Search papers

Article details

  • Materiały Ceramiczne/Ceramic Materials
  • Vol: 60, Issue: 4, 2008
  • pp: 290-293

download: article (PL)

Calcium and barium zirconates as Crucible Materials for Melting of Nickel-Based Superalloys

Abstract (EN)

Heat-resisting nickel-based superalloys are used to construct precision casting machine parts working in extremely conditions e.g. flight safety parts. Automated line for precision casting requires the application of advanced ceramic materials especially in the case of ceramic crucibles used for metal melting. Materials for the crucible have to fulfill high standards of chemical and phase purity as well as mechanical properties due to long time of contact between rotating, liquid superalloy and a surface of crucible wall often in a heating-cooling regime. Universally used crucibles made of zirconium oxide stabilized with calcium can react with superalloy components lowering quality of the casting parts. Usage of respective zirconates as substances of lower chemical activity for crucible preparation is one of possible way to dissolve this problem. The present work is focused on applying of calcium and barium zirconates as crucible materials for melting nickel-based superalloy. The crucibles made of the respective zirconates were subjected to influence of liquid metal in a cyclic melting-solidification process. Microstructural changes of the materials in respect of such process were observed.

Keywords (EN): Zirconates, superalloys, microstructure-final, porosity

Zastosowanie cyrkonianów wapnia i baru jako materiałów na tygle do topienia superstopów na bazie niklu

BUĆKO M.M., DOMAGAŁA J., ZIENTARA D., LIS J.

Abstract (PL)

Superstopy na bazie niklu są często wykorzystywane do produkcji precyzyjnych elementów silników lotniczych pracujących w ekstremalnych warunkach. Ilość niemetalicznych wydzieleń będących produktem reakcji pomiędzy superstopem a materiałem tygla i/lub formy odlewniczej a także pochodzących z nich obcych wtrąceń jest kryterium przydatności elementu metalowego do dalszego wykorzystania. Jest to przyczyna bardzo wysokich wymagań stawianych materiałom przeznaczonym na tygle do topienia superstopów. Stosowane zazwyczaj tygle wykonane z roztworu stałego dwutlenku cyrkonu stabilizowanego wapniem cechują się stosunkowo dużą reaktywnością w stosunku do niektórych pierwiastków obecnych w superstopach, czego konsekwencją są fazy zawierające połączenia tlenkowe tych pierwiastków z wapniem i/lub cyrkonem. Wyjściem z tej sytuacji jest zastąpienie roztworu stałego ZrO2 związkiem stechiometrycznym, który charakteryzuje się niską aktywnością składników. Praca poświęcona jest możliwości zastosowania cyrkonianów wapnia i baru, jako materiałów przeznaczonych na tygle do topienia superstopów. Z proszków tych związków uformowano tygle, które posłużyły do topienia superstopu na bazie niklu typu Inconel w dziesięciokrotnym teście polegającym na cyklicznym topieniu i krystalizacji nadstopu w próżni. W materiałach przed i po teście badano skład fazowy oraz zmiany mikrostrukturalne związane z jego ekspozycją w ciekłym metalu. Przedstawiono korelacje pomiędzy mikrostrukturą badanych materiałów a ich odpornością na korozyjne działanie ciekłego nadstopu.

Keywords (PL): cyrkoniany, superstopy, mikrostruktura finalna, porowatość

return…