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Corrosion and Electrochemical Behavior of Titanium in aqueous sulfidic solutions
Authors: Foroulis Z. A. 
Published: May 2005

AbstractThis paper summarizes the results of an investigation of the corrosion and electrochemical behavior, including cathodic hydrogen absorption, of titanium in acidic and alkaline sulfidic solutions. The effect of chloride and cyanide ions on the corrosion behaviour of titanium in sulfidic solutions was also studied. Titanium in acidic and alkaline sulfidic solutions exhibits a stable passive corrosion potential and negligible corrosion. Chloride and cyanide ions do not affect the corrosion behavior of titanium in sulfidic solutions. Cyanide ions under conditions of cathodic polarization tend to promote activation of titanium. Cathodic polarization at temperatures higher than 72 °C promotes hydrogen uptake in titanium and formation of titanium hydride. The rate of hydrogen uptake increases with decreasing pH and increasing temperature. Cyanide ions tend to promote the rate of hydrogen uptake, whereas chloride ions have essentially no effect.
The tensile straining of oxidized Fe‐Cr‐Al‐Y alloys
Authors: Golightly F. A. , Stott F. H. , Wood G. C. 
Published: May 2005

AbstractThe apparent tensile fracture strains, at which cracking of α‐Al2O3 scales formed on Fe‐Cr‐Al‐Y alloys during oxidation in 1 atm oxygen at 1200 °C occur, have been determined by two methods at room temperature. The values are reproducible and depend on the oxidation time but are within the range 1.4% to 2.3%. These are significantly higher than other published values for thermally formed oxides. It has also been observed that an intermediate thermal cycle to room temperature during the oxidation period does not affect significantly the subsequently measured fracture strain. These relatively high values are discussed in terms of two tentative hypotheses, one relating to flaws in the oxide, the other to possible loss of cohesion of oxide which is too fine to be detected by the methods used.
Effects of Tensile Stress on Cavitation Erosion
Authors: Matsumura M. , Okumoto S. , Saga Y. 
Published: May 2005

AbstractA system using a vibratory probe oscillating in close proximity to a specimen surface was improved in order to study the effects of tensile stress on the initial stages of cavitation damage: the temperature distribution on the stationary specimen came within ± 0.3 °C, and the errors in the experimental results were able to be kept below ± 3%.A tensile stress applied on such ductile metallic materials as aluminum, iron (ferrite) and mild steel inhibits cavitation damage in the early stage: the incubation period was extended to a maximum of five times. However, the damage is accelerated in the stage affected with weight loss. An applied tensile stress on such brittle material as cast iron accelerates damage both in the incubation period and the following periods of damage.The mechanism of these favorable and unfavorable effects of tensile stress on cavitation damage has been discussed.
Untersuchungen über den Einfluß der Grundbeschichtung auf Elementbildung und Blasenanfälligkeit von mit Teerpech‐Epoxidharz beschichtetem Stahl in Salzlösungen
Authors: Hildebrand H. , Schwenk W. 
Published: May 2005

AbstractUnlegierte Stahlbleche wurden in den Zuständen gestrahlt, feuer‐ oder spritzverzinkt, mit vier verschiedenen Stoffen grundiert und mit Teerpech‐Epoxidharz in vier Schichtdicken beschichtet. Die Proben wurden über zwei Jahre in NaCl‐Lösungen ausgesetzt und dabei Potentiale und Widerstände sowie Ströme zu externen Stahlproben gemessen. Anschließend wurde der Korrosionsumsatz an den externen Proben sowie an Verletzungen ausgemessen. Ein wesentliches Kriterium für die Korrosionsschutzwirkung ist der Beschichtungswiderstand, der im allgemeinen erst nach 3 bis 6 Monaten gemessen werden kann. Mit abnehmendem Widerstand steigt die Neigung zur Blasenbildung stark an. Ferner werden durch Elementbildung Poren und unbeschichteter Stahl im Kontakt mit beschichtetem Stahl anodisch gefährdet. Eine gute Korrosionsschutzwirkung haben Beschichtungen mit mehr als 400 m̈m Schichtdicke sowie Grundierungen mit Zn‐Epoxidharz und Zn‐Äthylsilikat, während Alkalisilikat ungeeignet ist.
Exfoliation corrosion mechanisms in the 7020 aluminium alloy
Authors: Reboul M. C. , Bouvaist J. 
Published: May 2005

