DE3821767A1 - Vanadium enthaltende chromatierte beschichtung - Google Patents

Vanadium enthaltende chromatierte beschichtung

Info

Publication number
DE3821767A1
DE3821767A1 DE19883821767 DE3821767A DE3821767A1 DE 3821767 A1 DE3821767 A1 DE 3821767A1 DE 19883821767 DE19883821767 DE 19883821767 DE 3821767 A DE3821767 A DE 3821767A DE 3821767 A1 DE3821767 A1 DE 3821767A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
vanadium
chromium
alloy
chrome
weight
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19883821767
Other languages
English (en)
Inventor
Wate T Bakker
Roger A Perkins
E Clyde Lewis
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Electric Power Research Institute Inc
Original Assignee
Electric Power Research Institute Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Electric Power Research Institute Inc filed Critical Electric Power Research Institute Inc
Publication of DE3821767A1 publication Critical patent/DE3821767A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F19/00Preventing the formation of deposits or corrosion, e.g. by using filters or scrapers
    • F28F19/02Preventing the formation of deposits or corrosion, e.g. by using filters or scrapers by using coatings, e.g. vitreous or enamel coatings
    • F28F19/06Preventing the formation of deposits or corrosion, e.g. by using filters or scrapers by using coatings, e.g. vitreous or enamel coatings of metal
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C10/00Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces
    • C23C10/28Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces using solids, e.g. powders, pastes
    • C23C10/34Embedding in a powder mixture, i.e. pack cementation
    • C23C10/52Embedding in a powder mixture, i.e. pack cementation more than one element being diffused in one step
    • C23C10/54Diffusion of at least chromium

