DE69307171T2

DE69307171T2 - Korrosionsschutzschicht und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE69307171T2
Application number: DE69307171T
Authority: DE
Inventors: Adil Abbas Ashary; Robert Clark Tucker
Original assignee: Praxair Technology Inc
Current assignee: Praxair Technology Inc
Priority date: 1992-03-06
Filing date: 1993-03-05
Publication date: 1997-07-17
Anticipated expiration: 2013-03-06
Also published as: JPH0681114A; DE69307171D1; CA2091090A1; CA2091090C; SG46290A1; EP0560544B1; EP0560544A3; EP0560544A2; US5326645A; JP2767528B2; US5451470A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Schützen einer metallischen Legierung gegenüber wässriger Korrosion.
Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung eines undurchdringlichen Nickelchromüberzuges, bei welchem sich, wenn er dem Standardkorrosionstest gemäß ASTM G-61 unterzogen wird, bei Anlegen einer Spannung von 400 Millivolt (mV) ein Strom von weniger als 50 Mikroampere pro Kubikzentimeter ergibt.
Eisenhaltige Legierungen ,wie beispielsweise Stähle verschiedener Güte und rostfreie Stähle sind einer Korrosion unterworfen, wenn sie einer wässrigen Umgebung ausgesetzt werden. Häufig werden thermisch gespritzte Überzuge in korrosiven Umgebungen benutzt, um für Verschleißbeständigkeit zu sorgen. Es gibt viele thermische Spritzüberzüge, deren Korrosionseigenschaften jenen von eisenhaltigen Legierungen überlegen sind. Der Gebrauch von solchen verschleiß- und korrosionsbeständigen Überzügen kann durch das Korrosionsverhalten des Substrats begrenzt sein. Dies liegt an der damit verbundenen Porosität, die inhärent bei thermisch gespritzten Überzügen vorliegt. Ein Beispiel für dieses Problem zeigt sich bei der Verwendung eines mittels Plasmaspritzen aufgebrachten Cr&sub2;O&sub3;-Überzuges auf einem Substrat aus rostfreiem Stahl der Serie 300 in Meerwasser. Diese Überzugs/Substrat-Kombination wird häufig für Anwendungen wie z.B. mechanische Dichtungen verwendet. Der Cr&sub2;O&sub3;-Überzug selbst verfügt über gute Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit, jedoch sind die rostfreien Stähle einer Rißkorrosion unterworfen. Cr&sub2;O&sub3;-Überzüge auf rostfreiem Stahl der Serie 300 versagen folglich häufig in Meerwasser. Die Herstellung von mechanischen Dichtungen aus korrosionsbeständigen Nickelbasislegierungen ist kostspielig. Bei mittels Schweißen abgeschiedenen Beschichtungen aus korrosionsbeständigen Nickelbasislegierungen ergeben sich sowohl technische Probleme als auch Kostenprobleme.
Es hat sich nun als möglich erwiesen, ein Verfahren zum Schützen einer metallischen Legierung gegenüber wässriger Korrosion zu schaffen, indem ein undurchlässiger Überzug auf eine Legierung aufgebracht wird, beispielsweise eine eisenhaltige Legierung, eine kupferhaltige Legierung, eine kobalthaltige Legierung, eine aluminiumhaltige Legierung oder eine nickelhaltige Legierung, die in wässrigen Umgebungen benutzt werden kann.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Schützen einer metallischen Legierung gegenüber wässriger Korrosion geschaffen, bei dem ein undurchlässiger Überzug auf solch eine Legierung aufgebracht wird, indem:
(a) ein eine metallische Legierung aufweisendes Substrat hergestellt wird,
(b) ein Pulver hergestellt wird, das 21 bis 23 Gew.% Chrom, 8 bis 10 Gew.% Molybdän, 2,5 bis 3,5 Gew.% Eisen, 3 bis 4 Gew.% Niob, aufweist, wobei der Rest Nickel ist; und
(c) die in dem Verfahrensschritt (b) genannte Pulverzusammensetzung bei einer Gastemperatur von 1649 ºC bis 3204 ºC (3000 ºF bis 5800 ºF) und einem Gasdruck von 11,14 10&sup5; bis 18,23 10&sup5; Pa (11 bis 18 atm) auf das eine metallische Legierung aufweisende Substrat thermisch aufgespritzt wird, um einen Überzug mit einer Dicke von mehr als 0,1016 mm (0,004 inch) zu erzeugen.
