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2019 | OriginalPaper | Chapter

7. Hochtemperatur-Korrosionsschutzschichten

Authors : Hans Jürgen Maier, Thomas Niendorf, Ralf Bürgel

Published in: Handbuch Hochtemperatur-Werkstofftechnik

Publisher: Springer Fachmedien Wiesbaden

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Zusammenfassung

Hochtemperaturbeschichtungen werden hauptsächlich eingesetzt, um zwei Funktionen zu erfüllen: a) Korrosionsschutz und b) Wärmedämmung der Bauteile. Während für die erstgenannte Aufgabe metallische Schichten aufgebracht werden, handelt es sich bei Wärmedämmschichten um keramische Überzüge mit geringer Wärmeleitfähigkeit. Hochtemperaturbeschichtungen erfüllen oft auch mehreren Funktionen. Neben dem Korrosionsschutz dienen z. B. metall-keramische Schichten bei Abgasanlagen in Kraftwerken auch dem Verschleißschutz.
Bei Beschichtungen spricht man auch von Schutzschichten (protective coatings), wenn sie den Grundwerkstoff vor einer bestimmten Einwirkung von außen abschirmen, aber nicht optische oder elektrische Funktionen erfüllen. Üblicherweise versteht man darunter Korrosionsschutz; ist Wärme- oder Verschleißschutz gemeint, wird dies begrifflich gekennzeichnet. Deckschichten, z. B. Oxide, werden manchmal ebenfalls als Schutzschichten bezeichnet, weil sie Korrosion verhüten oder mindern. Bei den Hochtemperaturbeschichtungen handelt es sich ausnahmslos um Dickschichten in Abgrenzung zu Dünnschichten, wobei der Übergang bei etwa 1 bis 5 \( \upmu \)m Schichtdicke definiert wird.

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Footnotes
1
Die Definitionen hierzu sind in der Literatur nicht einheitlich. So werden z. B. EB-PVD-Wärmedämmschichten für Turbinenschaufeln zu den Dünnschichten gezählt, obwohl diese mit Schichtdicken von bis zu 150 \( \upmu \)m aufgebracht werden. In vielen anderen Anwendungsfällen wird der Übergang von Dünn- zu Dickschicht bei etwa 50 \( \upmu \)m definiert.
 
2
Bei gesättigten Atmosphären kann der korrosive Angriff auch durch ein Kondensat hervorgerufen werden. Hierfür sind dann entsprechend angepasste Beschichtungen erforderlich.
 
3
Die Prozessbedingungen hängen stark von der zu erzeugenden Schicht ab. So werden für α-\( {\mathrm{Al}}_2{\mathrm{O}}_3 \) Temperaturen über 1000 °C verwendet, bei anderen Spezifikationen wie γ-\( {\mathrm{Al}}_2{\mathrm{O}}_3 \) liegen die Temperaturen unter 1000 °C.
 
4
Die hier formulierten Gleichgewichtsreaktionen beschreiben den Prozess nur formal. Aus kinetischen Gründen sind auch andere Reaktionswege möglich.
 