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine verbesserte korrosionsbeständige Schutzbeschichtung für Stahlsubstrate, die Chrom und Vanadium enthalten, sowie ein Verfahren zur gleichzeitigen Abscheidung von Chrom und Vanadium auf dem Stahlsubstrat zur Bildung einer Chrom und Vanadium enthaltenden eindiffundierten Ober­ flächenschicht.
Korrosion bei hohen und niedrigen Temperaturen ist eine der Hauptursachen für ein vorzeitiges Versagen von Ausrüstungen bei der Stromerzeugung. Dies hat zur Entwicklung einer großen Zahl korrosionsbeständiger Legierungen geführt. Diese enthal­ ten gewöhnlich Chrom als Hauptlegierungselement zur Gewähr­ leistung der Korrosionsbeständigkeit. Typische korrosionsbe­ ständige Stahllegierungen enthalten 20 bis 50% Chrom. Zur Verbesserung der Beständigkeit gegenüber spezifischen Korro­ sionsmechanismen werden außerdem noch geringere Mengen,wie 1 bis 10% an Molybdän, Aluminium, Nickel und weniger häufig, auch an Vanadium und Silizium zugesetzt - Aluminium und Sili­ zium wegen der Beständigkeit gegenüber Oxydation und Sulfi­ disierung bei hohen Temperaturen sowie Molybdän, Vanadium und Nickel für die Beständigkeit gegenüber Lochfraß- und Spalt­ korrosion. Schließlich werden noch zur Feinung des Mikroge­ füges der Legierung und Verhinderung der Korngrenzenseigerung geringe Mengen an Legierungselementen wie Titan, Niob und Tan­ tal zugesetzt.
Alle diese Legierungselemente führen zu einer starken Steigerung der Kosten für die korrosionsbeständigen Legierungen und können außerdem ihre mechanischen Eigenschaften und Schweißbarkeit negativ beeinflussen. Die Verwendung von Schutzbeschichtungen auf Legierungen mit zufriedenstellenden mechanischen Eigen­ schaften ist daher sowohl im Hinblick auf die Kostenfrage als auch auf die Betriebseigenschaften von Interesse. Die vorhandenen Beschich­ tungen sind jedoch aufgrund ihrer Nachteile bisher nur auf ganz bestimmten Gebieten mit Erfolg verwendet worden. Durch Spritzen wie z.B. durch Flamm- oder plasmaspritzen aufgebrach­ te Metallbeschichtungen können zwar so formuliert werden, daß die richtige Zusammensetzung gewährleistet ist, haften jedoch nur schlecht auf dem Substrat und sind durch innere Porosität beeinträchtigt. Dies kann zur Korrosion an der Grenzfläche zwischen Substrat und Beschichtung führen.
Durch Pulverdiffusion aufgebrachte Beschichtungen sind im allgemeinen porenfrei und zeigen eine ausgezeichnete metal­ lurgische Haftung zwischen dem Substrat und der Beschichtung. Der derzeitige Stand der Technik ist jedoch beschränkt auf die Abscheidung eines einzigen Elements zu einem bestimmten Zeitpunkt. Die am weitesten verbreiteten handelsübli­ chen Beschichtungen enthalten Aluminium oder Chrom. Aus meh­ reren Elementen bestehende Beschichtungen sind gegenwärtig im Handel nicht erhältlich. Aus der Literatur geht hervor, daß Mehrelementbeschichtungen gewöhnlich durch wiederholte Diffusionsbehandlung unter Verwendung von Pulvern (Packun­ gen) einzelner Elemente hergestellt werden, was gewöhn­ lich zu teuer ist, um wirtschaftlich zu sein.
Durch Pulverdiffusion aufgebrachte Chrom enthaltende Beschich­ tungen, die gewöhnlich als chromatierte Beschichtungen be­ zeichnet werden, werden dadurch hergestellt, daß man das zu chromatierende Teil in eine dichtverschlossene Retorte gibt, die ein Pulver (die Packung) enthält, das aus einer Chromle­ gierung, gewöhnlich Ferrochrom, einem inerten Stoff, gewöhn­ lich Tonerde, und einem "Aktivator", gewöhnlich einem Halo­ genidsalz besteht. Nachdem die Retorte für mehrere Stunden bei 1700 bis 2100°F (927 bis 1149°C) gehalten worden ist, ist das Chrommetall aus dem Pulver in die Oberfläche des Teils übergegangen. Besteht dieses aus einem ferritischen Stahl, wie er gewöhnlich bei der Stromversorgung verwendet wird, erhält man auf diese Weise eine ferritische nicht­ rostende Stahloberflächenschicht bzw. -beschichtung.