Bei einem gemäß der vorliegenden Erfindung herstellbaren Überzug erzeugt bei Anwendung des ASTM G-61 Korrosionstests ein angelegtes Potential von 400 mV eine Stromdichte von weniger als 50 µA/cm².
Vorzugsweise wird erfindungsgemäß eine Oberschicht aus einem verschleißbeständigen Überzug aufgebracht.
Das Erreichen einer Stromdichte von weniger als 50 µA/cm² bei einem angelegten Potential von 400 mV gewährleistet, daß der Überzug undurchlässig ist und keiner Flüssigkeit ermöglicht, durch den Überzug einzudringen und mit der Oberfläche des Substrats in Kontakt zu treten. So konnte ein verschleißbeständiger Überzug, z.B. Aluminiumoxid, Chromoxid, Titanoxid, Mischoxide von Aluminiumoxid und Titan, Wolframcarbidcermete, Wolframcarbid- Kobaltcermete, Wolframcarbid-Nickelcermete, Wolframcarbid-Chrom-Kobaltcermete, Chromcarbid-Nickelchromcermete, Chromcarbid-IN-625-Cermete und Wolfram-Titancarbid- Nickelcermete auf den erfindungsgemäß erzeugten Überzug als eine Oberschicht aufgebracht werden, um den beschichteten Gegenstand verschleißbeständig zu machen. Dieser beschichtete Gegenstand könnte dann in einer Umgebung mit wässriger Korrosion benutzt werden, und die erfindungsgemäß verwendete Unterschicht wird ein jegliches wassriges Medium daran hindern, zu dem Substrat hin durchzudringen.
Vorzugsweise weist die Pulverzusammensetzung gemäß dieser Erfindung etwa 22 Gew.% Chrom, etwa 9 Gew.% Molybdän, etwa 3 Gew.% Eisen, etwa 3,5 Gew.% Niob, Rest Nickel, wie z.B. 62,5 Gew.% Nickel, auf Die Dicke des Überzuges sollte vorzugsweise über 0,1524 mm (0,006 inch) betragen. Ein Zweck des Überzuges besteht darin, eine undurchlässige Lage für ein metallisches Legierungssubstrat zu schaffen, die verhindert, daß ein korrosives Medium durch den Überzug permeiert und mit der Oberfläche des Substrats in Kontakt triff. Somit kann eine Vielzahl von Substraten in einer wässrigen Umgebung benutzt werden, da der gemäß der Erfindung benutzte Überzug das Substrat vor den korrosiven Medien schützt. Geeignete Substrate beinhalten rostfreie Stähle unterschiedlicher Güte, wie z.B. rostfreien Stahl AISE 304, AISE 316, AISE 410, andere austenitische, ferritische, martensitische oder ausscheidungsgehärtete rostfreie Stähle, unlegierten Kohlenstoffstahl, wie z.B. AISE 1018 und Legierungsstähle, wie z.B. AISE 4140. Es könnten andere Substrate benutzt werden, wie z.B. auf Kupfer basierende Legierungen, auf Aluminium basierende Legierungen, auf Nickel basierende Legierungen oder auf Kobalt basierende Legierungen.
Der gemäß der vorliegenden Erfindung erzeugte Überzug könnte als ein Sperrüberzug wirken, auf den eine Oberschicht für eine spezielle Anwendung aufgebracht werden könnte. Falls beispielsweise verschleißbeständige Eigenschaften erforderlich sind, könnte eine Überzug, wie z.B. Chromcarbidcermete, Wolframcarbidcermete oder -oxide, mittels einem jeglichen konventionellen Verfahren aufgebracht werden, z.B. mittels Plasmaspritzen, Flammplatttieren, Hochgeschwindigkeits-Sauerstoff-Brennstoff-Verfahren oder mittels Detonationskanone. Die verschleißbeständigen Oberschichten, die benutzt werden könnten, beinhalten Chromoxid, Aluminiumoxid, Titanoxid, Mischoxide aus Aluminiumchrom und Titan, Wolframcarbidzermete, Wolframcarbid-Kobaltzermete, Wolframcarbid-Chrom-Kobaltzermete, Wolframcarbid- Nickel-Chromzermete, Chromcarbid-IN-625-Zermete, Wolframcarbid-Nickelzermete, Wolfram-Titancarbid-Nickelzermete und Chromcarbid-Nickel-Chromzermete.
