Influence of cerium, zirconium and boron on the oxidation resistance of heat-resistant steels in air
Creators
- 1. Mannesmann-Forschungsinstitut G.m.b.H., Duisburg (Germany, F.R.)
Description
Isothermal and cyclic oxidation experiments were carried out in air to investigate the influence of the minor elements such as Cerium, Zirkonium and Boron on the oxidation resistance of heat resistant ferritic and austenitic steels like X10Cr18, X10CrAl18 and X15CrNiSi2012. In the case of cyclicexperiments samples were exposed at constant temperatures for 100 h and then cooled to R.T. This cycle was repeated 10 times. The corrosion was determined as weight change and was continuously measured by a thermo-balance. The distribution of the alloying elements on the phase boundary scale/steel was examined by Scanning-Electron-Microscope. Addition of small amounts of Ce (0.3 wt-% max.) could reduce the oxidation rate in the case of isothermal and cyclic conditions. Zirkonium concentrations below 0.1 wt-% could have a beneficial effect, but at higher concentrations the oxidation rate increases with increasing amounts of Zr. Small Boron concentrations of 0.02 wt-% lead to catastrophic oxidation at temperatures above 10000C. (orig.)
Abstract (German)
Isotherme und zyklische Oxidationsversuche an Luft wurden mit Werkstoffen der Art X10Cr18, X10CrAl18 und X15CrNiSi2012 durchgefuehrt, um den Einfluss der Legierungselemente Cer, Zirkonium und Bor auf die Zunderbestaendigkeit zu ueberpruefen. Bei den zyklischen Versuchen wurde jeweils nach 100 h Gluehdauer auf Raumtemperatur abgekuehlt und insgesamt 10 Zyklen gefahren. Die Gewichtsaenderungen wurden kontinuierlich mit einer Thermowaage bestimmt. Die Elementverteilung im Phasengrenzbereich Zunder/Grundwerkstoff wurde mit Hilfe der Elektronenstrahl-Mikrosonde aufgenommen. Durch Zusaetze von Cer bis zu 0,3 Gew.-% konnte die Oxidationsbestaendigkeit sowohl bei isothermer als auch zyklischer Temperaturfuehrung verbessert werden. Zirkoniumkonzentrationen bis zu 0,1 Gew.-% koennen ebenfalls eine erhoehte Bestaendigkeit bewirken, steigende Zr-Konzentrationen haben jedoch auch steigende Masenzunahmen zur Folge. Geringe Borkonzentrationen von 0,02 Gew.-% verursachen bei Temperaturen T > 10000C katastrophale Oxidation. (orig.)Additional details
Additional titles
- Original title (German)
- Der Einfluss von Cer, Zirkonium und Bor auf die Oxidationsbestaendigkeit hitzebestaendiger Staehle an Luft
Publishing Information
- Journal Title
- Werkst. Korros.
- Journal Volume
- 32
- Journal Issue
- 12
- Series
- Werkst. Korros.
- Journal Page Range
- 528-536
- ISSN
- 0043-2822
INIS
- Country of Publication
- Germany
- Country of Input or Organization
- Germany
- INIS RN
- 13674382
- Subject category
- S37: INORGANIC, ORGANIC, PHYSICAL AND ANALYTICAL CHEMISTRY;
- Descriptors DEI
- AIR; BORON ADDITIONS; CERIUM ADDITIONS; CHROMIUM STEELS; CORROSION RESISTANCE; HEAT RESISTING ALLOYS; OXIDATION; SCALING; TEMPERATURE DEPENDENCE; VERY HIGH TEMPERATURE; WEIGHT; ZIRCONIUM ADDITIONS
- Descriptors DEC
- ALLOYS; CARBON ADDITIONS; CHEMICAL REACTIONS; CHROMIUM ALLOYS; CORROSION; FLUIDS; GASES; IRON ALLOYS; IRON BASE ALLOYS; RARE EARTH ADDITIONS; STEELS; TRANSITION ELEMENT ALLOYS