Durch Pulverdiffusion aufgebrachte Chrom enthaltende Be­ schichtungen haben gewöhnlich eine Dicke von ca. 10 bis 20 mils (250 bis 500 µm) und enthalten ca. 20 bis 40% Chrom auf der Oberfläche und ca. 12 bis 15% Chrom an der Grenz­ fläche zwischen Substrat und Beschichtung. Die Beständigkeit einer derartigen Beschichtung gegenüber Oxydation und Sulfi­ disierung bei hohen Temperaturen und gegenüber Korrosion unter Einwirkung wässeriger Medien in schwachsauren Flüssig­ keiten ist im allgemeinen gut bis ausgezeichnet, abgesehen von den Erscheinungen an den Korngrenzen. Während der Chro­ matierung kann nämlich Kohlenstoff aus dem Substrat in die Beschichtung diffundieren. Dies kann dann zur Ausfällung von Chromcarbiden an den Korngrenzen und zur lokalen Er­ schöpfung des Chroms in der Legierung in diesen Be­ reichen führen. Nachfolgendes Schweißen kann außerdem eine Ausfällung von Chromcarbiden in der Wärmeeinflußzone verur­ sachen. Diese Bereiche sind einem beschleunigten Angriff durch Oxydation und Sulfidisierung bei erhöhten Temperatu­ ren sowie Lochfraß und Spaltkorrosion bei Raumtemperatur ausgesetzt, wenn korrodierende Flüssigkeiten auf sie einwir­ ken.
Selbst in Abwesenheit von an Chrom erschöpften Korngrenzen kann es in chromatierten Beschichtungen zu Lochfraß kommen, wenn die korrodierenden Flüssigkeiten erhebliche Mengen an Chloriden enthalten. Es ist daher eine Verbesserung in der Chromatierungstechnologie sowie in der Beschichtungszusam­ mensetzung erforderlich, um einen adäquaten Korrosionsschutz bei den meisten Anwendungsformen zu gewährleisten.
Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer ver­ besserten korrosionsbeständigen Beschichtung durch gleich­ zeitiges Abscheiden von Chrom und Vanadium auf Stahlsubstrate, um auf dem Stahlsubstrat eine eindiffundierte Oberflächen­ schicht zu bilden.
Diese Aufgabe wird wie aus den vorstehenden Ansprüchen er­ sichtlich gelöst.
Die Erfindung betrifft also ein Verfahren zur Diffusionsbeschich­ tung von Stahlsubstraten mit einer Schutzschicht aus Chrom und Vanadium, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man das Stahlsubstrat der Einwirkung einer Diffusionspulvermischung aussetzt, die Chrom oder eine Chrom enthaltende Legierung, Vanadium oder eine Vanadium enthaltende Legierung, einen iner­ ten Stoff wie Al2O3 und ein Halogenid als Trägergas enthält. Das Gewichtsverhältnis von Chrom zu Vanadium in der Pulvermi­ schung liegt zwischen ca. 3 und 13. Die Diffusionspulvermi­ schung wird bei erhöhter Temperatur und solange gehalten, bis das Chrom und das Vanadium gleichzeitig auf die Stahl­ substratoberfläche abgeschieden und in das Substrat diffun­ diert sind, um eine Schutzschicht zu bilden, die ca. 20 bis 50 Gew.-% und ca. 1,0 bis 8,0 Gew.-% Vanadium enthält und eine Dicke von ca. 0,2 bis 0,7 mm aufweist.
Die eindiffundierte Oberflächenschicht auf dem Stahlsubstrat enthält Chrom und Vanadium sowie Eisen und andere in geringe­ rer Menge anwesende Legierungselemente, die bereits im Stahl­ substrat enthalten sein können. Die erfindungsgemäße chroma­ tierte Beschichtung ist eine Verbesserung gegenüber den be­ kannten Beschichtungen, und zwar aufgrund der äußerst günsti­ gen Wirkung der gleichzeitigen Diffundierung von Vanadium und Chrom in die Oberfläche des Stahlsubstrats.
Da Vanadium eine höhere Affinität gegenüber Kohlenstoff auf­ weist als Chrom, reagiert es mit dem im Substrat zur Verfü­ gung stehenden Kohlenstoff während der Diffusion unter Bil­ dung von Vanadiumcarbiden. Es kommt somit zu keiner Ausfäl­ lung von Chromcarbiden, und zwar weder während der Beschich­ tung noch während des nachfolgenden Schweißens. Eine Chrom­ erschöpfung in der Umgebung der ausgefällten Carbide wird daher vermieden. Dies bedeutet eine erhebliche Verbesserung der Beständigkeit der Beschichtung gegenüber Korngrenzenkorro­ sion und Lochfraß, und zwar sowohl bei erhöhten Temperaturen unter Sulfidisierungs- oder Oxydationsbedingungen als auch bei Raumtemperatur, wenn kondensierte, Chloride und Sulfate enthaltende Flüssigkeiten einwirken. Außerdem verbessert Vanadium in fester Lösung in ferritischen oder austeni­ tischen nichtrostenden Stählen, die Chrom, Eisen und manch­ mal Nickel enthalten, die Lochfraß- und Spaltkorrosionsbe­ ständigkeit, wie dies auch im Falle der allgemein bekannten Zugabe von Molybdän zu ähnlichen Legierungen der Fall ist.
Die gleichzeitige Diffundierung von Chrom und Vanadium in das Stahlsubstrat hat einen bestimmten Einfluß, da durch gleichzeitige Diffundierung hergestellte Beschichtungen eine geringere Konzentration an Chrom in der Oberfläche aufweisen, jedoch eine größere Dicke verglichen mit Beschichtungen, die lediglich durch Diffundierung von Chrom allein hergestellt wurden. Die konkreten Mengen an Chrom und Vanadium, wie sie in der Diffusionsbeschichtung vorliegen, hängen weit­ gehend vom Cr/V-Verhältnis im Pulvergemisch ab. Der andere Hauptfaktor ist die Zusammensetzung der Substratlegierung. Durch vernünftige Auswahl des Cr/V-Verhältnisses im Pulvergemisch und eines geeigneten Substrats können Beschichtungen herge­ stellt werden, die 20 bis 50% Chrom und 1 bis 8% Vanadium enthalten, welche die bevorzugten Konzentrationen für die erfindungsgemäßen Beschichtungen darstellen.
