Bildung von Aluminiumoxid‐Deckschichten auf Eisenbasislegierungen

Abstract Die Bildung von Al 2 O 3− Deckschichten wurde für ferritische Fe‐6 AI‐M‐ und austenitische Fe‐27 Ni‐4 Al‐M‐Legierungen untersucht, M = Ti, Zr, V, Nb, W, B, Si u. a. (Konzentrationen in Masse%). Die Legierungen enthielten eines oder mehrere der Legierungselemente M und in einigen Fällen Kohienstoff. Die Oxydation wurde bei 1000 °C in H 2 O‐H 2 Gemischen mit pO 2 = 10 −19 bar durchgeführt. Nach ½ h Oxydation wurden die Oxidschichten durch Röntgenstrukturanalyse, Rasterelektronenmikroskopie und Auger‐Elektronen‐Spektroskopie (AES) charakterisiert. Die Legierung Fe‐6 Al und die meisten hiervon abgeleiteten Legierungen bilden schlecht haftende Oxidschichten, auf Legierungen mit 0,1 bis 1% Ti, Zr, V oder Y dagegen sind die Oxidschichten feinkörnig und haften sehr gut. Die Ti‐dotierten Legierungen zeigten sehr gute Deckschichtbildung, bedingt durch eine Ti(C, O)‐Schicht unterhalb des α‐Al 2 O 3 . Die Gegenwart des Oxicarbids verursacht häufige Keimbildung und verbessert die Haftung des α‐Al 2 O 3 aufgrund epitaktischer Beziehungen zwischen Ferrit und Oxicarbid sowie Oxicarbid und Aluminiumoxid. Der günstige Einfluß der Legierungselemente Ti und Zr auf die Bildung von Al 2 O 3 ‐Schichten tritt auch bei den austenitischen Legierungen auf.