Einfluß von Mo 2 C und P auf die Wasserstoffdiffusion und Löslichkeit im System Fe‐Mo‐C‐P

Herrn Professor Dr. rer. nat. Helmut Kaesche zum 60. Geburtstag gewidmetDie Einfliisse von Mo, V, