Obiettivo
ODS-alloys are important metal base alloys for h igh temperature applications such as advanced gas turbines, coal conversion and combined cycle plants. However, it must be protected against oxidation and/or corrosion in an aggressive atmosphrere. FeCrAlY-coatings are, among others, most promising. Composition will change by diffusion of Ni from the substrate and Al from the coating, which results in degradation of the specific coatings properties. The objectives of the research are: - the development of suitable diffusion barriers by CVD or PVD; - improvement of the adhesion of barrier and coating by ion implantation; - improvement of the coating properties by laser beam remelting; - evaluation of the promising coating-substrate materials by laboratory and pilot plant testing.
MA 6000 is an example of an oxide dispersion strengthened (ODS) alloy. Protection by a iron-chromium-aluminium-yttrium coating leads to brittle intermeltings by diffusion of Ni. A diffusion barrier would help. Atmospheric attack could be diminished by sealing of the plasma sprayed coating, which will always contain pores even by spraying under low pressure.
To extend the application of the ODS alloys to more severe conditions, the following details were established regarding coating adhesion and diffusion barrier behaviour:
sputter conditions were established for application of titanium nitride and hafnium nitride coatings on MA 6000 with very good adhesion;
good adhesion of plasma and detonation gun sprayed iron-chromium-aluminium-yttrium coating could be obtained by gradual transition of the titanium nitride and hafnium nitride coatings to metallic titanium and hafnium by decreasing the nitrogen flow during sputtering;
a further improvement of the adhesion of the sputtered layers by ion implantation could not be established;
adhesion was determined by in situ scratch testing;
controlled laser remelting could be obtained under pulsed conditions with a carbon dioxide laser;
pore and crack free surface layers could be obtained up to a depth of 0.12 mm; cracks that formed at the transition from remelted to nonmelted coating disappeared by remelting in succeeding pulses;
during remelting segregation occurred between the metallic and ceramic phase; the much lighter ceramic phase solidified on top of the metallic phase;
the remelted layer exhibited a much better wear resistance at room temperature; short erosion tests at 900 C showed a slight improvement;
long term exposure in a hot salt injected burner rig and in an atmospheric fluid bed combustor pilot plant showed an improved behaviour; presence of cracks was very detrimental.
THE PROJECT WILL BE CARRIED OUT IN 3 PHASES:
1.- THE PILOT PRODUCTION OF A LARGE NUMBER OF DIFFUSION BARRIERS OF SEVERAL TYPES ON SMALL TEST PIECES OF MA 6000. TEST PIECES WILL BE ION IMPLANTED TO MODEIFY THE STRUCTURE OF THE BASE MATERIAL FOR BETTER ADHESION. OTHER PIECES WILL BE ION IMPLANTED TO IMPROVE ADHESION BY ION BEAM MIXING.
2.- THICK CORROSION RESISTANT COATINGS OF FRCRALY WILL BE APPLIED AND COMBINED COATINGS WILL BE TESTED FOR ADHESION. THE LASER BEAM REMELTING EXPERIMENTS WILL BE FOCUSED ON PROMISING SUBSTRATE-BARRIER COATING COMBINATIONS.
3.- THE BEST COATING COMBINATIONS WILL BE SUBMITTED TO MECHANICAL AND CORROSION TESTING ON MA 6000. TENSILE TESTING AND CYCLIC TESTING WILL BE CARRIED OUT. CORROSION EXPERIMENTS ARE ENVISAGED IN CORROSION TEST RIGS AND IN A FBC TEST FACILITY.
THE APPLICABILITY OF HIGH STRENGTH MATERIALS IN AGGRESSIVE ENVIRONMENTS BY THE USE OF SUITABLE COATING TECHNIQUES IS A KEY ASPECT IN THE FURTHER DEVELOPMENT OF ADVANCED GAS TURBINES, COAL CONVERSION AND COMBINED CYCLE PLANTS, AND MAY ELIMINATE THE LIMITATIONS ENCOUNTERED IN SEVERAL OTHER PROCESS INSTALLATIONS. THIS WILL LEAD TO SUBSTANTIAL ECONOMICAL BENEFITS.
TECHNOLOGICAL BENEFITS ARE RELATED TO THE DEVELOPMENT OF SUITABLE DIFFUSION BARRIERS, WHICH CAN BE APPLIED BY WELL KNOWN TECHNIQUES AND THE IMPROVEMENT IN THE ADHESION OF THE DIFFUSION BARRIER COATINGS AND THEIR CORROSION PROPERTIES BY ION IMPLANTATION TECHNIQUES, WHICH CAN ALSO BE USED FOR JOINING CERAMICS AND METALS.
Campo scientifico (EuroSciVoc)
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: Il Vocabolario Scientifico Europeo.
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- scienze naturali scienze chimiche chimica inorganica metalli di transizione
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Programma(i)
Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.
Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.
Argomento(i)
Gli inviti a presentare proposte sono suddivisi per argomenti. Un argomento definisce un’area o un tema specifico per il quale i candidati possono presentare proposte. La descrizione di un argomento comprende il suo ambito specifico e l’impatto previsto del progetto finanziato.
Dati non disponibili
Gli inviti a presentare proposte sono suddivisi per argomenti. Un argomento definisce un’area o un tema specifico per il quale i candidati possono presentare proposte. La descrizione di un argomento comprende il suo ambito specifico e l’impatto previsto del progetto finanziato.
Invito a presentare proposte
Procedura per invitare i candidati a presentare proposte di progetti, con l’obiettivo di ricevere finanziamenti dall’UE.
Dati non disponibili
Procedura per invitare i candidati a presentare proposte di progetti, con l’obiettivo di ricevere finanziamenti dall’UE.
Meccanismo di finanziamento
Meccanismo di finanziamento (o «Tipo di azione») all’interno di un programma con caratteristiche comuni. Specifica: l’ambito di ciò che viene finanziato; il tasso di rimborso; i criteri di valutazione specifici per qualificarsi per il finanziamento; l’uso di forme semplificate di costi come gli importi forfettari.
Meccanismo di finanziamento (o «Tipo di azione») all’interno di un programma con caratteristiche comuni. Specifica: l’ambito di ciò che viene finanziato; il tasso di rimborso; i criteri di valutazione specifici per qualificarsi per il finanziamento; l’uso di forme semplificate di costi come gli importi forfettari.
Coordinatore
7334 DT APELDOORN
Paesi Bassi
I costi totali sostenuti dall’organizzazione per partecipare al progetto, compresi i costi diretti e indiretti. Questo importo è un sottoinsieme del bilancio complessivo del progetto.