Ausfallsicherheit thermisch gespritzter Hartmetallschichten bei Hochtemperaturanwendungen

Der Hochtemperatureinsatz von Hartmetallschichten für den Verschleißschutz ist mit einer Vielzahl von Herausforderungen verbunden. In dieser Arbeit wurde das Verhalten von strukturell unterschiedlichen Cr3C2-NiCr-Schichten und der Einfluss des Cr3C2/WC-Verhältnisses von binären Schichtzusammensetzungen auf einer Ni-Basis-Legierung (2.4856) und einem Hochtemperaturstahl (1.4828) untersucht. Die Wärmebehandlungen erfolgten von 500 bis 1000 °C bis zu 32 Tage lang in unterschiedlichen Atmosphären (Luft, Stickstoff, Argon). Von den Schichtwerkstoffen ist lediglich die Zusammensetzung 73WC- 20Cr3C2-7Ni in Luft bei Temperaturen über 500 °C gegen Oxidation nicht langzeitstabil. Der Schichtausfall von Cr3C2-NiCr-Schichten auf 1.4828-Substraten bei 900 °C wird durch die Bildung einer SiO2-Lage auf dem Substrat verursacht. Dies ist unabhängig von der Atmosphäre. Ausreichend hohe WC-Anteile verhinderten Delaminationen. Im Fall der 2.4856-Substrate bilden sich Cr2O3-Lagen auf dem Substrat, die aber nicht zum Ausfall führten. Hohe WC-Anteile verhinderten die Bildung der Cr2O3-Lage.