Beim Auftrag des Überzuges gemäß der vorliegenden Erfindung sollte das thermische Spritzverfahren benutzt werden, um zu gewährleisten, daß die geeignete Gastemperatur und der geeignete Gasdruck erzielt werden, wenn die Pulver auf die Substratoberfläche getrieben werden. Vorzugsweise sollten die bei der vorliegenden Erfindung benutzten Pulver der Überzugszusammensetzung bei einer Gastemperatur von etwa 1760 ºC bis 3093 ºC (3200 ºF bis 5600 ºF) und einem Gasdruck von etwa 12,16 10&sup5; Pa bis 16,71 10&sup5; Pa (12 atm bis 16,5 atm) auf die Substratoberfläche aufgebracht werden.
Um zu gewährleisten, daß die geeignete Gastemperatur und der geeignete Gasdruck erzielt werden, sollte somit das thermische Spritzverfahren benutzt werden. Bei thermischem Spritzen mittels Detonation wird ein fluidgekühlter Lauf mit einem kleinen Innendurchmesser von etwa 25,4 mm (1 inch) verwendet. Im allgemeinen wird ein Gemisch aus Sauerstoff und Acetylen in die Kanone gemeinsam mit einem zerkleinerten Beschichtungsmaterial eingebracht. Das Sauerstoff/Acetylenbrennstoff-Gasgemisch wird gezündet, um eine Detonationswelle zu erzeugen, die sich den Lauf der Kanone entlang bewegt, wodurch das Beschichtungsmaterial erwärmt und aus der Kanone heraus auf einen zu beschichtenden Gegenstand geschleudert wird. US-A-2 714 563 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung, bei welchen Detonationswellen zum thermischen Spritzbeschichten eingesetzt werden.
Wenn das Brennstoffgasgemisch in einer Detonationskanone gezündet wird, werden im allgemeinen Detonationswellen erzeugt, wodurch das zerkleinerte Beschichtungsmaterial auf etwa 731,5 m/s (2400 ft/sec) beschleunigt und auf eine Temperatur nahe dessen Schmelzpunkt erwärmt wird. Nachdem das Beschichtungsmaterial den Lauf der Detonationskanone verläßt, spült ein Stickstoffstoß den Lauf. Dieser Zyklus wird im allgemeinen vier- bis achtmal pro Sekunde wiederholt. Bine Steuerung der Detonationsbeschichtung wird prinzipiell durch Variation des Detonationsgemisches von Sauerstoff und Acetylen erzielt.
Bei manchen Anwendungen wurde festgestellt, daß verbesserte Beschichtungen erzielt werden können, indem das Sauerstoff/Acetylenbrennstoff-Gemisch mit einem inerten Gas, wie z.B. Stickstoff oder Argon, verdünnt wird. Es wurde festgestellt, daß der gasförmige Verdünnungsstoff die Flammentemperatur senkt oder zu senken neigt, da er nicht an der Detonationsreaktion teilnimmt. US-A-2 972 550 offenbart ein Verfahren zum Verdünnen des Sauerstoff/Acetylenbrennstoff-Gemisches um zu ermöglichen, daß das Detonationsplattierverfahren mit einer gesteigerten Zahl von Beschichtungszusammensetzungen und ebenso für neue und in größerem Umfang nützliche Anwendungen basierend. auf dem erzielbaren Überzug eingesetzt werden kann.
