TY - THES

T1 - Rissfortschrittsmessungen an Stickstoff legierten austenitischen rostfreien Stählen unter korrosiven Bedingungen

AU - Vichytil, Clemens

N1 - gesperrt bis null

PY - 2009

Y1 - 2009

N2 - Mit dem aufgebauten Messsystem können Rissfortschrittsmessungen sehr gut in inerten und aggressiven flüssigen Medien bei erhöhten Temperaturen durchgeführt werden. Die Rissfortschritssmessungen sind in inertem Glycerin und in 62% CaCl2 Lösung bei 120°C an zwei verschiedenen rostfreien austenitischen Stählen durchgeführt worden. Einerseits handelte es sich um einen CrMnN Stahl und andererseits um einen CrNiMoN stabilisierten Stahl. Beide Stähle wurden in lösungsgeglühtem Zustand geprüft. Ergänzend wurden von beiden Werkstoffen zyklische Stromdichte-Potential Kurven aufgenommen. Durch diese Messungen kann gezeigt werden, dass der Stahl P556 im Gegensatz zu dem Stahl A975 keinen ausgeprägten Passivbereich besitzt. Durch den Vergleich der Rissfortschrittsmessungen konnte gezeigt werden dass der Schwellwert für Langrisswachstum in korrosiver Umgebung in beiden Fällen zu niedrigeren Werten verschoben wird. Bei dem Stahl P556 ist zudem das Risswachstum in aggressivem Medium erheblich beschleunigt. Dies ist auf allgemeinen korrosiven Angriff und auf Spannungsrisskorrosion zurückzuführen. Cl- induzierte Spannungsrisskorrosion wurde auch an der Oberfläche der Probe beobachtet. Korrosiver Angriff wird ermöglicht wenn durch den Austritt von Gleitstufen die Passivschicht verletzt wird. Der Stahl P556 zeigt des Weiteren eine starke Anfälligkeit auf Loch- und Wurmkorrosion. Bei dem Stahl A975 wird zwar der Schwellwert zu signifikant niedrigeren Werten verschoben, aber der Rissfortschritt ist mit dem in inertem Glycerin vergleichbar. Der Stahl A975 in lösungsgeglühten Zustand zeigt keine Anfälligkeit für Spannungsrisskorrosion und wird auch aufgrund des breiten Passivbereiches nicht korrosiv angegriffen. Durch fraktographische Untersuchungen in einem Rasterelektronenmikroskop hat sich herausgestellt dass beide Stähle transkristalline Schwingbrüche mit teilweise interkristallinen Anteilen zeigen. Bei beiden Stählen nimmt mit zunehmender Risslänge die Anzahl an ausgetretenen Gleitstufen an der Oberfläche zu. Die Schwingstreifen werden mit zunehmender Risslänge, was mit rascherer Rissausbreitung und steigender Belastung an der Rissspitze einhergeht, breiter. Der Stahl P556 zeigt zudem in der Bruchfläche etliche facettierte Spaltbrüche die auf Spannungsrisskorrosion hindeuten.

AB - Mit dem aufgebauten Messsystem können Rissfortschrittsmessungen sehr gut in inerten und aggressiven flüssigen Medien bei erhöhten Temperaturen durchgeführt werden. Die Rissfortschritssmessungen sind in inertem Glycerin und in 62% CaCl2 Lösung bei 120°C an zwei verschiedenen rostfreien austenitischen Stählen durchgeführt worden. Einerseits handelte es sich um einen CrMnN Stahl und andererseits um einen CrNiMoN stabilisierten Stahl. Beide Stähle wurden in lösungsgeglühtem Zustand geprüft. Ergänzend wurden von beiden Werkstoffen zyklische Stromdichte-Potential Kurven aufgenommen. Durch diese Messungen kann gezeigt werden, dass der Stahl P556 im Gegensatz zu dem Stahl A975 keinen ausgeprägten Passivbereich besitzt. Durch den Vergleich der Rissfortschrittsmessungen konnte gezeigt werden dass der Schwellwert für Langrisswachstum in korrosiver Umgebung in beiden Fällen zu niedrigeren Werten verschoben wird. Bei dem Stahl P556 ist zudem das Risswachstum in aggressivem Medium erheblich beschleunigt. Dies ist auf allgemeinen korrosiven Angriff und auf Spannungsrisskorrosion zurückzuführen. Cl- induzierte Spannungsrisskorrosion wurde auch an der Oberfläche der Probe beobachtet. Korrosiver Angriff wird ermöglicht wenn durch den Austritt von Gleitstufen die Passivschicht verletzt wird. Der Stahl P556 zeigt des Weiteren eine starke Anfälligkeit auf Loch- und Wurmkorrosion. Bei dem Stahl A975 wird zwar der Schwellwert zu signifikant niedrigeren Werten verschoben, aber der Rissfortschritt ist mit dem in inertem Glycerin vergleichbar. Der Stahl A975 in lösungsgeglühten Zustand zeigt keine Anfälligkeit für Spannungsrisskorrosion und wird auch aufgrund des breiten Passivbereiches nicht korrosiv angegriffen. Durch fraktographische Untersuchungen in einem Rasterelektronenmikroskop hat sich herausgestellt dass beide Stähle transkristalline Schwingbrüche mit teilweise interkristallinen Anteilen zeigen. Bei beiden Stählen nimmt mit zunehmender Risslänge die Anzahl an ausgetretenen Gleitstufen an der Oberfläche zu. Die Schwingstreifen werden mit zunehmender Risslänge, was mit rascherer Rissausbreitung und steigender Belastung an der Rissspitze einhergeht, breiter. Der Stahl P556 zeigt zudem in der Bruchfläche etliche facettierte Spaltbrüche die auf Spannungsrisskorrosion hindeuten.

KW - Schwingungsrisskorrosion stickstofflegierte Austenite Rissfortschrittsmessungen Bruchmechanik

KW - Corrosion fatigue nitrogen alloyed austenites crack growth rate fracture mechanics

M3 - Diplomarbeit

ER -