Neuartige Cr/Si-Schlicker-Diffusionsbeschichtungen und ihre Hochtemperaturkorrosionsbeständigkeit

von Michael Kerbstadt

162 Seiten, Taschenbuch

Kurzbeschreibung des Verlags

Ni-Basiswerkstoffe werden aufgrund ihrer ausgezeichneten Hochtemperatur- sowie Kriechfestigkeiten bevorzugt in Gastrubinen eingesetzt. Um eine wirtschaftliche und sichere Anwendung zu gewährleisten, ist in der Regel die Aufbringung von Korrosionsschutzschichten erforderlich. Hierfür werden Diffusionsbeschichtungen eingesetzt, bei denen die Werkstoffrandzone mit einem spezifischen Element (Al, Cr und/oder Si) angereichert wird. Unter Hochtemperaturauslagerung bildet dieses durch selektive Oxidation eine schützende Oxiddeckschicht. Cr-basierte Beschichtungen sind insbesondere im Temperaturbereich zwischen 650 und 900 °C oft unverzichtbar, da hier neben der Oxidation auch Na2SO4-induzierte Heißgaskorrosion auftritt.
Im Rahmen dieser Arbeit gelang es erstmals, durch die Zugabe von Si einen Schlickerprozess für Cr-basierte Diffusionsbeschichtungen auf Ni-Basiswerkstoffe zu entwickeln, der ohne umwelt- und gesundheitsschädliche Halogenidaktivatoren auskommt. Darüber hinaus konnte der Prozess auch für zusätzlich für Fe-Basiswerkstoffe erweitert werden.
Im Vergleich zum mit dem konventionellen Packzementierungsverfahren hergestellten Beschichtungen konnten mit dem neuen Verfahren bis zu zehnfach höhere Schichtdicken erzielt werden. Innerhalb der Hochtemperaturauslagerungen zeigten die neuartigen Cr/Si-Schlickerbeschichtungen zudem eine deutlich verbesserte Korrosionsbeständigkeit. Während die unbeschichteten sowie Cr-packzementierten Werkstoffe innere Korrosionsprodukte und teilweise sogar katastrophalen Korrosionangriff aufwiesen, bildeten die Cr/Si-Beschichtungen unterhalb einer äußeren Cr2O3-Schicht eine zusätzliche SiO2-Subschicht. Diese verhinderte das Auftreten schädlicher innerer Korrosion effektiv und konnte so einen langfristigen Schutz des Werkstoffs sicherstellen.

• Reihe: Schriftenreihe des DECHEMA-Forschungsinstituts
• ISBN: 9783819101953
• Erscheinungsdatum: 10.10.2025
• Genre: Technik/Chemische Technik
• Verlag: Shaker