초록
수소를 연료로 하여 HVOF 용사된 크롬카바이드 용사층의 산화거동을 이해하기 위해 용사분말의 제조방법이 서로 다른 두 종류의 용사용 분말을 ($\textrm{Cr}_{3}\textrm{C}_{2}$-20wt%NiCr로 구성된 크래드 분말과 $\textrm{Cr}_{3}\textrm{C}_{2}$-7wt%NiCr로 구성된 혼합분말)이용하여 F/O비를 3.2, 3.0, 2.8 로 변화시켜 용사한 후, $1000^{\circ}C$ 까지 등온 산화실험 후, 산화특성을 고찰하여 크롬카바이드 용사층의 F/O비에 의존하는 산화거동을 비교 검토하였다. 그 결과 NiCr이 20wt% 크래드된 분말로 용사된 용사층과 NiCr이 7wt% 혼합된 분말로 용사된 용사층은 전혀 다른 산화거동을 보였다. 혼합분말의 경우에 $1000^{\circ}C$에서 50시간 등온산화실험 후, F/O=3.2의 조건인 경우에는 산화물이 표면 요철을 따라 비교적 균일하게 성장한 반면 F/O=3.0과 F/O=2.8의 경우에는 용사층 표면이 다공성의 산화물이 형성되었으며, 또한 Ni, Cr으로 이루어진 복합산화물인 oxide cluster로 성장하였다. 반면에 크래드 분말로 용사된 용사층의표면 산화물 층은 다공성을 변화되지 않았다. 이러한 용사분말의 제조방법에 따라 산화거동이 차이를 보이는 것은 용사 중에 발생하는 카바이드분해와 밀접한 관계가 있는 것으로 생각되며 또한 일반적으로 알려진 크롬카바이드 소결체 보다 산화율이 높았다. 이러한 결과로 볼 때, 환원성의 수소의 양에 따른 용사층의산화거동에 대해서도 연구가 필요할 것으로 생각된다.
This study was performed to investigate the influence of fuel/oxygen ratio (F/O= 3.2, 3.0, 2.8) on the oxidation behavior of two kinds of (20wt%NiCr claded $\textrm{Cr}_{3}\textrm{C}_{2}$, and 7wt%NiCr mixed $\textrm{Cr}_{3}\textrm{C}_{2}$) composite powder with different manufacturing method. The results show that the oxidation behavior between the 20wt% NiCr claded $\textrm{Cr}_{3}\textrm{C}_{2}$ and 7wt% NiCr mixed $\textrm{Cr}_{3}\textrm{C}_{2}$ coating was widely different. The surface morphology of the coating composed of 7wt% NiCr mixed $\textrm{Cr}_{3}\textrm{C}_{2}$ was changed to porous with F/O ratio by the aggressive evolution of gas phases($\textrm{CO}_2$, CO and $\textrm{CrO}_3$) and the oxide cluster composed of Ni and Cr were grown after oxidation at $1000^{\circ}C$ for 50 hours. But the surface morphology of the coating composed of 20wt% NiCr claded $\textrm{Cr}_{3}\textrm{C}_{2}$ was not changed to porous after oxidation at $1000^{\circ}C$ for 50 hours. Therefore, the reason for high oxidation rate is due to activation of $\textrm{Cr}_{3}\textrm{C}_{2}$ to oxidation by entrapped oxygen gases within coating layer, and to closely relate with the decomposition of $\textrm{Cr}_{3}\textrm{C}_{2}$ to $\textrm{Cr}_{7}\textrm{C}_{3}$ phase. Accordingly, On the evidence of these results, the study about the oxidation behavoir of the HVOF sprayed $\textrm{Cr}_{3}\textrm{C}_{2}$ coating depending on hydrogen flow rate must be done.