Im allgemeinen wurde Acetylen als das brennbare Brennstoffgas benutzt, da es sowohl Temperaturen als auch Drücke erzeugt, die größer als jene sind, die sich mit einem anderen gesättigten oder ungesätügten Kohlenwasserstoffgas erzielen lassen. Für manche Beschichtungsanwendungen ergibt die Temperatur einer Verbrennung eines Sauerstoff/Acetylen-Gemisches mit einem atomaren Verhältnis von Sauerstoff zu Kohlenstoff von etwa 1:1 Verbrennungstemperaturen, die viel höher als die erwünschten sind. Wie oben erwähnt wurde, besteht die allgemeine Vorgehensweise zum Kompensieren der hohen Verbrennungstemperaturen des Sauerstoff/Acetylenbrennstoffgases darin, das Brennstoffgasgemisch mit einem inerten Gas, wie beispielsweise Stickstoff oder Argon, zu verdünnen. Obschon diese Verdünnung die Verbrennungstemperatur herabsetzt, führt sie auch zu einer damit einhergehenden Abnahme des Spitzendruckes der Verbrennungsreaktion. Diese Abnahme des Spitzendruckes führt zu einer Abnahme der Geschwindigkeit des aus dem Lauf auf das Substrat geschleuderten Beschichtungsmaterials. Es wurde festgestellt, daß mit der Zunahme eines verdünnenden inerten Gases zu dem Sauerstoff/Acetylenbrennstoff-Gemisch der Spitzendruck der Verbrennungsreaktion schneller abnimmt als die Verbrennungstemperatur.
In US-A-4 902 539 wird ein neuartiges Brennstoff/Oxidationsmittel-Gemisch zum Gebrauch mit einer Vorrichtung zum Flammplattieren unter Verwendung einer Detonationsanordnung offenbart. Insbesondere offenbart US-A-4 902 539, daß das Brennstoff/Oxidationsmittel- Gemisch zur Verwendung bei Detonationskanonenanwendungen aufweisen sollte:
(a) ein Oxidationsmittel und
(b) ein Brennstoffgemisch von mindestens zwei brennbaren Gasen, die aus der aus gesättigten und ungesättigten Kohlenwasserstoffen bestehenden Gruppe ausgewählt sind.
Das offenbarte Oxidationsmittel ist aus Sauerstoff, Stickoxid und Gemischen davon und ähnlichem ausgewählt, und das brennbare Brennstoffgemisch besteht aus mindestens zwei Gasen, die aus Acetylen (C&sub2;H&sub2;), Propylen (C&sub3;H&sub6;), Methan (CH&sub4;), Ethylen (C&sub2;H&sub4;), Methylacetylen (C&sub3;H&sub4;), Propan (C&sub3;H&sub8;), Ethan (C&sub2;H&sub6;), Butadienen (C&sub4;H&sub6;), Butylenen (C&sub4;H&sub8;), Butanen (C&sub4;H&sub1;&sub0;), Cyclopropan (C&sub3;H&sub6;), Propadien (C&sub3;H&sub4;), Cyclobutan (C&sub4;H&sub8;) und Ethylenoxid (C&sub2;H&sub4;0) ausgewählt sind. Das genannte bevorzugte Brennstoffgemisch ist Acetylengas zusammen mit mindestens einem anderen brennbaren Gas, wie beispielsweise Propylen. Somit kann eine Detonationsanordnung unter Verwendung eines brennbaren Gases oder von brennbaren Brennstoffgemischen von zwei oder mehr brennbaren Gasen benutzt werden, um die bei der vorliegenden Erfindung benutzte Beschichtung abzuscheiden, vorausgesetzt, daß, wie oben beschrieben, die geeignete Kombination von Temperatur und Druck für die Beschichtungspulver erzielt wird.
Um zu gewährleisten, daß der bei der vorliegenden Erfindung benutzte Überzug gegenüber einem wäßrigen Korrosionsmedium undurchdringlich ist, sollte der Überzug in der Lage sein, eine Stromdichte von weniger als 50 Mikroampere pro Quadratzentimeter zu erzeugen, wenn er einem angelegten Potential von 400 Millivolt gemäß dem Standardtestverfahren ASTM G-61 zum Ausführen von zyklischen potentiodynamischen Polarisationsmessungen für lokale Korrosionsanfälligkeit von Eisen-, Nickel- oder Kobaltbasislegierungen ausgesetzt wird. Dieses Testverfahren beschreibt eine Prozedur zum Ausführen von zyklischen potentiodynamischen Polarisationsmessungen, um die relative Anfälligkeit für lokale Korrosion (Lochfraß- und Rißkorrosion) von Eisen-, Nickel- oder Kobaltbasislegierungen in einer Chloridumgebung zu bestimmen. Dieses Testverfahren beschreibt außerdem eine experimentelle Prozedur, die benutzt werden kann, um eine spezielle Experimentaltechnik und Experimentalausrüstung zu überprüfen. Der ASTM G-61-Test ist eine Standardtestprozedur, die ohne weiteres in jeder Bücherei erhältlich ist und in der Technik wohlbekannt ist.