AbstractThe first necessary condition for the occurrence of exfoliation corrosion is the existence of a fibrous texture. Transgranular exfoliation corrosion, which can be observed in some instances, develops through grains in which recrystallization is incomplete and which exhibit a substructure with remnants of a fibrous structure.As with intergranular corrosion, the controlling parameter is the formation of continuous anodic zones. In the case of exfoliation corrosion, these anodic zones are localized in planes parallel to the „fabrication orientation”︁.In the case of the welded 7020‐T 6 alloy, two types of exfoliation corrosion have been observed, depending upon the nature of the anodic zones:

The first type is related to the main elements, magnesium and zinc, which precipitate in the grain boundaries as large anodic MgZn2 particles during a short reheat (welding) at 200° – 250°C.
The second type is related to the secondary elements, chromium and/or manganese.
It is hypothesized that the precipitation of particle layers, reported by ADENIS, depletes the neighbouring solid solution, thus making it anodic with respect to the rest of the metal. The exfoliation corrosion develops by anodic attack of the following alloys in the T4 condition:

For the phenomenon to occur without galvanic current, in addition to chromium or manganese, it is necessary to have iron which depassivates the cathodic reaction and zinc in solid solution (T 4) which lowers, by about 100 m V, the anodic zones potential. The influence of zinc becomes nul when it is precipitated (T 6).
Industrial corrosion monitoring
Authors: Farina C. , Faita G. , Casolo U. , Grassini U. , Olivani F. 
Published: May 2005

AbstractThe paper describes the experience accumulated on electrochemical methods for corrosion monitoring.Electrical resistance, linear polarization, electrochemical potential and amperometric measurements are described and their reliability is evaluated together with that of the related commercial equipments.The main drawbacks of each method (e.g. sensibility, linear or non linear response, causes of error and correction…) are discussed.
Some effects of surface states of corroding metals on the kinetic characteristics of the dissolution processes
Authors: Bech‐Nielsen G. , Mogensen M. , Reeve J. C. 
Published: May 2005

AbstractDepending on etching, iron in chloride or sulphate solutions and in some degree copper in perchlorate solution can be made to follow one or the other of two clearly different dissolution behaviours. This is attributed to the establishment of two alternative states of the metal surface. For both metals the transitions (at constant potential) between the two states can be followed by means of cd‐time curves, and one of these transitions can be described in terms of the Avrami equation. The rates of the transitions are dependant on potential and on the composition of the electrolyte solution, but because of the great number of details influencing these phenomena a complete interpretation is not yet available. However, sources of some experimental errors are discussed in detail, and for iron electrodes it is shown that other fundamental phenomena than the relaxation of pit shape must be assumed as the basis of the transitions.
Influence of SO2, periodical wetting and corrosion products on the atmosperic corrosion of steel
Authors: Ericsson R. , Sydberger T. 
Published: May 2005

AbstractResults from laboratory atmospheric corrosion tests on samples of a carbon and a low‐alloy steel, with and without pre‐exposure (1, 3 and 12 months) in an out‐door atmosphere are reported. The laboratory exposure was performed in SO2‐containing (SO2‐supply: 0.4 μg SO2 · cm−2 · h−1) and SO2‐free atmospheres at 90% relative humidity and 22.0° C. The results clearly demonstrate that the influence of atmospheric SO2 on the instantaneous corrosion rate markedly de‐decreases with increasing pre‐exposure. Comparisons of corrosion rates calculated from out‐door exposures and laboratory exposure tests with and without periodical wettings show that the atmospheric corrosion in the main proceeds during or following periods of atmospheric precipitation or condensation, i. e. under conditions of an apparantly wet rust layer. A synergistic effect of SO2 and periodical wettings was established. Due to the leaching of sulphate ions from the rust layer, immersion sequences (to simulate rainfall) throughout resulted in lower corrosion rates than the simulation of dew by short spraying sequences. The corrosion of pre‐exposed samples could be related to the amount of sulphate leached from the rust during immersions.
Mechanism of sulphur transport through preformed oxide scales
Authors: Singh P. , Birks N. 
Published: May 2005

