Prakt. Met. Sonderband 50 (2016) 177
Nach einer Laufzeit von ca. 500 h beispielsweise steigt die Oxidschichtdicke von 2,5 pm beim
Kriechtest bei 816°C auf 4,7 um bei 871°C, 10,5 um bei 927°C und 14,6 pm bei 982°C. Aus der
graphischen Darstellung des Quadrates der gemessenen Oxidschichtdicken als Funktion der Bruch-
zeit t [s] fiir verschiedene Temperaturen T [°C] wurden die parabolischen Wachstumskonstanten kp
aus der Geradensteigung bestimmt (Bild 9).
3,5E-06 a
V=4E-13x + 816°C 20-32Nb
ye DohTR R*= 0,9696 ©816°C 21/33 Mn
3,0E-06 © 816°C IN617
€ m 871°C 20-32Nb
Y. 2,5E-06 0871°C 21/33 Mn
. [871°C IN617
3 A 927°C 20-32Nb
5 2,0E-06 ~ A927°C21/33 Mn
y= 1E-13x
00 R2=0,9524 A 927°CIN617
3 one © 982°C 20-32Nb
0982°C 21/33 Mn
der Oxidschicht ge- © 952°C IN617
C an Luft und Lauf- i 102.06
3 —— 20-32Nb
8 ---- 21/33 Mn
$0207 vest ween INEL7
927°C und einer Tal ivanell
ner Decklage aus Qi Y= AED e ee
A SGENT]
/Mn-Spinell und O,0EH00 A EEE a m 4
, 0,0E+00 2,0E406 4,0E+06 6,0E+06 8,0E+06 1,0E+07 1,2E+07
e nach innen ge- Bruchzeit t [s]
in der rekristalli- nn
Bild 9: Quadrate der Oxidschichtdicken des Grundwerkstoffs 20-32Nb (durchgezogene Linien) und der Schweißzu-
auptsächlich aus sätze 21/33Mn (gestrichelt) und IN617 (gepunktet) als Funktion der Bruchzeit t [s] für verschiedene T [°C] an
e MRZ ist durch Luft
ınd Co sind nicht Kp steigt mit steigender Temperatur. IN617 weist die geringsten kp-Werte auf, gefolgt von Werk-
gestellt. stoffen 20-32Nb und 21/33Mn.
Die parabolische Wachstumskonstante kp hängt von der Temperatur T [°K] nach einer Arrhenius-
21/33Mn Funktion ab:
598 h/927°C kp = kpoe-Q/RT (1)
ING vo wobei Q die Aktivierungsenergie fiir die Chromoxidbildung und R die Gaskonstante darstellen.
600 h/as 5°C In Bild 10 ist In(kp) als Funktion von 1/T[°K] fiir den Grundwerkstoff 20-32Nb aufgetragen. Ver-
nachléssigt man die diinne duBere Cr/Mn-Spinell-Schicht, ergibt sich aus der Geradengleichung:
In(kp) = -27212x-5,9572 (2)
mit der Steigung Q/R = -27212 mit R=8,3 J/mol (Gaskonstante) eine Aktivierungsenergie von
Q=226 KJ/mol. Ein Wert, der im Bereich dessen liegt, der auch in der Literatur [2] fiir Cr,O; ange-
geben wird (256 KJ/mol). Interessanterweise sind bei diesen Versuchen weder ein signifikanter Ein-
— zu um. fluss durch den Kriechprozess noch durch die fiir Cr,O; typischen Verdampfungserscheinungen
1en bei 927 und oberhalb von 900°C zu erkennen, die die Schichtdicke herabsetzen könnten. Um solche Effekte zu
Rlementverteilungs- erfassen, eignet sich die vorgestellte graphische Ermittlung der Oxidschichtdicke sogar besser als
reine thermo-gravimetrische Analysen.
