Hastelloy X mit Titan-Beschichtung lyse 
Die Abb. 6a zeigt TEM-Aufnahmen der Oxidschicht und der Zwischenschicht. In der Oxidschicht Zw 
ist Chrom angereichert. Außerdem ist etwas Titan vorhanden. In der Zwischenschicht wurden ge- Nic 
ringe Mengen an Molybdän und Silizium gefunden. Die Abb. 6b zeigt eine TEM-Hochauflösungs- und 
Aufnahme einer oxidierter Hastelloy X-Probe. Mit Hilfe der Gitterabbildung ist zu erkennen, daß 
die ( 4 1.3 2)-Ebenen in der Chromoxidschicht nicht verzerrt sind. Sie wachsen mit kohärenter Die 
Gitterstruktur zur Matrix. Im Übergangsgebiet zwischen der Chromoxidschicht und dem Grund- dur: 
werkstoff ist aus der Gitterabbildung zu erkennen, daß das Gitter nicht verzerrt ist. Im Falle von 
Incoloy 800 H und Hastelloy X entsteht bei T = 950°C und einem Oxidationspotential PO, < 10% 6.7 
bar relativ ungestörtes Cr,O, [14]. Bei 
Sul! 
Die Abb. 2 (Probe Nr. 1) zeigt den Einfluß der Titan-Beschichtung auf die Hemmwirkung der Bar 
Hastelloy X-Probe bei PO, = 4.41x10°” bar. Vor der eigentlichen Oxidation wird auf die Oberfläche >Al 
mittels PVD (Physical Vapour Deposition) einseitig eine dünne Ti-Schicht von 50 nm aufgedampft. inta 
Bei weiteren Messungen während der Sulfidierungsphase in oxidierend/sulfidierender Atmosphäre sich 
(PO, = 4.41 x 10° bar und PS, = 1:82 x 10” bar) zeigt sich eine höhere Hemmwirkung mit Hemm- sch; 
faktoren von 7300 gegenüber 1580 der vorher unbeschichteten Proben und eine Stabilität der geb 
Schutzschichten gegen Schwefelangriff. Die EDX-Analyse in der Tab. 2 zeigt, daß sich TiO, haupt- Hoc 
sächlich an der Oberfläche befindet und in geringen Anteilen bis 1 um von der Oberfläche entfernt sinc 
auftritt. Nach der Bedampfung der Proben mit Titan als aktives Element ergeben sich sowohl eine schl 
bessere Temperaturwechselbeständigkeit als auch höhere Hemmfaktoren [15]. Im Temperaturbe- ZWi 
reich von 600°C bis 800°C reagiert Titan schon bei 1.30 x 10° - 10* bar heftig mit Sauerstoff. Wei- der 
ter bildet Titan mit Mangan die Verbindung Mn,TiO, [16]. Eine Bildung von Mn,TiO, ist während Bes 
der Standardoxidation möglich, oberhalb 770°C liegt kubisches ß - Mn,TiO, vor. Gleichzeitig bin- geg 
det das Mn,TiO, mehr Mangan als in der Chrom-Mangan-Spinell-Schicht (Cr,MnO,). Diese Zu- 
sammenhänge könnten Ursache dafür sein, daß sich eine relativ dicke Chromoxidschicht, die die Bei 
Permeation hemmt, ausbildet. An der Oberfläche der Oxidschicht befindet sich Mn,TiO,. Untersu- vor. 
chungen über den Einfluß der Dicke der aufgedampften Titanschicht zeigen, daß sich die besten und 
Hemmfaktoren bei dünnen Schichten von rd. 50 nm ergeben [15]. Bei 
Her 
Das Oxidwachstum wird durch nach außen gerichtete Kationendiffusion als auch durch nach innen von 
gerichtete Sauerstoff-Diffusion bestimmt. Durch das Verhältnis von Metallionen/Kationendiffusion che: 
nach außen kommt es zur Bildung von Poren, die an der Grenzfläche Metall/Oxid kondensieren. setz 
Diese Porenbildung kann dann die Haftung des Oxids verschlechtern. Durch aktive Elemente wie sch‘ 
Titan und Yitrium wird der Kationentransport reduziert, die Haftung des Oxids kann verbessert schi 
werden. Aktive Elemente begünstigen außerdem die Keimbildung der schützenden Oxide. In der Kur 
Literatur [17-18] wird berichtet, daß schon sehr geringe Gehalte an aktiven Elementen eine gute Gru 
Haftung der Oxidschicht bewirken. stel 
höh 
Ni-Cr/75-25 schl 
Im Übergangsgebiet zwischen Oxidschicht und Grundwerkstoff, s. REM-Aufnahmen in Abb. 7a , ken 
kommt es zu einer lokalen Schädigung in Form von Poren. In der Nähe der Poren befindet sich eine den 
graue Phase mit Schwefel- und Chrom-Anreicherung. Es bildet sich Chromsulfid. Aus der Gasphase 
diffundiert H,‚S als Molekül über Risse und Poren der Oxidschicht zur Phasengrenze Oxid/Metall, Dur 
da dort andere thermodynamische Randbedingungen vorliegen als im strömenden Gas. Hier kann es dati 
zur Bildung von Sulfiden kommen. Das bedeutet, daß die sulfidierende Atmosphäre von außen höh 
durch die Chromoxidschicht in den Grundwerkstoff gelangt. In der Chromoxidschicht sind auch Sch 
Schädigungen vorhanden. Die Abb. 7b zeigt eine TEM-Aufnahme und die quantitative EDX-Ana- che 
tan 
740