Einfluss der Wärmebehandlung auf die Korrosionsbeständigkeit von Schneidwaren*

Abstract

KurzfassungHärte und Korrosionsbeständigkeit sind die wichtigsten Qualitätsmerkmale von Schneidwaren. Diese werden nur durch eine optimal durchgeführte Wärmebehandlung des martensitischen nichtrostenden Stahls 1.4116 (X50CrMoV15) erreicht. In der industriellen Fertigung wird die Korrosionsbeständigkeit von Schneidwaren durch Wechseltauchversuche überprüft, die herstellerübergreifend eine große Schwankung der Korrosionsbeständigkeit belegen. In den letzten Jahren wurden neue elektrochemische Untersuchungsmethoden für die Werkstoffgruppe der martensitischen nichtrostenden Stähle entwickelt, welche die geringe Lochkorrosionsbeständigkeit von Schneidwaren auf das Phänomen der Chromverarmung zurückführen. Derzeit wird in der wissenschaftlichen und in der industriellen Gemeinschaft der Schritt des Anlassens als Hauptursache der Chromverarmung angesehen. Bei Schneidwaren sind die Anlasstemperaturen aber zu gering, um die auftretende Chromverarmung zu erklären. Aus diesem Grund wurden drei verschiedene Wärmebehandlungsparameter (Austenitisierungsdauer, Abkühlgeschwindigkeit und Anlasstemperatur) systematisch untersucht, um deren Beitrag zur Chromverarmung darzustellen. Dazu wurde die Untersuchungsmethode der elektrochemisch potentiodynamischen Reaktivierung (EPR) eingesetzt, die sehr sensibel auf Veränderungen im Gefüge reagiert und den Grad an Chromverarmung ermittelt. Außerdem wurden KorroPad-Prüfungen durchgeführt und kritische Lochkorrosionspotentiale ermittelt, um den Zusammenhang zwischen Chromverarmung und Lochkorrosionsbeständigkeit herzustellen. Die Ergebnisse aller Untersuchungen verdeutlichen, wie eng das Prozessfenster ist, in dem Schneidwaren mit hoher Korrosionsbeständigkeit hergestellt werden können.

Application limits and sensitisation behaviour of the manganese‐ and nitrogen‐alloyed austenitic stainless steel P2000 (X13CrMnMoN18‐14‐3)

“…First invented in 2014, this relatively new method has been successfully used for this purpose on stainless austenitic, martensitic and duplex steels. [ 14,15,29–32 ] During the preparation process, the samples were wet‐ground with 180‐grit SiC paper, cleaned, dried in warm air and passivated at more than 95% relative humidity. For the experiment, KorroPads with a composition of 0.1 M NaCl and 1 mM K 3 [Fe(CN) 6 ] and a diameter of 20 mm were placed on the surface for 15 min.…”

“…[ 18,19 ] Such locally depleted areas represent a weak link of the passive film and impair the corrosion resistance. [ 14,15,17 ]…”

“…In addition, the solution-annealed condition guarantees that the microstructure is free of secondary phases, such as Cr 2 N, M23C6 and σ-phase. [14][15][16][17] The formation of chromium-rich precipitates binds chromium or molybdenum and locally depletes the chromium from the surrounding local matrix. [18,19] Such locally depleted areas represent a weak link of the passive film and impair the corrosion resistance.…”

“…[18,19] Such locally depleted areas represent a weak link of the passive film and impair the corrosion resistance. [14,15,17] The breakdown of the passive layer and the associated reduction in the corrosion resistance due to the chromiumdepleted zones is referred as sensitisation. Both the degree of sensitisation and the resulting susceptibility to localised corrosion generally increase with the secondary phase fraction.…”

“…Both the degree of sensitisation and the resulting susceptibility to localised corrosion generally increase with the secondary phase fraction. [14,15,20] At the same time, the continuous formation of precipitates reduces the toughness of the material to the point of brittle fracture. [9,21] However, the Charpy impact energy decreases only when the majority of the grain boundaries are continuously covered with precipitates.…”