Factors affecting the high‐temperature carburisation behaviour of chromium‐nickel alloys in gaseous environments

Abstract

The paper is concerned with the corrosion behaviour of a range of commercial and simpler "model" high chromium-nickel alloys exposed to gaseous carburising environments of low oxygen activity, at temperatures within the range 825 "C to 1000 "C. H2-CH4 mixtures have been used and carbon activities of 0.3 and 0.8 studied by varying the proportion of CH4 in the mixture. The surface condition of the specimens and its effect upon carburisation behaviour has been investigated as a variable by the use of standardised surface preparation techniques.The kinetics of the corrosion process have been studied by the use of conventional gravimetric techniques and cross-sectional microstructural examinations have aided in establishing the factors of primary importance in the degradation of materials by carburisation. The contributions made by the temperature and carbon activity of the gaseous environment have been highlighted and the important material variables such as metallurgical form, composition and surface condition have been investigated in order to evaluate their significance.Die Arbeit behandelt das Korrosionsverhalten einer Reihe von handelsublichen sowie einfachen Modellegierungen mit hohem Chromund Nickel-Gehalt in aufkohlenden Gasen mit niedriger Sauerstoffaktivitat bei Temperaturen zwischen 825 und 1000 "C. In den verwendeten Gasgernischen aus Wasserstoff und Methan wurde der EinfluR unterschiedlicher Kohlenstoffaktivitaten (0,3 und 0 3 ) durch Verandern des Methananteils im Gemisch untersucht. Der Oherflachcnzustand der Proben und sein EinfluB auf die Aufkohlung wurde 31s Variable berucksichtigt; dazu wurden die Oberflachen nach Standardrnethoden vorbehandelt.Die Kinetik des Korrosionsprozesses wurde mit Hilfe von herhiimmlichen gravimetrischen Techniken untersucht; zuslitzlich wurde mit Hilfe von Mikrogefugeuntersuchungen an Querschnitten gepruft, welche Faktoren die Verschlechterung der Werkstoffeigenschaften bei der Aukohlung in erster Linie verursachen. Der EinflulJ der Temperatur und der Kohlenstoffaktivitat des Gases wurde besonders bcrucksichtigt; auRerdem wurden wichtige Werkstoffparameter wie metallurgischer Zustand, Zusammensetzung und Oberflachenzustand auf ihre Bedeutung fur die Vorgange gepruft.

Carburization behavior of high velocity oxy fuel sprayed metallic coatings at 900°C

“…Figure 1 illustrates a typical rig with its assembly that was used for the carburization tests. Carburizing conditions were determined after an extensive literature survey (Norton et al, 1981). Thermodynamic analysis was carried out to calculate appropriate carbon activities (a c ).…”