Die erfindungsgemäßen Beschichtungen sind ferner durch eine praktisch vollständige Abwesenheit von ausgefällten Chrom­ carbiden an den Korngrenzen gekennzeichnet. Dies beruht auf der gleichzeitigen Diffusion von Vanadium in das Stahl­ substrat. Die verteilten Vanadiumcarbide, die etwas Chrom enthalten, sind gewöhnlich in der gesamten Beschichtung ent­ halten und in der Nähe der Außenfläche der Beschichtung kon­ zentriert, insbesondere wenn der Vanadiumgehalt der Beschich­ tung hoch ist.
Zur Herstellung von Cr/V-Beschichtungen mit einem Cr-Gehalt von 20 bis 50% und einem V-Gehalt von 1 bis 8% sollte das Cr/V-Verhältnis in der Pulvermischung zwischen ca. 3 und 13 liegen. Der bevorzugte Chromgehalt in der Beschichtung be­ trägt ca. 30 bis 40% und der bevorzugte V-Gehalt ca. 2 bis 4%. Ein Cr/V-Verhältnis in der Pulvermischung zwischen 4 und 11 sollte zu den bevorzugten Konzentrationen an Chrom und Vanadium in der Beschichtung führen.
Bevorzugte Cr- und V-Legierungen für die Diffusionspulver­ mischung sind im Handel erhältliche Fe-Cr-Legierungen mit ca. 50 bis 70% Cr und im Handel erhältliche Fe-V-Legierungen mit ca. 40 bis 60% V.
Bevorzugte Halogenide für die Diffusionspulvermischung sind NH4Cl und NH4Br. Neben Al2O3-Pulver können auch andere iner­ te Stoffe wie gebrannter Ton und Mullit verwendet werden.
Die bevorzugte erfindungsgemäße Beschichtungsdicke beträgt ca. 0,2 bis 0,7 mm, vorzugsweise 0,3 bis 0,6 mm.
Die verbesserten erfindungsgemäßen Beschichtungen sind beson­ ders geeignet auf Substraten aus niedriglegiertem Stahl so­ wie ferritischem und austenitischem nichtrostendem Stahl.
Die erfindungsgemäßen Beschichtungen wurden ursprünglich entwickelt für die Verwendung als Schutzbeschichtungen für Bauteile von Wärmeaustauschern (Wasserwände, Konvektionsbün­ del usw.) in Synthesegas-Kühlern (Syngaskühlern) von Kraft­ werken vom Typ Integrated Coal/Gas Combined Cycle. Die Be­ schichtungen sind außerdem geeignet für der Korrosion ausge­ setzte Bereiche von konventionellen Kraftwerken wie Überhit­ zer, Wasserwände und Bauteilen von SO2-Skrubbern.
Die erfindungsgemäßen Beschichtungen können unterschiedlichen Korrosionsbedingungen dadurch angepaßt werden, daß man die Vanadium- und Chrom-Konzentration in der Beschichtung ent­ sprechend einstellt. So z.B. sind bei Verwendungszwecken, bei denen die Sulfidisierung bei hohen Temperaturen eine überaus große Rolle spielt, Beschichtungen mit einem gerin­ gen V-Gehalt von ca. 1 bis 3% vorzuziehen. Dies deshalb, weil Zusammensetzungen mit einem höheren V-Gehalt stärker dem Angriff durch Sulfidisierung bei erhöhten Temperaturen ausgesetzt sind als V-freie Beschichtungen oder Beschich­ tungen mit einem hohen Cr/V-Verhältnis. Spielt Korrosion durch saure Kondensate die entscheidende Rolle, sind Be­ schichtungen mit einem hohen V-Gehalt von ca. 3 bis 5% vorzuziehen. Erfindungsgemäß ist es somit günstig, das Cr/V-Verhältnis in der Pulvermischung so einzustellen, daß man eine Beschichtung mit einer gewünschten Konzentration an Chrom und Vanadium erhält, je nach den speziellen Korro­ sionsbedingungen, denen das Stahlsubstrat ausgesetzt ist.
Die nachfolgenden Beispiele illustrieren das erfindungsge­ mäße Verfahren und die Eigenschaften verschiedener bevor­ zugter erfindungsgemäßer Schutzbeschichtungen.
Beispiel 1
Cyclische Korrosionstests, bei denen chromatierte Stähle je­ weils simulierten Kohlevergasungsbedingungen bei 350 bis 500°C und alternativ Säurekondensaten, die Chloride und Sul­ fate bei Raumtemperatur enthielten, ausgesetzt wurden, haben ergeben, daß im Handel erhältliche vanadiumfreie chromatier­ te Beschichtungen (Dicke 0,4 mm, Chromgehalt 30 bis 40%) einer Hochtemperaturkorrosion unter Kohlegasbedingungen sehr gut standhalten, jedoch in Kontakt mit Säurekondensaten an den Korngrenzen über die gesamte Beschichtungsdicke leicht korrodieren und außerdem Löcher bis zu 0,2 mm Tiefe zei­ gen. Die Beschichtungen, die 20% oder mehr Chrom und 2 bis 8% Vanadium enthielten und eine Dicke von ca. 0,4 bis 0,6 mm aufwiesen, waren vollkommen frei von Korngrenzenkorro­ sion und enthielten lediglich einige flache Grübchen. Die mikroskopische Prüfung ergab, daß diese mit oberflächen­ naher Porosität verbunden waren. Offensichtlich war eine dünne Schicht der Beschichtung zwischen der Pore und der Außenfläche korrodiert, eine Korrosion am Boden des Grüb­ chens war jedoch nicht festzustellen, oder sie war nur geringfügig.
Beispiel 2
Ein Stahlrohr, hergestellt aus der Legierung SA213-T-11 (Zu­ sammensetzung (Gew.-%) C 0,15 max, Mn 0,2 bis 0,6, P 0,3 max., S 0,03 max., Si 0,5 bis 1,0, Cr 1,00 bis 1,50, Mo 0,44 bis 0,65, Rest Fe) wurde durch Pulverdiffusion bei einer Tempera­ tur von ca. 2000 bis 2200°F (1093 bis 1204°C) unter Verwen­ dung von Ferrochrom und Ferrovanadium als Metallkomponente in der Pulver­ mischung beschichtet. Die Cr/V-Verhältnisse im Pulvergemisch betrugen 2,7, 5,5 und 11,1. Die durch Diffusion hergestellten Be­ schichtungen hatten eine Gesamtdicke von 0,6 mm, 0,4 mm und 0,4 mm, einen Cr-Gehalt von 24%, 26% und 28% und einen V-Gehalt von 8, 3,5 und 2%. Die mikroskopische Untersuchung ergab, daß alle Beschichtungen an den Korngrenzen frei waren von ausgefälltem Chromcarbid. Die verteilten und an der Ober­ fläche befindlichen Carbide bestanden in der Hauptsache aus Vanadiumcarbid mit geringen Mengen an Chrom.
Die obigen Beschichtungen wurden mit einer fein vermahlenen Kohlevergasungsschlacke überzogen und danach 100 Stunden einem Steinkohlengas, das 0,6% H2S und 0,5% HCl enthielt, bei 500°C bzw. alternativ feuchter Luft zur Simulierung der Bedingungen in einem Syngas-Kühler eines Kohlevergasungs­ kraftwerks mit kombiniertem Cyclus ausgesetzt. Nach 4 Cyclen zeigte keine der Cr/V-Beschichtungen allgemeine Korrosion oder Korngrenzenkorrosion. Jede Probe zeigte ca. 2 flache Grübchen/mm2, die weniger als 0,12 mm tief waren. Die mikro­ skopische Bewertung ergab, daß diese flachen Grübchen mit der schon vorher vorhandenen Oberflächenporosität in Zusam­ menhang stehen. Bei demselben Test zeigte eine im Handel er­ hältliche chromatierte Beschichtung auf demselben Substrat (SA213-T11), die ebenfalls ca. 0,4 mm dick war, zahlreiche tiefe Gruben (ca. 90/mm2 bei einer Tiefe von bis zu 0,25 mm). Die mikroskopische Prüfung ergab außerdem eine starke Korn­ grenzenkorrosion, die bei Verwendung einer handelsüblichen vanadiumfreien chromatierten Beschichtung bis in das Substrat vordrang. Der unbeschichtete Stahl der Marke SS310 (Zusammenset­ zung: C 0,08 max., Mn 2,0 max., Si 1,5 max., S 0,045 max., P 0,045 max., Cr 24 bis 26, Ni 19 bis 22, Rest Fe), ein auste­ nitischer nicht rostender Stahl mit hohem Cr-Gehalt ergab bei demselben Test ebenfalls starken Lochfraß. Dieses Beispiel zeigt deutlich den Vorzug der Cr/V-Beschichtungen.
Beispiel 3
Der Stahl der Marke SA213-T-22Nb (Zusammensetzung: C 0,15 max., Mn 0,3 bis 0,6, P 0,03 max., S 0,03 max., Si 0,5 max., Cr 1,9 bis 2,6, Mo 0,87 bis 1,13, Nb 0,9 bis 1,1, Rest Fe) wurde wie im Beispiel 1 chromatiert. Die Eigenschaften der erhal­ tenen Beschichtungen sind in der nachfolgenden Tabelle zu­ sammengefaßt.
Eigenschaften der Beschichtung
Dieses Beispiel zeigt, daß der Cr-Gehalt weitgehend unabhän­ gig ist vom Cr/V-Verhältnis in der Pulvermischung, obwohl der V-Gehalt der Beschichtungen mit abnehmendem V-Gehalt in der Pulvermischung absinkt. Die Verwendung von Stahlsubstraten mit Nb als Stabilisator ermöglicht somit die Herstellung von chromatierten Beschichtungen, die gleichzeitig einen hohen Gehalt an Cr und V aufweisen.
Beispiel 4
Die Stähle SS304 (Zusammensetzung: C 0,04 bis 0,10, Mn 2,0 max., P 0,04 max., S 0,03 max., Si 0,75 max., Ni 8 bis 11, Cr 18 bis 20, Rest Fe) und SA213-T-91 (Zusammensetzung: C 0,08 bis 0,12, Mn 0,3 bis 0,6, P 0,002 max., S 0,01 max., Si 0,2 bis 0,5, Cr 8 bis 9,5, Mo 0,85 bis 1,05, V 0,18 bis 0,25, Nb 0,06 bis 0,1, Rest Fe), ein austenitischer nichtrostender Stahl bzw. ein ferritischer nichtrostender Stahl wurde wie im Beispiel 1 chromatiert. Die Eigenschaften der erhaltenen Beschichtungen sind in den nachfolgenden Tabellen zusammen­ gefaßt.
Chromierter Stahl SS 304
Eigenschaften der Beschichtung
Chromierter Stahl SA213-T-91
Eigenschaften der Beschichtung
Dieses Beispiel zeigt, daß Cr/V-eindiffundierte Beschich­ tungen nicht beschränkt sind auf niedriglegierte Stähle, sondern auch auf ferritische und austenitische nichtrosten­ de Stähle aufgebracht werden können.

