REVISTA DYNA NEW TECHNOLOGIES

Palabras clave:

Recubrimiento de barrera térmica, esfuerzos residuales, rociado térmico y óxidos fundidos de calcio, magnesio, aluminio y silicio (CMAS), Thermal barrier coating (TBC), residual stresses, thermal spraying, region of interest (Roi) and molten calcium-magnesium-alumino-silicate, Thermal barrier coating, TBC, residual stresses, thermal spraying, and molten calcium–magnesium–alumino–silicate, CMAS.

Tipo de artículo:

ARTICULO DE INVESTIGACION / RESEARCH ARTICLE

Sección:

ARTICULOS DE INVESTIGACION / RESEARCH ARTICLES

RESUMEN:
Este trabajo es parte de un proyecto Interinstitucional cuyo objetivo es entender el fenómeno de degradación de recubrimientos tipo barrera térmica (TBC – Thermal Barrier Coating), depositados sobre álabes de turbinas de gas. Un TBC consiste de dos capas, una metálica de una aleación CoNiCrAlY, denominada capa de enlace (BC – Bond Coat), y otra cerámica de zirconia estabilizada con itria (YSZ), denominada capa superior (TC – Top Coat); ambas depositadas sobre sustratos de acero inoxidable AISI 304. EN este caso, el BC se depositó mediante rociado a alta velocidad por combustión de oxígeno (HVOF - High Velocity Oxygen Fuel), mientras que el TC mediante rociado por plasma atmosférico (APS - Atmospheric Plasma Spray). Los TBCs se trataron térmicamente a 1200 °C colocando sobre de éstos una mezcla de alumino-silicatos de calcio, magnesio, aluminio y silicio (CMAS) en forma de polvo, a una concentración de 35 mg/cm2, durante 8 y 16 horas de exposición, con el fin de evaluar el efecto de estos óxidos sobre el perfil de esfuerzos residuales. Los perfiles se determinaron mediante el método de remoción de capa modificada para recubrimientos bicapa (MLRMDC – Modified Layer Removal Method for Duplex Coatings) y aplicando una adaptación de la ecuación de esfuerzo debida a la diferencia de coeficientes de expansión térmica. Se encontró que ambos métodos proporcionan resultados coincidentes; además, se encontró que para tiempos de exposición más largos se observa un incremento de los esfuerzos residuales de compresión en el TC debido al efecto del ataque por CMAS. Los resultados de este trabajo pueden ser de gran utilidad para fabricar nuevos TBCs que provean una mejor y más duradera protección de los álabes de turbinas de gas. Éstos también pueden considerarse como un punto de referencia para calibrar y utilizar otras técnicas para determinar esfuerzos residuales, como lo es la técnica de interferometría electrónica de patrones de moteado (ESPI – Electronic Speckle Pattern Interferometry) y la correlación de imágenes.

Palabras clave: recubrimiento de barrera térmica, esfuerzos residuales, rociado térmico y óxidos de calcio, magnesio, aluminio y silicio.