AbstractThe possibilities for transport of sulfur through preformed oxide scales by both solution‐diffusion and molecular gas (24) permeation mechanisms are examined thermodynamically to establish the limiting conditions under which each is viable.The results are tested, using nickel and cobalt specimens, and it is concluded that, although both mechanisms may operate in parallel, the permeation of gas molecules is the more dangerous since it can operate over wider ranges of gas atmosphere composition. The permeation of SO2 molecules throu through oxide scales growing on cobalt is clearly demonstrated.
Localized corrosion properties of low interstitial ferritic, high purity austenitic and high chromium duplex stainless steels
Authors: Sinigaglia D. , Rondelli G. , Taccani G. , Vicentini B. , Dallaspezia G. , Galelli L. , Bazzoni B. 
Published: May 2005

AbstractWithin the framework of a research aimed at characterizing the behaviour of new materials to pitting and crevice corrosion, an investigation has been made, using electrochemical techniques, of the following materials: ELI ferritic stainless steels (18 Cr‐2 Mo‐Ti; 21 Cr‐3 Mo‐Ti; 26 Cr‐1 Mo); high chromium duplex stainless steel (Z 5 CNDU 21‐08) and high chromium‐nickel austenitic stainless steel (Z 2 CNDU 25‐20); commercial austenitic stainless steels (AISI 304 L and 316 L) and laboratory heats of austenitic stainless steels with low contents of interstitials (LTM/18 Cr‐ 12 Ni, LTM/16 Cr‐ 14 Ni‐2 Mo).It was possible to graduate a scale of resistance to pitting and crevice corrosion in neutral chloride solutions at 40 C; in particular the two experimental austenitic stainless steels LTM/18 Cr‐ 12 Ni and LTM/16 Cr‐ 14 Ni‐2 Mo are at the same level as the AISI 316 L and 18 Cr‐2 Mo‐Ti, respectively.An occluded cell was developed and used for determining the critical potential for crevice corrosion (Elocalized corrosion). For the steels under investigation Elocalized corrosionis less noble than Epittingespecially for ELI ferritic 18 Cr‐2 Mo‐Ti and 21 Cr–3 Mo‐Ti.
Ellipsometrische Untersuchungen zur Einwirkung von Luft unterschiedlicher Feuchtigkeit auf unlegierten Stahl
Authors: Reinhard Georg , Irmscher Christian 
Published: May 2005

AbstractDurch Anwendung der Ellipsometrie wurde die Dicke des Oxidfilmes, der sich auf der Oberfläche von unlegiertem Stahl St‐38 an trockener Luft bildet, mit hinreichender Genauigkeit gemessen. Sie beträgt 3,5 bis 4,5 nm. Außerdem konnte gezeigt werden, daß die Dicke dieses Primäroxides mit Zunahme der relativen Luftfeuchtigkeit (RL) zunimmt. Dabei konnte jedoch für jeden definierten Wert von (RL) eine neue stationäre Dicke dieses Oxidfilmes nachgewiesen werden, die von der Rauhigkeit der Substratoberfläche abhängt. Die ellipsometrischen Messsungen ergaben auch, daß Wasser auf dem Oxidfilm während der Exposition in feuchter Luft adsorbiert wird. Diese Adsorption hängt von der Dicke und Zusammensetzung der Oxidschicht ab.
New stainiess steels for sea water applications. Part. 1: Corrosion and mechanical properties of ferritic stainless steels
Authors: Vicentini B. , Sinigaglia D. , Taccani G. , Rondelli G. , Gherardi F. , Ortali P. L. 
Published: May 2005

AbstractTwo experimental ELI ferritic stainless steels (22 Cr – 2.5 Ni – 3 Mo and 22 Cr – 2.5 Ni – 3 Mo – Ti) prepared in laboratory and a commercial one (21 Cr – 3 Mo – Ti) were investigated.Electrochemical and laboratory exposure tests were carried out to define the localized corrosion resistance (pitting and crevice) of such steels in chloride solution. Intergranular and stress corrosion resistance was also evaluated. Room temperature tension tests and impact tests were performed.22 Cr – 2.5 Ni – 3 Mo – Ti and 21 Cr – 3 Mo – Ti steels are immune to intergranular corrosion whatever temperature they are heat treated at and have the same pitting corrosion resistance as a function of temperature; crevice corrosion of 22 Cr – 2.5 Ni – 3 Mo is decidely better than in the commercial 21 Cr – 3 Mo – Ti.The experimental steels were immune to stress corrosion in hot chloride environment.
Potentiokinetic Criteria relevant to the pitting corrosion of stainless steels in chloride solutions
Authors: Štefec R. 
Published: May 2005

