Untersuchung der Hochtemperaturkorrosion von metallischen Hochleistungswerkstoffen mit Zyklovoltammetrie

Abstract

Die Arbeit "Untersuchung der Hochtemperaturkorrosion von metallischen Hochleistungswerkstoffen mit Zyklovoltammetrie" wurde im Zuge eines Projektes der voestalpine durchgeführt. Im Zuge des Projekts wurden Oberflächen von Stahlbauteilen untersucht die in der Sinteranlage der voestalpine eingesetzt werden und in der Zukunft eingesetzt werden sollen. Hierbei wurden die Oberflächen verschiedener Stahllegierungen mittels Zyklovoltammetrie unter Hochtemperatur untersucht.Es wurden Vergleichsproben aus derzeitigen Anlagenstahl und Versuchsproben mit neuer Zusammensetzung untersucht. Der Hauptlegierungsanteil ist Aluminium und wurde in den Anteilen 15%/20%/25%/30% verwendet. Bei einzelnen Proben wurde noch Magnesium als kleiner Legierungsanteil mit 1% beigemengt. Die Messungen wurden um den Sinterofen zu simulieren, bei 500, 600 bzw 700°C durchgeführt. Um die simulierten Bedingungen noch zu verbessern wurden als Vergleich noch Messungen mit Salzmischungen (CaSO4 /CaCO3 /KCl/NaCl) auf der Probe durchgeführt, die den Zusammensetzungen der Sinterasche aus der Anlage entsprechen. Als Vergleichspunkt wurde die Stromdichte bei 0V verwendet da diese gänzlich der Probe zuzuordnen ist.Es konnte gemessen werden, dass die Proben mit 20% bzw. 25% eine niedrigere Stromdichte aufweisen als die Probe mit 15%. Bei den Proben mit 1% Magnesium steigt die Stromdichte jedoch an. Auch bei den Messungen mit den Salzmischungen konnte bei den Proben mit höherem Aluminiumanteil eine niedrige Stromdichte gemessen werden. Bei den Proben mit Magnesium kommt es wiederum zu erhöhten Stromdichten.Es konnte gezeigt werden, dass ein erhöhter Aluminiumgehalt die Hochtemperatur- und Korrosionsbeständigkeit verbessert. Diese Ergebnisse werden im Projekt verwendet und können helfen eine verbesserte Stahllegierung zu nden.

The Thesis "Investigation of High Temperature Corrosion of Metallic High Performance Materials by Cyclic Voltammetry" was made as part of a project by the industrial partner voestalpine. This project is about the exploration of steel surfaces on steels that is used or will be used in the sinterplant of the voestalpine. The surfaceses were tested via Hightemprature-Cyclic voltammetry.There were different samples, made out of plant steel and samples with a new composition, used. In this new samples the main alloy content is aluminium and was used in concentrations of 15%/20%/25%/30%. In some samples 1% magnesium was added as an alloy component. To simulate the sinter furnace the measurments were carried out under 500, 600, and 700°C. To further better the simulated conditions, the samples were measured with salt-mixtures (CaSO4 /CaCO3 /KCl/NaCl) that resemble the sinterash on them. As a reference point the current density at 0V was used because it can be attributed completely to the sample.The measurements showed that the samples with 20% and 25% had a lower current density then the sample with 15%. In the samples with 1% magnesium however the current density is rising. Also the measurements with the salt mixtures showed that samples with higher aluminium content had a lower current density. However again the samples with magnesium showed increased current densities.In the thesis it was shown that increased aluminium content improves the resistance against hight temperature and corrosion. The results of the thesis are used in the project and can help to improve the steel-alloys used in the sinter furnace.