TY - CONF A1 - Müller, Thoralf A1 - Heyn, Andreas A1 - Balzer, Martin A1 - Fenker, M. T1 - Untersuchungen zum Einfluss von Magnesium auf das Korrosionsverhalten von TiMgN - Hartstoffbeschichtungen auf Stahlsubstraten N2 - Hartstoffbeschichtungen werden heutzutage in vielen praktischen Bereichen zur Verbesserung der Verschleißbeständigkeit und aus dekorativen Gründen auf verschiedenste Stahlbauteile aufgebracht. Beim unvermeidlichen Kontakt mit einem umgebenden wässrigen Medium über Schichtporen und-fehler sind die beschichteten metallischen Substratwerkstoffe jedoch der Gefahr lokaler Korrosion ausgesetzt, was mittel-oder langfristig zum Funktionsverlust der Bauteile führen kann. Ein neuartiger Ansatz zur Veränderung der mechanisch-technologischen, optischen sowie elektrochemischen Eigenschaften hartstoffbeschichteter Bauteile ist der Einbau des Elements Magnesium in den physikalisch abgeschiedenen Überzug (z.B. TiN). Untersuchungen von Fenker et al., die die Charakterisierung dieser neuartigen TiMgN-Überzüge zum Ziel hatten, konnten zeigen, dass sich mit zunehmenden Mg-Gehalt die Farbe des Überzugs von dem typischen goldgelb des TiN über violett, blau bis hin zu metallisch grau verändert und weiterhin die Oxidationsbeständigkeit deutlich gesteigert wird. Weiterhin zeigte sich in 24-stündigen neutralen Salzsprühtest, dass sich die Korrosionsbeständigkeit der mit TiMgN beschichteten Stähle mit steigendem Mg-Gehalt deutlich verbessern und die Korrosion des Stahlsubstrats zeitlich verzögert wird. Ausgehend von diesen phänomenologischen Beobachtungen wurden drei verschiedene Arbeitshypothesen über die elektrochemische Wirkungsweise des Magnesiums im TiMgN-Schichtsystem entwickelt, die ursächlich für die verbesserte Korrosionsbeständigkeit seien können. Die drei Arbeitshypothesen sind: · Potentialanpassung: Das Mg verringert das Freie Korrosionspotential der Schicht, welches sich dem des Stahlsubstrates annähert, womit Lochkorrosion verhindert bzw. verzögert wird. · Galvanische Anode/Opferanode: Das elektrochemisch unedlere Mg in dem Schichtsystem geht bei Vorhandensein von freiliegendem Fe bevorzugt in Lösung und schützt so den Stahl als galvanische Anode. · Versiegeln kleiner Schichtdefekte: Ausgefallene Korrosionsprodukte von Mg verschließen vorübergehend Schichtdefekte und verhindern bzw. verzögern das Vordringen des Korrosionsmediums zum Stahl. T2 - 15. Sommerkurs Werkstoffe und Fügen am Institut für Werkstoff- und Fügetechnik CY - Magdeburg, Germany DA - 12.09.2014 PY - 2014 SN - 978-3-940961-85-3 SP - 187 EP - 196 AN - OPUS4-31476 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Balzer, Martin T1 - Hunting growth defects in corrosion protective tribological hard coatings: Large area high resolution mapping as a tool for evaluating salt spray test results of TixMgyN films N2 - Hard protective coatings deposited by physical vapour deposition (PVD) methods have been characterised for decades for their corrosion protection capabilities. However, due to growth defects single PVD deposited hard coatings with a thickness below 10 μm are usually not capable to reliably protect steel substrates from corrosion in neutral salt spray (NSS) tests. In this study, 2.5 μm thick TiN and TiMgN films with Mg-contents between 10 and 35 at.-% were deposited onto 1.3505 steel samples by DC magnetron sputtering. The growth defect concentration on each as-deposited sample was determined by large area high resolution (LAHR) mapping, a confocal microscopy based measurement and evaluation method recently introduced. The NSS test results were thus evaluated not only in relation to the Mg content, but also to the amounts and sizes of growth defects, which markedly reduced random influences. Further characterisations of the TiMgN-coated samples comprised hardness, tribological and electrochemical behaviour of the films as well as the microstructure of selected growth defects. TiMgN with a high Mg content of 35 at.-% showed drastically improved corrosion protection capabilities for steel substrates compared to pure TiN. Coated polished as well as sandblasted samples showed almost no corrosion after 24 h in a NSS test. The defect concentration data further indicated an improved corrosion protection also for TiMgN with lower Mg contents. Cathodical corrosion protection was identified to be the main corrosion protection mechanism. The hardness of TiMgN with 35 at.-% Mg is markedly reduced, nevertheless it showed a good tribological behaviour against e.g. steel. This coating material hence demonstrates a unique combination of wear and corrosion protection properties. T2 - 15th International Conference on Plasma Surface Engineering CY - Garmisch-Partenkirchen, Germany DA - 12.09.2016 KW - growth defects KW - protective coatings KW - titanium nitride KW - corrosion PY - 2016 AN - OPUS4-37431 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -