Study of the Heat Capacity of Coated Metal Materials Using Laser Flash Method

Results of laser flash measurements of the specific heat of the samples of metallic materials (stainless steel 12X18H9T, VZhM-4 nickel superalloy) coated with heat-resistant silicate enamel within a temperature range 20 - 1300 °C are presented. Within the specified temperature range the coating is characterized by high and constant emissivity close to 0.9. Comparative analysis of the measurement results and most reliable most reliable literature data revealed that a decrease in the apparent specific heat within the temperature range of 850 - 1100 °C is attributed to exothermic thermal effect. Deviation of the measurement results from the reference data is not more than 3 %. New data on the heat capacity of nickel superalloy VZhM-4 and temperature dependences of the apparent (with allowance for thermal effect of γ'-phase dissolution) and true specific heat are presented. The discrepancy of calculated and measured values is below 2 %.

specific heat capacity, thermal diffusivity, thermal conductivity, laser flash method, heat-resistant silicate enamel coating, adiabatic calorimeter, differential scanning calorimeter, emissivity of total radiation, удельная теплоемкость, температуропроводность, теплопроводность, метод лазерной вспышки, термостойкие силикатные эмалевые покрытия, адиабатический калориметр, степень черноты полного излучения

1. Каблов Е. Н. Литые лопатки газотурбинных двигателей (сплавы, технологии, покрытия). - М.: МИСиС, 2006. - 632 с.

2. Калинин Д. Ю., Каблов Е. Н. Моделирование и управление процессами теплообмена при направленной кристаллизации жаропрочных сплавов / В сб. материалов V Минского Международного форума по тепло- и массообмену. - Минск, 2004. С. 9- 15.

3. ASTM E 1461-01. Standard Test Method for Thermal Diffusivity by the Flash Method. 2001. P. 1 - 13.

4. Солнцев С. С. Защитные технологические покрытия и тугоплавкие эмали. - М.: Машиностроение, 1984. - 256 с.

5. Солнцев С. С., Розененкова В. А., Миронова Н. А., Гаврилов С. В. Керамические покрытия для защиты высокопрочной стали при термической обработке / Авиационные материалы и технологии. 2011. № 4. С. 3 - 8.

6. Солнцев С. С., Швагирева В. В., Исаева Н. В., Соловьева Г. А. Армированные жаростойкие стеклоэмали для камер сгорания газотурбинных двигателей / Авиационные материалы и технологии. 2010. № 1. С. 26 - 29.

7. Солнцев С. С., Розененкова В. А., Миронова Н. А. Высокотемпературные стеклокерамические покрытия и композиционные материалы / Авиационные материалы и технологии. 2012. № S. С. 359 - 368.

8. Каблов Е. H., Солнцев С. С., Розененкова В. А., Миронова Н. А. Современные полифункциональные высокотемпературные покрытия для никелевых сплавов, уплотнительных металлических волокнистых материалов и бериллиевых сплавов / Новости материаловедения. Наука и техника. 2013. № 1. Ст. 05. (materialsnews.ru).

9. Гомельский К. З., Лугинина В. Ф., Сенникова В. Н. Таблицы стандартных справочных данных. Стали 12Х18Н9Т и 12Х18Н10Т. Удельная энтальпия и удельная теплоемкость в диапазоне температур 400 - 1380 К при атмосферном давлении. ГСССД 32-82. - М.: Изд-во стандартов, 1983. - 12 с.

10. Minges V. L. Evalution of Thermophysical Properties Measurement Methods and Standard Reference Materials / CODATA Bulletin. 1986. February. P. 24.

11. Чеховской В. Я., Тарасов В. Д., Арсеев И. В. Экспериментальное исследование теплоемкости и энтальпии сталей аустенитного класса 12Х18Н9Т и 12Х18Н10Т в интервале температур 300- 1678 К / Теплофизика высоких температур. 2001. Т. 39. № 3. С. 450 - 459.

12. Quested P. N., Brooks R. F., Chapman L., Morrell R., Youssef Y., Mills K. C. Measurement and estimation of thermophysical properties of nickel based superalloys / Materials Science and Technology. 2009. Vol. 25. N 2. P. 154 - 162.