In this research, a CoNiCrAlY coating is deposited on $\gamma/\gamma'$-strengthened Co-Ti-W alloy upon laser cladding, and the microstructural evolution of the heat affected zone and the dilution effect on oxidation resistance were investigated. Using electron microscopy and atom probe tomography two distinct heat affect zones were observed, namely γ islands containing $\gamma'$ precipitate colonies and heat affected $\gamma/\gamma'$ regions outside the $\gamma$ islands comprising fine $\gamma'$ precipitates. Based on the experimental data and thermodynamic calculations, a model formation of these two heat affected zones was discussed. Oxidation behaviors of bare sample and CoNiCrAlY coated sample with two different dilution rates were investigated. Low Al concentration of highly diluted sample leads to absence of stable alumina layer after isothermal oxidation test. Lowly diluted sample formed alumina layer after oxidation which show that optimization of process parameter related to dilution rate are significant when depositing MCrAlY through laser cladding.
본 연구에서는 Co-Ti-W 합금에 CoNiCrAlY를 레이저 클래딩을 통해 적층 한 뒤 열 영향부의 미세구조적인 변화와 희석률이 산화 저항성에 미치는 영향을 탐구하였다. 전자 현미경과 atom probe tomography를 통하여 열 영향부가 $\gamma'$ 석출물 군집을 포함하는 $\gamma$ 섬과 열 변형된 $\gamma/\gamma'$ 지역으로 구분되는 것을 관찰하였고 열 변형된 $\gamma/\gamma'$ 지역에서 미세한 $\gamma'$ 입자가 석출되는 것을 확인하였다. 실험 결과와 열역학적 계산을 토대로 각각의 지역의 미세구조 진화과정을 설명하였다. Co-Ti-W 합금과 희석율이 다른 두 CoNiCrAlY가 코팅된 샘플의 산화 경향성을 관찰하였다. 희석율이 높은 샘플의 경우 낮은 Al 농도로 인해 산화 후에 안정한 $Al_2O_3$ 층을 형성하지 못했다. 희석율이 낮은 샘플의 경우 산화 후에 안정한 $Al_2O_3$ 층을 형성했으며 이는 레이저 클래딩을 통한 MCrAlY의 적층 시 공정 변수 조절을 통한 희석율의 제어가 얼마나 중요한지 보여준다.
