsprutning som leder till att skiktet kan lossna på grund av krympningen vid svalning.

APMT påsprutad med Nikrothal 80 har visat hög porositet i substraten och hög interdiffusion av Fe, Al och Ni under exponering vid 1200°C. Hög uppblandning och diffusion av nickel för det FECRAL belagda skiktet med relativt låg halt av aluminium K 198 kan vara en anledning till att belagda skiktet inte kan forma en skyddande oxid på ett optimalt sätt.

Place, publisher, year, edition, pages
2019. , p. 70
Series
TRITA-ITM-EX ; 698
Keywords [en]
Coating surface, FECRAL alloys, overlay welding, hvaf, thermal spraying, porosity, oxidation, corrosion MIG, TIG, HVOF
National Category
Metallurgy and Metallic Materials
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-264933OAI: oai:DiVA.org:kth-264933DiVA, id: diva2:1375757
External cooperation
Kanthal AB
Subject / course
Materials Science and Engineering
Educational program
Master of Science in Engineering - Materials Design and Engineering
Supervisors
Examiners
Available from: 2019-12-06 Created: 2019-12-05 Last updated: 2019-12-06Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(8534 kB)6 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 8534 kBChecksum SHA-512
2aa9d34cc073077ac5f626a0a1b796aa53da6cb7f036517926721d506b2912ee527c8957425e0503412715e146bf29319da01a1b38094653042bca107a3ed7bb
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Materials Science and Engineering
Metallurgy and Metallic Materials

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 6 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 46 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf