The development of structural changes during long term service is a serious problem of heat resistant steels due to formation of deleterious Cr-and Mo-rich phases in the structure. Since chromium and molybdenum are easily soluble by transpassive mechanisms, electrochemical polarisation in appropriate electrolyte could be used as method for detection of such phases. Transpassive behaviour of creep resistant steel 9Cr-1Mo (P91) in different states of heat treatment/long term aging was studied in this work. Materials were studied by means of electrochemical methods, OES analysis and SEM observation. Potentiodynamic curves of tempered and aged (650uC/10 000 h) samples in NaOH solution show a significant local peak in transpassivity/secondary passivity region. No peak was observed on polarisation curve of quenched sample. Formation of the local peak on polarisation curve is assumed to be caused by dissolution of Cr-and Mo-rich phases by a transpassive mechanism. This assumption was confirmed using potentiostatic etching, chemical analysis of electrolytes and microstructure observation.

82 ÚVODTechnika HVOF (High Velocity Oxygen Fuel) je způsob povlakování, při kterém je materiál ve formě prášku pomocí nosného plynu vstřikován do spalovací komory. Zde dochází k natavení některých složek a vý-raznému urychlení pohybu směrem k povlakované součásti. HVOF povlaky na bázi Cr 3 C 2 -NiCr se používají především pro zvýšení tvrdosti a otěruvzdornosti za zvýšených teplot, kdy vykazují velmi vysokou strukturní stabilitu a odolnost proti oxidaci [1]. Zatímco matrice NiCr zajišťuje povlaku dostatečnou korozní odolnost, jeho otěruvzdornost je dána primárně karbidickými částicemi. Povlak Cr 3 C 2 -NiCr je ve standardním stavu tvořen nanokrystalickou až amorfní matricí NiCr, karbidy, nízkým obsahem Cr 2 O 3 (vzniklých přímou reakcí chromu s kyslíkem během HVOF procesu), póry a často také malými trhlinami [2]. Nanesený HVOF povlak má vysokou hustotu a porozitu pod úrovní 1 %. Kromě karbidu Cr 3 C 2 bývají v povlaku přítomné také karbidy Cr 7 C 3 a Cr 23 C 6 vzniklé transformací původního Cr 3 C 2 . Velkou výhodou těchto povlaků je podobný koefi cient roztažnosti železa a karbidu Cr 3 C 2 [3,4].Během provozu za zvýšených teplot dochází k oxidaci a v povlaku se tvoří oxid Cr 2 O 3 . Předpokládá se, že Cr 2 O 3 částečně zpomaluje oxidaci podkladového materiálu blokováním přístupu reaktivních složek prostředí směrem k podkladu [5]. Oxid Cr 2 O 3 vzniká jak oxidací karbidu Cr 3 C 2 , tak i chromu z matrice povlaku. Přednostní oblastí pro difúzi kyslíku a následnou vnitřní oxidaci uvnitř povlaku jsou fázová rozhraní Cr 3 C 2 /NiCr [6]. K vytvoření ochranné vrstvy oxidu chromitého je třeba, aby matriční slitina NiCr obsahovala minimálně 10 % Cr. Na slitině NiCr dochází během oxidace za zvý-šených teplot nejdříve ke tvorbě vrstvy NiO, pod níž se postupně vytváří vrstva Cr 2 O 3 . Reakcí těchto dvou oxidů navíc vzniká spinel NiCr 2 O 4 . Při vysokých koncentracích chromu v matrici je oxidická vrstva tvořena pouze Cr 2 O 3 [4,7]. V průběhu oxidace vznikají ve vrstvě pnutí, a to tahová vlivem transformace Cr 3 C 2 na karbidy s vyšší hustotou (Cr 7 C 3 , Cr 23 C 6 ), i tlaková způsobená objemovou expanzí karbidu Cr 3 C 2 na oxid Cr 2 O 3 (objemový poměr vzniklého Cr 2 O 3 ku spotřebovanému Cr 3 C 2 je asi 1,6). K celkovému pnutí v systému zároveň přispívá fakt, že oxid chromitý vzniklý oxidací karbidu Cr 3 C 2 a matrice NiCr má vzhledem k odlišnému mechanismu růstu rozdílnou strukturu [6].V literatuře nebyly zjištěny žádné negativní účinky vysokoteplotní oxidace (bez přítomnosti vodní páry) na kompaktnost a přilnavost HVOF vrstvy.

No abstract

No abstract