The kinetics of high temperature degradation of thin chromium protective layers on valve steels

• Autorzy: Drożdż M. , Pawlak W. , Grzesik Z.

Identyfikatory

DOI

10.15199/40.2015.7.2

Warianty tytułu

PL

Kinetyka wysokotemperaturowej degradacji ochronnych warstw chromu na stalach zaworowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The oxidation kinetics of four valve steels (X33CrNiMn23-8, X50CrMnNiNbN21-9, X53CrMnNiN20-8 and X55CrMnNiN20-8) covered by a sputter-deposited chromium layer with the thickness of 1 micrometer have been studied at 1173 K in air, using the microthermogravimetric technique. It has been found that coated steels show better oxidation resistance than uncoated ones. This phenomenon is a result of the formation of highly protective Cr2O3 scales on surfaces of coated materials. It has been also demonstrated that the better oxidation resistance of coated steels is observed during a much longer period of time than the lifetime of the chromium layers.

PL

W pracy badano kinetykę izotermicznego utleniania w powietrzu czterech stali zaworowych (X33CrNiMn23-8, X50CrMnNiNbN21- 9, X53CrMnNiN20-8 i X55CrMnNiN20-8), pokrytych w procesie rozpylania jonowego warstwą chromu o grubości 1 mikrometra. Badania prowadzono metodą termograwimetryczną w temperaturze 1173 K. Stwierdzono, że stale z naniesioną warstwą chromu charakteryzują się większą odpornością na utlenianie niż stale nie poddane modyfikacji powierzchni. Rezultat ten jest wynikiem powstawania na modyfikowanych powierzchniowo stalach podczas procesu utleniania ochronnych warstw tlenku Cr2O3. Wykazano również, iż większa odporność na utlenianie modyfikowanych powierzchniowo stali trwa znacznie dłużej od okresu stabilności naniesionych warstw chromu.

Słowa kluczowe

EN

valve steels; coatings; sputter-deposition; oxidation; isothermal conditions

PL

stale zaworowe; powłoki; rozpylanie jonowe; utlenianie; warunki izotermiczne

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Ochrona przed Korozją
• Rocznik: 2015
• Tom: nr 7
• Strony: 254--257
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Drożdż M.

• AGH University of Science and Technology, Krakow, Poland

autor

Pawlak W.

• Technical University of Lodz, Lodz, Poland

autor

Grzesik Z.

• AGH University of Science and Technology, Krakow, Poland

Bibliografia

• 1. N. Birks, G.H. Meier and F.S. Pettit, Introduction to the high temperature oxidation of metals, University Press, Cambridge, 2009.
• 2. S. Mrowec and T. Werber, Modern Scaling-Resistant Materials, National Bureau of Standards and National Science Foundation, Washington D. C., 1982.
• 3. B. Gleeson, High-Temperature Corrosion of Metallic Alloys and Coatings, in: Materials Science and Technology (Eds. R.W. Cahn, P. Haasen, E.J. Kramer), vol. 2, pp. 174-228, Wiley-VCH, Weinheim-New York-Chichester-Brisbane-Singapore-Toronto, 2000.
• 4. M. Beukenberg, Thermal Fatigue Evaluation of EB-PVD TBCs with Different Bond Coats, in Proc. Turbine Forum 2006, Advances Coatings for High Temperatures, Nice, 2006.
• 5. H. Xu, H. Guo and S. Gong, Thermal barrier coatings, in Developments in High-temperature Corrosion and Protection of Materials, pp.476-491, Woodhead Publishing in Materials, Cambridge, England, 2008.
• 6. H.E Evans, High Temperature Coatings: Protection and Breakdown, in Shreir’s Corrosion, 4th Edition, vol. 1, pp. 691-724, Elsevier Ltd., Amsterdam, The Netherland, 2010.
• 7. D. Naumienko, L. Singheiser, W.J. Quadakkers, Oxidation Limited of FeCrAl Based Alloys During Thermal Cyclic, p. 287, in Proc. EFC Workshop, Frankfurt/Main, 1999.
• 8. B.A. Pint, Design strategies for new oxidation-resistant high temperature alloys, in: Developments in High-temperature Corrosion and Protection of Materials, pp. 398-432, Woodhead Publishing in Materials, Cambridge, England, 2008.
• 9. S. Chevalier, Formation and growth of protective alumina scales, in Developments in High-temperature Corrosion and Protection of Materials, pp. 290-328, Woodhead Publishing in Materials, Cambridge, England, 2008.
• 10. K. Adamaszek, Z. Jurasz, L. Swadzba, Z. Grzesik, S. Mrowec, High Temp. Mater. Proc. 26, 2007, 115-122.
• 11. S. Mrowec and Z. Grzesik, J. Phys. Chem. Solids 65, 2004, 1651-1657.
• 12. Z. Grzesik, G. Smola, K. Adamaszek, Z. Jurasz, S. Mrowec, Corr. Sci. 77, 2013, 369-374.
• 13. Z. Grzesik, G. Smola, K. Adamaszek, Z. Jurasz, S. Mrowec, Oxid. Met. 80, 2013, 147-159.
• 14. Z. Grzesik, Z. Jurasz, K. Adamaszek, S. Mrowec, High Temp. Mater. Proc. 31, 2012, 775-779.