Full text: Fortschritte in der Metallographie

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Schwefeldiffusion durch die intakten Oxidschichten und eine anschließende Korrosion fand nicht 
‚räpa- statt. An der Grenzfläche Oxidschicht/Metall wurde Schwefel nicht nachgewiesen. Die Abb.4b 
ınma- zeigt, daß es in der Chromoxidschicht der Incoloy 800 H-Probe unter PO, = 4.41 x 10” bar zu einer 
terge- lokalen Schädigung in Form von Mikrorissen kommt. Durch diese Defekte gelangt die sulfidierende 
3 mm Atmosphäre bis an den Grundwerkstoff. Im Grundwerkstoff bildet sich eine graue Phase mit Titan- 
druck und Schwefel-Anreicherung. Im Übergangsgebiet hinter der Oxidschicht kommt es zu einer lokalen 
leber Schädigung in Form von Mikrorissen. Die Abb.4c zeigt, daß es in der Chromoxidschicht der Inco- 
ılbarc loy 800 H Probe unter PO, = 1.76 x 10*° bar zu einer lokalen Schädigung in Form von Mikrorissen 
chun- kommt. Durch diese Defekte diffundiert H,S aus der sulfidierenden Atmosphäre als Malekül zur 
ungs- Phasengrenze Oxid/Metall, und Schwefel segregiert an die Grenzfläche Metall/Oxid. Im Über- 
gangsgebiet hinter der Oxidschicht haben sich lokal Mikrorisse gebildet. Im Grundwerkstoff kommt 
es an den geschädigten Stellen zu einer Schwefel- und Chrom-Anreicherung. Es bildet sich Chrom- 
sulfid. 
weise 5.2.3. TEM-Untersuchungen 
t eine Incoloy 800 H 
hicht- Die Abb. 5a zeigt eine TEM-Aufnahme der Incoloy 800 H-Probe unter PO, = 4.41 x 
n mit 10” bar. Die Cr,(Mn,Fe)O,-Spinellschicht befindet sich an der Oxid-Außenseite. Die Oxidschicht 
Dage- besteht im Inneren aus Cr,O,. Auf der Korngrenze wurden Chrom und Schwefel als Anreicherung 
10° gefunden, d.h. es hat sich Chromsulfid gebildet. Aus der Gasphase wird H,S an die Oberfläche der 
1000 Oxidschicht transportiert, Schwefel als Atom bzw. Ion gelöst und schließlich durch die Korngrenze 
° Da- in die Chromoxidschicht übertragen. Die Diffusion des Schwefels bei Temperaturen < 1100°C er- 
Bar- folgt bevorzugt entlang der Korngrenze [7]. Die Abb. 5b gibt die TEM-Aufnahme der Incoloy 800 
roben H-Proben unter PO, = 4.41 x 10” bar von der Zwischenschicht und der Pore wieder. Die Pore ist 
hinter der Oxidschicht in der Zwischenschicht vorhanden. In der Zwischenschicht wird mit Hilfe 
der EDX-Analyse eine Silizium-Anreicherung (SiO,) nachgewiesen. Außerdem wurde ein geringer 
‚iedli- Gehalt an Schwefel festgestellt. In der Pore werden Spuren von Schwefel, Silizium und Aluminium 
ieren- gefunden. Schwefel stammt aus der sulfidierenden Atmosphäre. Aus der Gasphase diffundiert H,S 
Titan als Molekül über Risse der Oxidschicht zur Phasengrenze Oxid/Metall. Smialek [8] und Lees [9] 
phase beobachteten, daß Spuren von Schwefel ebenfalls einen schädlichen Einfluß auf die Haftung der 
itt bei Oxide auf hochwarmfesten Legierungen haben. Sie meinten, daß Schwefel an die Grenzfläche 
x 10 Oxidschicht/Metall segregiert und dadurch zu einer Verschlechterung der Bindung zwischen Oxid- 
schicht und Grundwerkstoff beiträgt. Die Abb. 5c gibt die TEM-Aufnahme der Incoloy 800 H-Pro- 
ben unter PO, = 1.76 x 10° bar von der Zwischenschicht wieder. Hier wurden Silizium als SiO, und 
Aluminium als Al‚O, nachgewiesen. Hinter der Oxidschicht entlang der Zwischenschicht sind Poren 
vorhanden, die wie ein Kanal wirken. Beim Übertritt von Metallkationen in das Oxid (infolge des 
‚ Has- nach außen gerichteten Kationentransports wie z.B. Mn“, Fe“ und Cr”) kommt es zur Bildung von 
sdingt Leerstellen, die an der Grenzfläche Oxidschicht/Metall kondensieren und dadurch Poren bilden 
;ht an können [10-13]. Bei einem höheren Oxidationspotential als PO, > 4.41 x 10°” bar werden mehr 
‚ Has- Poren erzeugt. In der Chromoxidschicht wurden geschädigte Stellen gefunden. Es kann festgestellt 
ichten werden, daß mit steigender Sauerstoffaktivität mehr Poren erzeugt werden und somit der Diffusi- 
onskoeffizient für Kationen ansteigt, wenn berücksichtigt wird, daß der Transport von Kationen 
über geschädigte Stellen in der Oxidschicht stattfindet. Dadurch steigt die Transportgeschwindigkeit 
mit der Zahl der geschädigten Stellen im Oxidgitter. Die Porenbildung kann bei thermischer und 
‚on Si mechanischer Beanspruchung zu einer Rißeinleitung führen, da Poren, Risse und Kanäle dreidi- 
Oxid- mensionale Baufehler sind. Kanäle bilden für den Schwefel-Angriff Kurzschlußdiffusionspfade. 
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