AbstractThe adequacy of 7 parameters of potentiokinetic curves for evaluating the resistance to pitting corrosion in sodium chloride solutions was quantitatively assessed by reference to immersion testing in ferric chloride solutions for 11 type CrNi (MoTiCu) stainless steels on the basis of 314 experimental runs.
Kinetik der wasserstoffinduzierten Spannungsrißkorrosion—Tell 1: Wesentliche Einflußgrößen des Bruchvorgangs im Hinblick auf hochfeste Stähle
Authors: Stellwag B. , Kaesche H. 
Published: May 2005

AbstractAnhand der Literatur wird auf einige wesentliche Aspekte des wasserstoffinduzierten spröden Bruches im Hinblick auf hochfeste Stähle eingegangen. Die Durchsicht zeigt, daß die elektrochemischen Bedingungen im Bereich der Rißspitze selbstregulierend sind und nur schwer von außen beeinflußt werden können. Die erhöhte Wasserstofflöslichkeit in aufgeweiteten Gitterbereichen bewirkt eine Wechselwirkung des interstitiell im Werkstoff gelösten Wasserstoffs mit Spannungsfeldern. Mit steigender Materialfestigkeit üben deshalb besonders hoch belastete Werkstoffbereiche, wie sie z. B. vor Rissen oder an Kerben vorliegen, eine zunehmende Sogwirkung auf gelösten Wasserstoff aus. Nachdem kurz auf Theorien und die Kinetik des wasserstoffinduzierten Bruches hochfester Stähle eingegangen wird, wird anhand einer überschlägigen Bilanz der wesentlichen, beim wasserstoffinduzierten Dekohäsionsbruch auftretenden Kräfte die Bedeutung der Werkstoffestigkeit für die Kinetik des Reißens herausgestellt.Parallelen zum wasserstoffinduzierten spröden Bruch hochfester Aluminium‐ und Titanlegierungen werden aufgezeigt. Die Gemeinsamkeiten im Bruchverhalten legen die Vermutung nahe, daß auch beim wasserstoffinduzierten Bruch von Titanlegierungen Dekohäsionsvorgänge von Bedeutung sind. Von Aluminiumlegierungen ist dieser Effekt bekannt.
Aqueous solution corrosion behaviour of “poor man” high manganese‐aluminum steels
Authors: Cavallini M. , Felli F. , Fratesi R. , Veniaii F. 
Published: May 2005

AbstractThe corrosion behaviour of high manganese (19.8 – 32.5%)aluminum (7.1 – 10.2%) austenitic steels in different aqueous solutions has been examined. Potentiodynamic tests in 1 N sulphuric acid solution show high current densities either in the active or in the passive region and the formation of a thick film which separates in active/passive transition zone. Potentiodynamic tests in neutral buffer solution show a behaviour similar to that of the other ferrous alloys. Potentiodynamic tests in 1 N sodium hydroxide basic solution show a corrosion current density in the passive region related to the different manganese oxides higher than that of pure iron. The corrosion resistance of these steels is always worse than that of conventional grades austenitic stainless steels.
Möglichkeiten zur Früherkennung von Wasserstoffschädigungen in metallischen Werkstoffen durch Anwendung der Schallemissionsanalyse
Authors: Schmitt‐Thomas Kh. G. , Stengel W. 
Published: May 2005