5
Mit der Weiterentwicklung des HVOF-Verfahrens hat das Detonationsflammspritzen an Bedeutung verloren.
 
Literature
1.
P. Knödler, A. Peuker, M. Erne, H.J. Maier, K. Möhwald, D. Biermann, K. Kerber, M. Otten: Transfer of micro-structures by transplantation of thermal sprayed coatings. Proc. 10th Int. Conf. The ‘‘A’’ Coatings (K.-D. Bouzakis, K. Bobzin, B. Denkena, M. Merklein, Eds.), S. 193–204. Shaker-Verlag, Aachen (2013)
2.
C. Duret, R. Pichoir: Protective coatings for high temperature materials: Chemical vapour deposition and pack cementation processes. In: E. Lang (Hrsg.) Coatings for High Temperature Applications, S. 33–78. Appl. Sci. Publ., London (1983)
3.
R.S. Parzuchowski: Gas phase deposition of aluminium on nickel alloys. Thin Solid Films 45, 349–355 (1977)CrossRef
4.
G. Kienel, P. Sommerkamp: Aufdampfen im Hochvakuum. In: G. Kienel, K. Röll (Hrsg.) Vakuumbeschichtung 2, S. 20–106. VDI-Verlag, Düsseldorf (1995)CrossRef
5.
A. Sickinger, E. Mühlberger: Advanced low pressure plasma application in powder metallurgy. Powder Met. Int. 24, 91–94 (1992)
6.
J.S. Smith, D.H. Boone: Platinum modified aluminides – Present status. Paper 90–GT–319. Gas Turbine and Aeroengine Congress and Exposition, June 11–14, 1990, Brussels. Amer. Soc. of Mech. Engineers ASME, New York
7.
L. Peichl, D.F. Bettridge: Overlay and Diffusion Coatings for Aero Gas Turbines. In: D. Coutsouradis et al. (Hrsg.) Materials for Advanced Power Engineering 1994, S. 717–740, Proc. Int. Conf. Liège 1994. Kluwer Acad. Publ., Dordrecht (1994)
8.
9.
M. Nicolaus, K. Möhwald, Fr.-W. Bach, H.J. Maier: Wärmebehandlung thermisch gespritzter Ni-Basislote/NiCrAlY-Schichtsysteme zur Reparatur von Turbinenschaufeln. Therm. Spray Bull. 6, 119–123 (2013)
10.
R. Bürgel: Beschichtungen gegen Hochtemperaturkorrosion in thermischen Maschinen. In: Verein Deutscher Ingenieure (Hrsg.) Beschichtungen für Hochleistungsbauteile, VDI Berichte 624, S. 185–240. VDI-Verlag, Düsseldorf (1986)
11.
R. Kowalewski: Thermomechanische Ermüdung einer beschichteten, stengelkristallinen Nickelbasis-Superlegierung. Fortschr.-Ber. VDI, Reihe 18, Nr. 212. VDI-Verlag, Düsseldorf (1997)
12.
A. Taylor, R.W. Floyd: The constitution of nickel-rich alloys of the nickel-chromium-aluminium system. J. Inst. Met. 81, 451–464 (1952/53)
13.
F.J. Pennisi, D.K. Gupta: Tailored plasma sprayed MCrAlY coatings for aircraft gas turbine applications, NASA CR-165234 (1981)
14.
M.I. Wood: The mechanical properties of coatings and coated systems. Mater. Sci. Eng. A 121, 633–643 (1989)
15.
Nimocast Alloys, Publ. 3610. Henry Wiggin & Co (1974)
16.
J. Stringer, R. Viswanathan: Gas turbine hot section materials and coatings in electric utility applications. In: V.P. Swaminathan, N.S. Cheruvu (Hrsg.) Advanced Materials and Coatings for Combustion Turbines, S. 1–18. ASM International, Materials Park (OH) (1994)
17.
M.G. Hebsur, R.V. Miner: Stress rupture and creep behavior of a low pressure plasma-sprayed NiCoCrAlY coating alloy in air and vacuum. Thin Solid Films 147, 143–152 (1987)CrossRef
18.
D.B. Miracle: The physical and mechanical properties of NiAl, Overview No. 104. Acta Metall. Mater. 41, 649–684 (1993)CrossRef
19.
20.
M.I. Wood, G.F. Harrison: Modelling the deformation of coated superalloys under thermal shock. In: R. Viswanathan and J.M. Allen (Hrsg.) Life Assessment and Repair Technology for Combustion Turbine Hot-Section Components, S. 197–204. ASM International, Materials Park (OH) (1990)
21.
K.H. Kloos, J. Granacher, H. Kirchner: Mechanisches Verhalten des Schutzschicht-Grundwerkstoff-Verbundes von Gasturbinenschaufeln unter betriebsähnlicher zyklischer Beanspruchung. Mat.-wiss. u. Werkstofftech. 25, 209–217 (1994)CrossRef
22.
T.E. Strangman: Thermal-mechanical fatigue life model for coated superalloy turbine components. In: S.D. Antolovich et al. (Hrsg.) Superalloys 1992, S. 795–804. Proc. 7th Int. Symp. on Superalloys, Seven Springs/Pa. The Minerals, Metals & Materials Society, Warrendale/Pa. (1992)
23.
K. Komeya, M. Matsui: High temperature engineering ceramics. In: R.W. Cahn, P. Haasen, E.J. Kramer (Hrsg.) Materials Science and Technology, Bd. 11, M.V. Swain (Vol. Ed.), S. 517–565. VCH, Weinheim (1994)
24.
R. Bürgel, I. Kvernes: Thermal Barrier Coatings. In: W. Betz et al. (Hrsg.) High Temperature Alloys for Gas Turbines and Other Applications 1986, S. 327–356. Proc. Int. Conf. Liège 1986. D. Reidel, Dordrecht (1986)
25.
H.G. Scott: Phase relationships in the zirconia-yttria system. J. Mater. Sci. 10, 1527–1535 (1975)CrossRef
26.
C.A. Andersson et al.: Advanced ceramic coating development for industrial/utility gas turbine applications, NASA Contractor Report CR 165619. Westinghouse Electric Corp. (Febr. 1982)
27.
R. Stickler, E. Kny: Summary of the Physical and Mechanical Property Data of IN-738, COST 50, Part 1 of 2nd Progress Report, 75-UW-COST-B6. University Vienna (1975)
28.
Nimocast Alloys, Henry Wiggin & Co Ltd., Publication 3610 (1974)
29.
W. Mannsmann: Keramische Wärmedämmschichtsysteme. Dissertation, Universität Karlsruhe (1995)
30.
U. Täck: The Influence of Cobalt and Rhenium on the Behaviour of MCrAlY Coatings. Dissertation, Technische Universität Bergakademie Freiberg (2004)
Metadata
Title
Hochtemperatur-Korrosionsschutzschichten
Authors
Hans Jürgen Maier
Thomas Niendorf
Ralf Bürgel
Copyright Year
2019
Book
Handbuch Hochtemperatur-Werkstofftechnik

Print ISBN: 978-3-658-25313-4

Electronic ISBN: 978-3-658-25314-1

Copyright Year: 2019

DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-658-25314-1_7

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