Spannungsrißkorrosion Mo‐freier und Mo‐haltiger Stähle in Calciumnitrat‐Lösung und Natronlauge unter zeitlich konstanter Kraft und unter CERT‐Bedingungen
Authors: Drodten Peter , Herbsleb Günter , Kuron Dieter , Savakis Stylianos , Wendler‐Kalsch Elsbeth 
Published: May 2005

Die bei freier Korrosion durch Zugversuche unter zeitlich konstanter Kraft und unter den chemischen Bedingungen entspre‐chend DIN 50 915 in siedender 60%iger Ca(NO3)z‐Lösung an Stahl mit 0,08%C, 0,01% Mo ermittelte Grenzspannung σG wurde durch elektrochemisch kontrollierte Versuche (Potentialbereich UH = 0 bis 0,90 V) bestätigt. Mit ansteigendem Potential nimmt die Empfindlichkeit für SpRK noch zu, jedoch bleibt das Ergebnis der Prüfung nach DIN 50915 auch bei erhöhten Potentialen aussageföhig.

In Ca(NO3)2‐Lösung sind unter CERT‐Bedingungen auch solche Stähle für interkristalline SpRK anfällig, die bei σ = const. beständig sind. Die Art der mechanischen Belastung hat also einen starken Einfluß auf das SpRK‐Verhalten. Kritische Potentialbereiche der SpRK wurden ermittelt. Die Stahlzusammensetzung (Molybdängehalt) hat keinen Einfluß auf die kathodische Begren‐ zung (UH=0 V), wohl aber auf die anodische Begrenzung dieser Bereiche. Unter CERT‐Bedingungen wird der günstige Einfluß von Molybdän auf die Beständigkeit gegen SpRK in 60%iger siedender Ca(NO3)2‐Lösung nicht, wohl aber bei verminderter Korrosionsbelastung (55%ige Ca(NO3)2‐Lösung, 75 °C) erkannt. Bei dem spannungsinduzierten System der SpRK „Stahl/Ca(NO3)2‐Lösung”︁ kann 00 aus unterbrochenen CERT‐ Versuchen nicht ermittelt werden.

Die kritischen Potentialbereiche der SpRK liegen in den Trans‐ passivbereichen der im spannungsfreien Zustand gemessenen Korrosionsgeschwindigkeit‐Potential‐Kurven.

In siedender 35%iger Natronlauge wurden durch CERT‐Versu‐ che kritische Potentialbereiche der SpRK ermittelt. Das Potential der maximalen Anfälligkeit fur SpRK wird von mediumseitigen Parametern und von der Stahlzusammensetzung nicht beeinflußt und wird stets bei UH = ‐0, SO bis ‐0,75 V gefunden. Der ungunstige Einfluß von Molybdän auf die SpRK‐Beständigkeit in Natronlauge wird durch eine Ausdehnung der Potentialbereiche erhöhter Anfälligkeit für SpRK zu positiveren Potentialen hin angezeigt. Die kritischen Potentialbereiche der SpRK liegen in den Übergangsbereichen aktivlpassiv der im spannungsfreien Zustand gemessenen Korrosionsgeschwindigkeit‐Potential‐Kurven. Die Potentiale der höchsten Anfädligkeit fiir SpRK sind mit den Minima dieser Kurven nach Durchlaufen der Aktivbereiche indentisch.

Zum Ermitteln von Grenzspannungen bei Versuchen mit σ = const. ist das Kriterium „Stanhit t > 1000 h”︁ allgemein zuverlässig und sollte dem Kriterium „Rißtiefe 1 = 0”︁ vorgezogen werden.

Eine anodische Metallauflösung am Rißgrund, die fiir das SpRK‐System „StahVCa(NO3)2‐Lösung”︁ als wesentlich erkannt wird, hat fiir das System „Stahlnatronlauge”︁ nur untergeordnete Bedeutung.

Die Ergebnisse metallografischer Untersuchungen der Proben nach den Korrosionsversuchen werden vorgelegt. In bestimmten Potentialbereichen werden Bainit (Ca(NO3)2‐Lijsung) sowie Perlit bzw. Bainit (NaOH‐Lösung) bevorzugt angegriffen. Hierbei handelt es sich um spannungsinduzierte Korrosionserscheinungen, die im spannungsfreien Zustand nicht auftreten.