Claims (9)

1. Verfahren zur Diffusionsbeschichtung eines Stahlsubstrats mit einer korrosionsbeständigen Schutzschicht aus Chrom und Vanadium, dadurch gekennzeichnet, daß man Chrom und Vanadium gleichzeitig auf der Stahlsubstratober­ fläche abscheidet und in das Stahlsubstrat diffundieren läßt, indem man dieses der Einwirkung einer Diffusionspulvermischung, die Chrom oder eine Chrom enthaltende Legierung, Vanadium oder eine Vanadium enthaltende Legierung, wobei das Gewichtsverhält­ nis von Chrom zu Vanadium ca. 3 bis 13 beträgt, sowie einen inerten Stoff und ein Halogenid enthält, bei erhöhter Tempe­ ratur und während einer Zeitdauer aussetzt, die ausreicht, um Chrom und Vanadium auf der Stahlsubstratoberfläche abzuschei­ den und sie in dieses diffundieren zu lassen, um eine Schutz­ schicht zu bilden, die ca. 20 bis 50 Gew.-% Chrom und ca. 1 bis 8 Gew.-% Vanadium enthält und eine Dicke von ca. 0,2 bis 0,7 mm aufweist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die erhöhte Temperatur zwischen 2000°F und 2200°F (1093°C und 1204°C) liegt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Chrom enthaltende Legierung eine Ferrochromlegierung ist, die ca. 50 bis 70 Gew.-% Chrom enthält und die Vanadium enthaltende Legierung eine Ferro­ vanadiumlegierung ist, die ca. 40 bis 60 Gew.-% Vanadium enthält.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß das Gewichtsver­ hältnis von Chrom zu Vanadium in der Diffusionspulvermischung zwischen ca. 4 und 11 liegt.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Chromgehalt der Schutz­ schicht zwischen ca. 30 und 40 Gew.-% liegt und der Vanadium­ gehalt ca. 2 bis 4 Gew.-% beträgt.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß das Stahlsubstrat ausgewählt ist aus niedriglegierten Stählen, ferritischen nichtrostenden Stählen und austenitischen nichtrostenden Stählen.
7. Nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1 hergestelltes Stahl­ erzeugnis mit einer korrosionsbeständigen Schutzbeschichtung aus eindiffundiertem Chrom und Vanadium.
8. Diffusionspulvermischung, dadurch gekennzeich­ net, daß sie Chrom oder eine Chrom enthaltende Legierung, Vanadium oder eine Vanadium enthaltende Legierung, wobei das Gewichtsverhältnis von Chrom zu Vanadium zwischen ca. 3 und 13 liegt und außerdem noch einen inerten Stoff und ein Halogenid enthält.
9. In die Oberfläche eines Stahlsubstrats, ausgewählt aus niedrig legierten Stählen und ferritischen und austenitischen nichtrostenden Stählen, diffundierte korrosionsbeständige Schutzbeschichtung, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Chromgehalt von ca. 20 bis 50 Gew.-%, einen Vanadiumgehalt von ca. 1,0 bis 8,0 Gew.-% und eine Dicke von ca. 0,2 bis 0,7 mm aufweist.
DE19883821767 1987-07-01 1988-06-28 Vanadium enthaltende chromatierte beschichtung Withdrawn DE3821767A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US6892287A 1987-07-01 1987-07-01