AbstractEs werden Schallemissionsuntersuchungen an den Stählen Ck 35 und 35 NCD 16 durchgeführt. In Abhängigkeit der Festigkeit werden Zugproben elektrochemisch gezielt mit Wasserstoff beladen. Es zeigt sich. daß bereits während der Beladungsphase Schallemissionssignale registriert werden können. Insbesondere können Werkstoffschädigungen in wasserstoffbeladenen Proben beim wiederholten Zugversuch durch Schallemission nachgewiesen werden. In diesem Fall ist der bei Schallemissionsuntersuchungen bekannte Kaisereffekt unterdrückt. Die Auswirkungen des eindiffundierten Wasserstoffs werden durch Anderung der mechanischen Kennwerte des Werkstoffs und durch mikrofraktographische Untersuchungen dokumentiert.
Inhibierung der Lochbildung und des Lochwachstums bei Aluminium
Authors: Hunkeler F. , Böuhni H. 
Published: May 2005

Abstractüber 40 organische und anorganische Substanzen wurden unter potentiostatischen Bedingungen hinsichtlich ihrer Wirkung auf die Lochfraßkorrosion bei Aluminium in 0,01 molaren NaCl‐Lösungen untersucht.Die konzentrationsabhängige Wirksamkeit nimmt in folgender Reihe ab:
Na‐Oleat, NO ≫ WO > IO, MoO, BrO, Na‐Benzoat > CrO > No, Na‐Tartrat.
SO ClO und die anderen geprüften organischen Verbindungen beschleunigen den Lochwachstums‐Prozeß, da durch die Zugabe dieser Substanzen der Elektrolytwiderstand verkleinert wird. Zu kleine Inhibitorkonzentrationen beschleunigen das Lochwachstum ebenfalls.Die Inhibitorwirksamkeit ist potentialabhängig und wird durch nicht inhibierende Ionen wie ClO oder SO vermindert. Die zur vollständigen Inhibierung der Lochbildung und des Lochwachstums notwendigen Inhibitorkonzentrationen sind in vielen Fällen nicht identisch, was die Widersprüche in der vorhandenen Literatur zumindest teilweise erklärt. Mit Hilfe der Temkinisothermen wird versucht, die festgestellten Phänomene zu deuten.
Determination of the corrosion products of iron in sea water with and without sulphides
Authors: Beccaria A. M. , Mor E. , Poggi G. 
Published: May 2005

AbstractA method was developed to characterize and quantify iron corrosion products in clean and sulphide polluted sea water. This method is based upon a selective dissolution with suitable reagents (methanol, glycine, bromine‐methanol, hydrochloric acid etc.) of the various compounds and the subsequent chemical analysis of the various dissolved elements. The information thus obtained is integrated by a diffractometric X‐ray analysis.The following corrosion products were found:
Fe(OH)2 = Fe3O4 − FeO(OH) − Fe2O3 + unidentified compound Cr (probably oxychloride) in sea water with pH = 8.1 having a 7 ppm D.O. content.
FeOC1 − Fe(OH)2 − Fe3O4 − FeO.OH in partially deoxygenated sea water (D.O. = 3 ppm) at pH 8.1;Fe0.95S − Fe(OH)2 in sea water at pH = 7 with 10 ppm of sulphides;Fe0.95S − FeS − Fe3.6 · Fe0.9(O · OH · C1) and FeOC1 − iron oxisulphide − Fe3O4 − FeO(OH) − Fe2O3 · H2O in sea water at pH = 7 and 10 ppm initial sulphides left to oxidate.Since the method of chemical analysis thus developed supplies quantitative information in iron distribution among the various anions and on the various oxidation forms, it is deemed a useful tool for investigation of the corrosion kinetics and mechanism.
Zur chemisorptiven Wechselwirkung von Wasserstoff mit den Stahlbestandteilen Kohlenstoff und Eisen
Authors: Frey Reinhard , Krüger Thomas , Flad Jüuren 
Published: May 2005

AbstractBei einem gespannten Stahl hoher Zugfestigkeit können schon geringe eindiffundierte Wasserstoffmengen zum Versagen führen. Der Gefügezusammenhalt wird hierbei dadurch vermindert, daß atomarer Wasserstoff an inneren und äußeren Oberflächen metastabile Komplexe bildet, welche die chemischen Bindungskräfte des Metallgitters herabsetzen. Anhaltspunkte hierfür sind bereits aus der Untersuchung des Wasserstoffeinflusses auf isolierte Eisen‐Kohlenstoff‐und Eisen‐Eisen‐Bindungen zu entnehmen.
A study of competitive anion adsorption at the tip of a crack in stress corrosion cracking of AI 27‐1 alloy
Authors: Marichev V. A. 
Published: May 2005

