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Improvement of the High-Temperature Oxidation Resistance of γ-TiAl by Selectively Pre-treated Si-based Coatings

Ebach-Stahl, Andrea und Fröhlich, Maik und Braun, Reinhold und Leyens, Christoph (2008) Improvement of the High-Temperature Oxidation Resistance of γ-TiAl by Selectively Pre-treated Si-based Coatings. Advanced Engineering Materials, 10 (7), Seiten 675-677. Wiley-VCH Verlag GmbH. doi: 10.1002/adem.200800061.

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Kurzfassung

In this study the degradation of the oxidation resistance of γ-TiAl alloys caused by the high affinity of titanium for oxygen was mitigated by forming thermodynamically stable titanium silicides on the surface. A Si-25at%Ti-coating was deposited on Ti-45Al-8Nb (at%) substrate by means of magnetron sputtering. To form surface layers of thermodynamically stable titanium silicides an optimized pre-treatment process at 1000°C for 100h at 10<sup>-6</sup>mbar was used applying slow heating and cooling rates. This annealing process resulted in the formation of a Ti<sub>5</sub>Si<sub>3</sub> phase and a Ti<sub>5</sub>Si<sub>4</sub> layer on top, whereas titanium silicides with higher silicon content (Ti<sub>5</sub>Si<sub>4</sub>, TiSi and TiSi<sub>2</sub>) formed when the coating system was pre-treated in air at 750°C for 100h. During latter pre-treatment, a mixed oxide scale grew on top of the coating. The oxidation behavior of the pre-treated coatings on γ-TiAl was studied by cyclic testing at 900°C in air. Phase formation and microstructure evolution of the coated samples were investigated after 10, 100 and 1000 cycles using scanning electron microscopy (SEM) and energy-dispersive X-ray (EDX) analysis. All specimens exhibited a mixed oxide scale on top after cyclic testing and exceeded a lifetime of 1000 cycles at minimum. Uncoated γ-TiAl failed after 520 cycles at 900°C by severe scale spallation.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/56462/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Improvement of the High-Temperature Oxidation Resistance of γ-TiAl by Selectively Pre-treated Si-based Coatings
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Ebach-Stahl, AndreaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Fröhlich, MaikNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Braun, ReinholdNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Leyens, ChristophNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:1 Juli 2008
Erschienen in:Advanced Engineering Materials
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Band:10
DOI:10.1002/adem.200800061
Seitenbereich:Seiten 675-677
Verlag:Wiley-VCH Verlag GmbH
Status:veröffentlicht
Stichwörter:oxidation protective coatings, titanium aluminides, titanium silicides, cyclic oxidation
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Institute & Einrichtungen:Institut für Werkstoff-Forschung > Hochtemperatur-und Funktionsschutzschichten
Hinterlegt von: Ebach-Stahl, Andrea
Hinterlegt am:03 Dez 2008
Letzte Änderung:27 Apr 2009 15:32

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