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE3821767A1 true DE3821767A1 (de) 1989-01-12

Family

ID=22085570

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19883821767 Withdrawn DE3821767A1 (de) 1987-07-01 1988-06-28 Vanadium enthaltende chromatierte beschichtung

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JPS6428355A (de)
DE (1) DE3821767A1 (de)
GB (1) GB2206898B (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2612710B1 (de) 2009-12-08 2018-02-07 Dürr Systems AG Lackieranlagenbauteil mit einer modifizierten oberfläche
DE102019106611A1 (de) * 2019-03-15 2020-09-17 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Verfahren zur Herstellung von Kettenbolzen mit einer Chromaluminiumnitrid-Beschichtung und/oder einer Titanaluminiumnitrid-Beschichtung

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2269735A1 (en) * 1996-10-25 1998-05-07 Jamar Venture Corporation Method and composition for diffusion alloying of ferrous materials
US6197436B1 (en) 1997-10-23 2001-03-06 Jamar Venture Corporation Method and composition for diffusion alloying of ferrous materials
CN114351073A (zh) * 2021-11-24 2022-04-15 华能济宁运河发电有限公司 一种镍铬-碳化铬金属陶瓷喷涂丝及其制备方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3257227A (en) * 1962-12-31 1966-06-21 Chromalloy American Corp Diffusion coating of metals
DE1287396B (de) * 1963-12-05 1969-01-16 Wmf Wuerttemberg Metallwaren Werkstoff aus Metallfasern
GB1246851A (en) * 1968-02-09 1971-09-22 Albright & Wilson Chromising ferrous metal substrates
GB1241591A (en) * 1968-01-12 1971-08-04 Albright & Wilson Chromising of steel strip
GB1229241A (de) * 1967-07-12 1971-04-21
GB1395703A (en) * 1971-04-21 1975-05-29 Albright & Wilson Diffusion coating process
JPS4965944A (de) * 1972-10-31 1974-06-26
JPS52142632A (en) * 1976-05-24 1977-11-28 Seikosha Kk Surface hardening process for ferrous material
JPS5429847A (en) * 1977-08-11 1979-03-06 Toyoda Chuo Kenkyusho Kk Method of forming composite carbide layer of chromium and one or more of 5a group elements on surface of iron alloy
JPS552721A (en) * 1978-06-19 1980-01-10 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Surface-treating method for iron alloy material
US4279882A (en) * 1979-04-27 1981-07-21 Ralph M. Parsons Company Process for sulfur production
JPS5770270A (en) * 1980-10-21 1982-04-30 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Method for coating iron alloy with carbide