AbstractA method to determine chloride ion concentration adsorbed at the tip of crack in stress corrosion cracking of AI27‐1 aluminium alloy in chromic acid based solutions is discussed. The dependance of hydrogen permeability of passivating film at the tip of crack on the concentration of adsorbed chloride ions is the backbone of the method. Critical stress intensity factor, KHE, and critical crack growth rate, Vcr data form an experimental base for the method and are a necessary prerequisite of hydrogen embrittlement as the main mechanism of cracking in stress corrosion conditions.
Angriff wäßriger Säuren auf Chemieemail
Authors: Lorentz R. 
Published: May 2005

AbstractIn praxisnahen Korrosionsversuchen, bei hohem Volumen‐Oberflächenverhältnis und kurzen Beanspruchungszeiten, wird bei Temperaturen über dem normalen Siedepunkt der Säureangriff auf Chemieemail (hochbeständiges Glas im Schmelzverbund mit Stahl) untersucht. Es wird mit einem universell anwendbaren, tantalausgekleideten Autoklaven und allseitig emaillierten Stahlproben gearbeitet, die gravimetrisch ausgewertet werden. Auf diese Weise wird der Einfluß vieler technisch relevanter Parameter auf die Korrosionsrate v1 aufgezeigt: Volumen‐Oberflächenverhältnis (v1∼e−0/v), Beanspruchungszeit (mit und ohne Erneuerung des Mediums), Temperatur (v1∼e−1/T), Emailqualität, Säureart, Säurekonzentration, Druck, Emaildruckvorspannung, Bewegung, Fremdionen und organische Produkte, Unterschied Flüssigphasen‐Kondensatangriff, Angriff trockenen Dampfes. Mit diesen quantitativen Detailkenntnissen läßt sich die Korrosionssituation eines emaillierten Behälters unter betriebsanalogen Bedingungen in guter Näherung bestimmen. Aufgrund der neuen Resultate kann auch eine realistische Bewertung des Standardversuchs DIN 51157 ‐ ISO 2743 vorgenommen werden.
Neue Verfahren der IR‐freien Potentialmessung beim kathodischen Korrosionsschutz erdverlegter Rohrleitungen
Authors: v. Baeckmann W. G. , Hildebrand H. , Prinz W. , Schwenk W. 
Published: May 2005

AbstractDie Sicherheit des kathodischen Korrosionsschutzes ist von der Fehlerfreiheit der Potentialmessung abhängig. Hierbei kommen als Fehler vor allem Ohmsche Spannungsabfälle im Erdboden infrage. Bei stark veränderlichen Strömen kann aus Messungen des Spannungsabfalls über der Rohrleitung das wahre Rohr/Boden‐Potential örtlich durch Extrapolation bestimmt werden, wenn die Rohrumhüllung verhältnismäßig viele Fehlstellen enthält. Das Verfahren ist sehr aufwendig und für gut umhüllte Rohrleitungen nicht anwendbar, wenn man von georteten Fehlstellen in der Umhüllung absieht.Bei stark unterschiedlich polarisierten Objekten können die sonst gut verwertbaren Ausschaltpotentiale durch Spannungsabfälle der Ausgleichsströme verfälscht sein. Für eine ideal gleiche Verteilung von Schutz‐und Ausgleichsströmen läßt sich mit Hilfe der gemessenen Rohr/Boden‐Potentiale und der Potentialdifferenzen senkrecht zur Rohrleitung bei ein‐ und ausgeschaltetem Schutzstrom das wahre Rohr/Boden‐Potential errechnen. Durch Versuche im elektrolytischen Trog konnten diese Zusammenhänge experimentell bewiesen werden. In der Praxis können Abweichungen vom idealen Verhalten auftreten, wenn die Spannungstrichter von Anode und Kathode sich beeinflussen. Die durch Ausgleichsströme verursachten Spannungstrichter erklären mögliche Schäden trotz scheinbar ausreichender negativer Ausschaltpotentialwerte und Fehlaussagen beim Lokalen kathodischen Korrosionsschutz. Damit wird verdeutlicht, daß auf externe Meßproben nicht verzichtet werden kann.