Die vorliegende Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf das folgende Beispiel und die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert, in welchen:
FIG. 1 eine schematische Darstellung von drei zyklischen potentiodynamischen Polarisationskurven für Legierungen in einer 3,5 % NaCl-Lösung gemäß dem Standardkorrosionstest gemäß ASTM G-61 zeigt;
FIG. 2 eine schematische Darstellung von drei zyklischen potentiodynamischen Kurven für IN-625-Überzüge ist, die auf verschiedene Substrate aufgebracht wurden und die unter Verwendung einer 3,5 % NaCl-Lösung gemäß dem in ASTM G-61 offenbarten Standardkorrosionstest untersucht wurden.

Beispiel

Unter Verwendung der Testprozedur gemäß ASTM G-61-86 (-86 bedeutet Ausgabe 1986) sowie mit einer 3,5 Vol.% NaCl-Lösung wurden elektrochemische Korrosionsstudien an blankliegenden Legierungen und an beschichteten Legierungen durchgeführt. Es wurde eine potentiodynamische zyklische Polarisationstechnik angewendet, um das Korrosionsverhalten des Überzuges und der Legierungen zu bewerten. Bei diesen Versuchen wird im Grunde genommen eine Fläche von einem Quadratzentimeter der Probe einem korrosiven Medium ausgesetzt. Ein Potentialscan wird bei einem Potential begonnen, welches gegenüber dem Potential des offenen Kreises (Ecorr) der Probe negativ ist. Dies wird als kathodische Polarisation bezeichnet, da die Probe mit Bezug auf die Gegenelektrode kathodisch wird. Während der kathodischen Polarisation bleibt die Probe geschützt, und es erfolgt eine Wasserstoffentwicklung an der Probe. Um das Korrosionsverhalten der Probe zu untersuchen, müssen Potentiale angelegt werden, die positiver als Ecorr sind, d.h., es erfolgt eine anodische Polarisation. Ein Beginn des Potentialscans bei einem Potential, das mit Bezug auf Ecorr negativ ist, gewährleistet nicht nur, daß Ecorr in den Scan mit eingeschlossen wird, sondern auch, daß die unter kathodischer Polarisation erzeugten Daten für die Polarisationswiderstandsmessungen verwendet werden können.
Wenn der Potentialscan den Wert von Ecorr passiert, erfolgt eine Korrosion (Oxidation) der Probe. Die Intensität der Korrosion wird durch den sich ergebenden Strom zwischen der Probe und der Gegenelektrode gemessen. Der Potentialscan wird bei einer ausreichend hohen Korrosionsrate umgekehrt. Aufgrund dieser Umkehrung wird die Technik als "zyklische" Polarisation bezeichnet. Konventionell wird das angelegte Potential an der y-Achse aufgetragen, und die sich ergebende Stromdichte wird an der x-Achse aufgetragen.
Die Kurven für die zyklische Polarisation der Proben aus blankem Stahl 1018 (Probe A) rostfreiem Stahl 304 (Probe B) und einer IN 625-Legierung (Probe C) sind in FIG. 1 zwecks Bezugnahme als Basislinienwerte dargestellt. In FIG. 1 zeigt die Probe B aus rostfreiem Stahl 304 ein typisches Lochfraß-Korrosionsverhalten. Ein Einbruch der Passivität erfolgt bei etwa 200 mV, welcher durch die rasche Zunahme der Stromdichte aufgrund der Ausbildung und des Wachstums von Lochfraß markiert ist. Aufgrund der fortgesetzten und beschleunigten Korrosion in den Löchern bildet sich eine Hystereseschleife, wenn die Richtung des Scans umgekehrt wird.
