Hydrogen and chloride induced stress corrosion cracking of high strength steel wires

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenDissertation

Abstract

Drähte finden ein weites Anwendungsspektrum und können durch Ziehprozesse sehr einfach kaltverfestigt werden. Dabei stellt sich aber die Frage bis zu welcher Festigkeit eine ausreichende Beständigkeit gegenüber Spannungsrisskorrosion gewährleistet werden kann. Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Bestimmung der Beständigkeit von ferritisch¿perlitischen Drähten und austenitischen Drähten gegenüber Wasserstoffversprödung und Spannungsrisskorrosion. Für die Beständigkeit von ferritisch¿perlitischen Stählen werden kritische Wasserstoffgehalte mittels nummerischer und analytischer Methodiken bestimmt und Aktivierungsenergien und Aufenthaltsorte des Wasserstoffs im Material mittels thermischer Desorptionsspektroskopie bestimmt. Von austenitischen Drähten wird mittels Langsamzugversuchen und umfassender Analyse des Gefüges die Versprödungsneigung gegenüber Wasserstoff und Chloridionen ermittelt. Ferritisch¿perlitische Drähte zeigen bei höheren Umformgraden stärkeres Trapping von Wasserstoff in tiefen Fallen (Versetzungen und Leerstellen in der Zementitphase) und in Kombination mit einem Fasereffekt verbesserte Beständigkeit gegenüber Wasserstoff. Austenitische Drähte nehmen deutlich mehr Wasserstoff auf, können aber auch deutlich mehr Wasserstoff ohne Versprödung im Gitter ertragen. Bei steigender Kaltumformung kann jedoch kein Wasserstoff in etwaigen tiefen Fallen gefangen werden und es kommt daher bei Umformgraden über 50 % zu einer starken Abnahme der Beständigkeit. In chloridhaltigen Medien zeigt das warmgewalzte Material die beste Beständigkeit. Diese nimmt bei geringen Umformgraden drastisch ab und verbessert sich leicht bei zunehmendem Umformgrad durch das Auftreten von Zwillingsbildung bis ungefähr 50 % Kaltumformung. Darüber hinaus kommt es durch sehr hohe Eigenspannungen zu einer raschen Abnahme der Beständigkeit.

Details

Titel in ÜbersetzungWasserstoff- und Chlorid induzierte Spannungsrisskorrosion von hochfesten Drähten
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDr.mont.
Gradverleihende Hochschule
Betreuer/-in / Berater/-in
DOIs
StatusVeröffentlicht - 2023