The sulfidation of Fe-20%Cr-30%Mn, Fe-25%Cr-20%Mn and Fe-25%Cr was studied at 700 "C in H2-H2S and the oxidation and sulfidation in H2-H,0-H,S after preoxidation in H,-H,O.
The sulfidation rate is strongly increased for the Mn-containing alloys, layers of (Mn,Cr)S and (Mn,Fe)Cr2S4 are formed. Also the oxidation rate is enhanced compared to Fe-25%Cr by formation of MnCr,O, instead of Cr201.
The sulfidation after preoxidation leads to internal and external sulfidation of the Mn-containing alloys. With increasing oxygen pressure p(0,) =
.lo-" atm. of the H2-H20-H,S mixtures the sulfidation is suppressed, for the higher oxygen pressure lo-" and lo-', atrn. fast oxidation prevails under formation of MnCr204.
Manganese cannot increase the sulfidation resistance of alloys, in spite of the stability and low degree of disorder of its sulfide, since the mixed sulfide (Mn,Cr)S is formed which has a high degree of disorder, high diffusivities and high growth rate according to the doping effect of trivalent Cr3+.
Die Sulfidierung von Fe-20%Cr-30% Mn, Fe-25%Cr-20%Mn und Fe-25%Cr in H,-H2S wurde bei 700 "C untersucht und die Oxidation und Sulfidierung dieser Legierungen in H2-H,0-HZS ndch Voroxidation in HZ-HZO.
Die Sulfidierungsgeschwindigkeit ist fur die Mn-haltigen Legierungen stark erhoht, Schichten von (Mn,Cr)S und (Mn,Fe)Cr,S, werden gebildet. Auch die Oxidationsgeschwindigkeit unter Bildung von MnCrz04 anstelle von Cr203 ist crhoht verglichen mit Fe-25%Cr.
Die Sulfidierung nach Voroxidation fuhrt zu innerer und auBerer Sulfidhildung bei den Mn-haltigen Legierungen. Mit zunehmendem Sauerstoffdruck p(0,) = lo-%. . atm. der H,-H20-H2S Gemische wird die Sulfidierung unterdruckt, fur hohcre Sauerstoffdrucke und lo-" atm. ist schnelle Oxidation unter Bildung von MnCr204 vorherrschend.
Das Mangan kann trotz der Stabilitat und niedrigem Fehlordnungsgrad seines Sulfides, die Bestandigkeit von Legierungen gegen Sulfidierung nicht erhohen, da das Mischsulfid (Mn,Cr)S gebildet wird, das offenhar hohen Fehlordnungsgrad, hohe Diffusionsgeschwindigkeiten und hohe Wachstumsgeschwindigkeit infolge des Dotierungseffektes durch dreiwertiges Cr3+ aufweist.