Chromdiffusion und erste Oxidbildung auf Chromstählen in unterschiedlichen Oberflächenzuständen

• Applicant: Professor Dr. Hans Jürgen Grabke
• Subject Area: Synthesis and Properties of Functional Materials
• Term: from 1999 to 2002
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5170720

Kaltverformung, Oberflächenbearbeitung und feinkörniges Gefüge wirken sich sehr günstig auf die Bildung einer chromreichen, schützenden Oxidschicht auf Cr-Stählen aus und können deren Korrosionsbeständigkeit in aggressiven, aufkohlenden, sulfidierenden, chlorierenden und nitrierenden Atmosphären deutlich verbessern. Dies ist auf die Schaffung von schnellen Diffusionswegen zurückzuführen, die in der ersten Phase der Korrosion den genügenden Antransport des Chroms zur Oberfläche ermöglichen. An fünf ferritischen und austenitischen 9-20%Cr Stählen sollen nach unterschiedlichen Oberflächenbehandlungen (gebeizt, geschliffen, sandgestrahlt) Oxidationsversuche bei 400-700°C durchgeführt werden. Durch Aufnahme von Konzentrationsprofilen mit SNS sollen Zusammensetzung und Dicke der Oxidschicht sowie das Konzentrationsprofil des CR in der Legierung bestimmt werden. Die Kinetik der Oxidation soll durch in-situ Beobachtungen im Auger-Elektronenspektrometer beobachtet werden. Weiterhin werden Diffusionskoeffizienten des CR in den Stählen bestimmt, Koeffzienten der Diffusion in der Matrix, in Korngrenzen und im verformten Gefüge. Mittels Transmissionselektronenmikroskopie soll die Mikrostruktur in Oberflächennähe nach den verschiedenen Oberflächenbehandlungen und nach Oxidation bzw. Korrosion charakterisiert werden. Mit den Ergebnissen soll für die verschiedenen Stähle und Ausgangszustände das Anfangsstadium der Oxidation beschrieben werden, in dem die Cr-Diffusion im Metall mit geschwindigkeitsbestimmend ist und auf dessen Ablauf ausschlaggebend für die Bildung einer schützenden Oxidschicht ist.

• DFG Programme: Research Grants