TY - BOOK

T1 - Zum Mechanismus der chloridinduzierten Spannungsrisskorrosion hochlegierter austenitischer Stähle

AU - Holzleitner, Stefan

N1 - nicht gesperrt

PY - 2008

Y1 - 2008

N2 - Spannungsrisskorrosion (SRK) wird häufig als ein Versprödungsphänomen an duktilen Werkstoffen wahrgenommen. Durch Wechselwirkungen zwischen der Umgebung und den auftretenden mechanischen Spannungen im Werkstoff kommt es zur Initiierung eines verformungsarmen Bruchs, der zu einem plötzlichen und katastrophalen Versagen führen kann und daher ein ernstes technisches und wissenschaftliches Anliegen darstellt. Im Rahmen dieser Dissertation wurde eine Literaturrecherche hinsichtlich der Mechanismen von chloridinduzierter, transkristalliner Spannungsrisskorrosion an austenitischen Stählen durchgeführt und die bestehenden Modelle umfassend diskutiert. Die Diskussion der einzelnen Modelle hat gezeigt, dass SRK unbedingt als Zusammenspiel grundsätzlicher medien- wie auch materialspezifischer Voraussetzungen gesehen werden muss, die in Summe den SRK auslösenden mechano-chemischen Synergieeffekt generieren. Es wurden Untersuchungen an je zwei austenitischen CrNi- und CrMnN-Stählen unter Verwendung verschiedener Methoden durchgeführt, um den geschwindigkeits-bestimmenden Prozess zu definieren. Dabei wurde gezeigt, dass unabhängig vom Mechanismus die Kinetik der anodischen Auflösung der maßgebliche Einflussfaktor sowohl für die Initiierung wie auch für den Rissfortschritt darstellt. Für die Initiierung von SRK ist eine gewisse plastische Verformung notwendig, die bei 90 10 % der 0.2 % Streckgrenze der untersuchten Werkstoffe liegt und von der Aggressivität der Prüflösung abhängt. Die CrMnN-Stähle besitzen eine höhere Auflösungsrate und eine geringere Repassivierungsneigung im Vergleich zu den CrNi-Stählen, womit nach Überschreiten der Grenzspannung eine kurze Inkubationszeit und ein beschleunigter Rissfortschritt verbunden sind. Durch die deutlich erhöhte Streckgrenze der CrMnN-Güten liegt die Grenzspannung im lösungsgeglühten Zustand absolut gesehen höher als für die CrNi-Austenite. Der durch die elektrochemischen Prozesse generierte und vom Werkstoff absorbierte Wasserstoff hat einen maßgeblichen Einfluss auf das lokale Verformungsverhalten und die elektrochemischen Eigenschaften der Rissspitzenbereiche austenitischer Stähle. Das vorgeschlagene Modell stellt einen durch Wasserstoffabsorption beeinflussten mechano-chemischen Synergieprozess aus lokaler anodischer Auflösung und begünstigten Gleitvorgängen dar.

AB - Spannungsrisskorrosion (SRK) wird häufig als ein Versprödungsphänomen an duktilen Werkstoffen wahrgenommen. Durch Wechselwirkungen zwischen der Umgebung und den auftretenden mechanischen Spannungen im Werkstoff kommt es zur Initiierung eines verformungsarmen Bruchs, der zu einem plötzlichen und katastrophalen Versagen führen kann und daher ein ernstes technisches und wissenschaftliches Anliegen darstellt. Im Rahmen dieser Dissertation wurde eine Literaturrecherche hinsichtlich der Mechanismen von chloridinduzierter, transkristalliner Spannungsrisskorrosion an austenitischen Stählen durchgeführt und die bestehenden Modelle umfassend diskutiert. Die Diskussion der einzelnen Modelle hat gezeigt, dass SRK unbedingt als Zusammenspiel grundsätzlicher medien- wie auch materialspezifischer Voraussetzungen gesehen werden muss, die in Summe den SRK auslösenden mechano-chemischen Synergieeffekt generieren. Es wurden Untersuchungen an je zwei austenitischen CrNi- und CrMnN-Stählen unter Verwendung verschiedener Methoden durchgeführt, um den geschwindigkeits-bestimmenden Prozess zu definieren. Dabei wurde gezeigt, dass unabhängig vom Mechanismus die Kinetik der anodischen Auflösung der maßgebliche Einflussfaktor sowohl für die Initiierung wie auch für den Rissfortschritt darstellt. Für die Initiierung von SRK ist eine gewisse plastische Verformung notwendig, die bei 90 10 % der 0.2 % Streckgrenze der untersuchten Werkstoffe liegt und von der Aggressivität der Prüflösung abhängt. Die CrMnN-Stähle besitzen eine höhere Auflösungsrate und eine geringere Repassivierungsneigung im Vergleich zu den CrNi-Stählen, womit nach Überschreiten der Grenzspannung eine kurze Inkubationszeit und ein beschleunigter Rissfortschritt verbunden sind. Durch die deutlich erhöhte Streckgrenze der CrMnN-Güten liegt die Grenzspannung im lösungsgeglühten Zustand absolut gesehen höher als für die CrNi-Austenite. Der durch die elektrochemischen Prozesse generierte und vom Werkstoff absorbierte Wasserstoff hat einen maßgeblichen Einfluss auf das lokale Verformungsverhalten und die elektrochemischen Eigenschaften der Rissspitzenbereiche austenitischer Stähle. Das vorgeschlagene Modell stellt einen durch Wasserstoffabsorption beeinflussten mechano-chemischen Synergieprozess aus lokaler anodischer Auflösung und begünstigten Gleitvorgängen dar.

KW - Chloridinduzierte SRK Austenitische Edelstähle SRK-Modell

KW - austenitische Edelstähle

KW - SRK-Modell

KW - chloride induced SCC

KW - austenitic stainless steels

KW - SCC model

M3 - Dissertation

ER -