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2612710B1 (de) 2009-12-08 2018-02-07 Dürr Systems AG Lackieranlagenbauteil mit einer modifizierten oberfläche
DE102019106611A1 (de) * 2019-03-15 2020-09-17 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Verfahren zur Herstellung von Kettenbolzen mit einer Chromaluminiumnitrid-Beschichtung und/oder einer Titanaluminiumnitrid-Beschichtung

Also Published As

Publication number Publication date
GB8814998D0 (en) 1988-07-27
GB2206898B (en) 1991-07-31
JPH0357184B2 (de) 1991-08-30
JPS6428355A (en) 1989-01-30
GB2206898A (en) 1989-01-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60126788T2 (de) Sechswertiges chrom-freies oberflächenbehandlungsmittel für auf sn- oder al-basis beschichtetes stahlblech, und oberflächenbehandltes stahlblech
DE69821920T2 (de) Pulvermischung zum thermischen diffusionsbeschichten
DE2414992A1 (de) Ueberzugssystem fuer superlegierungen
DE2325138A1 (de) Ueberzugsbaeder und verfahren, um metallteile unter verwendung dieser baeder zu schuetzen
DE2605289C3 (de) Legierung hoher Oxydationsbeständigkeit gegenüber dem Angriff schwefelhaltiger Gase
DE3104581A1 (de) Mit einer deckschicht versehener gegenstand aus einer superlegierung und verfahren zu seiner herstellung
DE2043952A1 (de) Verfahren zum Alitieren von Gegen standen aus Nickel, Kobalt oder deren Legierungen
DD255551A5 (de) Austenitischer stahl verbesserter hochtemperaturfestigkeit und korrosionsbestaendigkeit
CH670835A5 (de)
DE3223630C2 (de)
DE3901659C1 (de)
DE2429023B2 (de) Verwendung eines Stahls mit guter Zunderbeständigkeit, Schweißbarkeit und Verformbarkeit als Werkstoff zur Herstellung von Raumerhitzern und Teilen von Auspuffsystemen an Verbrennungskraftmaschinen
DE3043116C2 (de) Stahlbleche für die Herstellung von geschweißten und überzogenen Behältern
DE3821767A1 (de) Vanadium enthaltende chromatierte beschichtung
DE3310750A1 (de) Verfahren zum beschichten einer waermebestaendigen legierungsgrundlage
DE693832C (de) Bad und Verfahren zur elektrolytischen Herstellung von Zinkueberzuegen
DE2626282A1 (de) Legierung auf zinkbasis zum ueberzug von stahl und mit dieser legierung ueberzogene produkte
DE19581642C2 (de) Kalt- und Heißwasserzuführungs-Kupferlegierungsrohr mit einem Schutzfilm auf der inneren Oberfläche, Verfahren zu seiner Herstellung sowie ein Heißwasserzuführungs-Wärmeaustauscher
CH671036A5 (de) Verfahren zur herstellung eines mechanischen bauteils.
DE4238220C1 (en) Mixt. for diffusion coating ferrous material - contains chromium@, tantalum carbide, ammonium chloride, and alumina
DE1902209A1 (de) Verfahren zur Oberflaechenhaertung
DE2100477C3 (de) Kobaltlegierung mit guter Hochtemperaturfestigkeit, Duktilität und Korrosionsbeständigkeit
DE1208080B (de) Seewasserbestaendiger Stahl
DE3030109C2 (de) Mittel zum Diffusionsbeschichten von Eisenmetallen
DE2709263A1 (de) Hochfester stahl fuer das aufchromen durch diffusion

Legal Events

Date Code Title Description
8139 Disposal/non-payment of the annual fee