In FIG. 1 zeigt die Probe C aus IN 625-Legierung kein Lochfraßverhalten. Die Passivität wurde bei einem Wert von bis zu etwa 550 Millivolt aufrechterhalten. Die rasche Zunahme des Stromes, die bei diesem Potential erfolgt, rührt nicht von Lochfraß her, sondern von einer gleichförmigen Korrosion der Legierung in dem transpassiven Bereich. In diesem Bereich beginnt sich die passive Oxidlage oxidativ aufzulösen, im allgemeinen als ein hydrolisiertes Kation in einem höheren Oxidationszustand. Der umgekehrte Scan für die Probe B aus IN 625 folgt eng dem vorwärtsgerichteten Scan. Da es keine Löcher gab, blieb die Korrosion der Legierung bei einem vorgegebenen Potential die gleiche bei dem umgekehrten Scan.
In FIG. 1 zeigt die Probe A aus Stahl 1018 ein stark negatives Korrosionspotential (Wert Ecorr). Die Stromdichte nahm weiterhin zu als das Potential in Vorwärtsrichtung angelegt wurde, wobei keine diskontinuierliche Änderung der Rate zu beobachten war, die eine rasche generelle Korrosion angedeutet häffe.
Die Stromdichte bei 400 Millivolt kann als das Kriterium genommen werden, mit welchem zwischen Materialien unterschieden wird, die korrosionsbeständig sind und solchen die es nicht sind, da dieses Potential über dem Einbruchspotential für Legierungen liegt, die für lokale Korrosion anfällig sind, sowie unter dem Potential für eine Transpassivierung für die meisten korrosionsbeständigen Legierungen. Es wurde festgestellt, daß Materialien mit einem Korrosionsstrom bei 400 Millivolt von mehr als etwa 50 Mikroampere pro Quadratzentimeter bei einer mikroskopischen Untersuchung nach dem Test eine exzessive Korrosion zeigten, während jene mit einem Korrosionsstrom von weniger als 50 Mikroampere keine sichtbare Korrosion zeigten.
Zusätzlich zu den Versuchen der Legierungsprobe wurde ein gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellter Überzug auf verschiedene Legierungsproben unter Verwendung der Detonationstechnik thermisch aufgespritzt. Der Überzug wurde bei verschiedenen Gastemperaturen und Gasdrücken bis zu unterschiedlichen Dicken aufgebracht, wie es in der Tabelle gezeigt ist. Der gemäß der vorliegenden Erfindung erzeugte Überzug, der in dem Versuch benutzt wurde, war ein IN 625-Pulver, welches 22 Gew.% Cr, 9 Gew.% Mo, 3 Gew.% Fe, 3,5 Gew.% Nb, Rest Ni enthielt. In der Tabelle sind die mittels dem ASTM G-61-Versuch erhaltenen Daten sowohl für die Legierungsproben als auch die beschichteten Legierungsproben angegeben. Außerdem wurde ein Plasmaspritzverfahren benutzt, um eine Probe zu beschichten (Probe Q).
FIG. 2 zeigt einen Vergleich des Polarisationsverhaltens eines gemäß der vorliegenden Erfindung verwendeten Überzuges sowohl auf IN 625-Legierung (Probe D) und AISE 101 8-Legierungssubstraten mit einem bekannten Plasmaspritzüberzug von ähnlicher Zusammensetzung auf einem Substrat aus AISI 1018-Legierung (Probe Q). Das Polarisationsverhalten der Proben mit dem bei der vorliegenden Erfindung verwendeten Überzug wird nicht durch die Art des Substrats beeinträchtigt und zeigt somit ein undurchdringliches Verhalten, jedoch zeigte die mittels dem Plasmaverfahren beschichtete Probe gemäß dem Stand der Technik eine hohe Korrosionsrate des Substrats, da der Überzug nicht effektiv abgedichtet ist und das Substrat angegriffen wird.
Die Daten in der Tabelle zeigen, daß ein undurchdringlicher Überzug aus IN 625-Pulver erzielt wurde, wenn das Pulver bei einem Gasdruck von 12,16 10&sup5; Pa bis 16,92 10&sup5; Pa (12,0 bis 16,7 atm), einer Gastemperatur von 1793 ºC bis 3086 ºC (3259 ºF bis 5587 ºF) und einer Dicke von mindestens 0,0889 mm (0,0035 inch) thermisch gespritzt wurde. Weder der mittels dem Plasmaverfahren gespritzte Überzug noch die Überzüge, die außerhalb der oben angegebenen Bereiche für den Gasdruck und die Gastemperatur aufgebracht wurden, waren undurchdringlich. Wie sich aus den Daten ergibt, können mit einer speziellen Pulverzusammensetzung undurchdringliche Überzüge erhalten werden, wenn die Pulverzusammensetzung unter Verwendung der thermischen Spritztechnik abgeschieden wird, so daß die Pulver innerhalb eines angegebenen Gastemperaturbereichs und eines Gasdruckbereichs aufgebracht werden können. TABELLE
* mittels Plasmaverfahren gespritzt unter Verwendung eines Standarbrenners bei einem Strom von 120 A, 57 Volt, und Argongas als Schutzgas.

Claims

1.Verfahren zum Schützen einer metallischen Legierung gegenüber wässriger Korrosion, bei dem ein undurchlässiger Überzug auf solch eine Legierung aufgebracht wird, indem:

(a) ein eine metallische Legierung aufweisendes Substrat hergestellt wird,

(b) ein Pulver hergestellt wird, das 21 bis 23 Gew.% Chrom, 8 bis 10 Gew.% Molybdän, 2,5 bis 3,5 Gew.% Eisen, 3 bis 4 Gew.% Niob, aufweist, wobei der Rest Nickel ist; und

(c) die in dem Verfahrensschriff (b) genannte Pulverzusammensetzung bei einer Gastemperatur von 1649 ºC bis 3204 ºC (3000 ºF bis 5800 ºF) und einem Gasdruck von 11,14 10&sup5; bis 18,23 10&sup5; Pa (11 bis 18 atm) auf das eine metallische Legierung aufweisende Substrat thermisch aufgespritzt wird, um einen Überzug mit einer Dicke von mehr als 0,1016 mm (0,004 inch) zu erzeugen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Pulverzusammensetzung des Verfahrensschrittes (b) 22 Gew.% Chrom, 9 Gew.% Molybdän, 3 Gew.% Eisen, 3,5 Gew.% Niob aufweist, wobei der Rest Nickel ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Dicke des Überzuges größer als 0,1524 mm (0,006 inch) ist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem ein eine metallische Legierung aufweisendes Substrat gewählt wird, bei dem es sich um AISE 304 SS, AISE 316 SS, AISE 410 SS, austenitischen rostfreien Stahl, ferritischen rostfreien Stahl, martensitischen rostfreien Stahl, ausscheidungsgehärteten rostfreien Stahl, unlegierten Kohlenstoffstahl, Legierungsstahl, eine auf Kupfer basierende Legierung, eine auf Aluminium basierende Legierung, eine auf Nickel basierende Legierung oder um eine auf Kobalt basierende Legierung handelt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem zusätzlich der folgende Verfahrensschritt ausgeführt wird:

(d) Abscheiden eines Überzuges auf dem Überzug des Verfahrensschrittes (c).

6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem der Überzug des Verfahrensschrittes (d) aus der aus Chromoxid, Aluminiumoxid, Titanoxid, Mischoxiden aus Aluminiumoxid und Titan, Mischoxiden aus Aluminiumchrom und Titan, Wolframcarbidzermeten, Wolframcarbidkobaltzermeten, Wolframcarbidnickelzermeten, Wolframcarbidchromkobaltzermeten, Wolframcarbidchromnickelzermeten, Wolframcarbidnickelchromzermeten, Chromcarbid-IN-625-Zermeten und Wolframtitancarbidnickelzermeten bestehenden Gruppe ausgewählt ist.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei im Verfahrensschritt (c) die Gastemperatur zwischen 1760 ºC und 3093 ºC (3200 ºF und 5600 ºF) liegt und der Gasdruck zwischen 12,16 10&sup5; Pa und 16,71 10&sup5; Pa(12 atm und 16,5 atm) liegt.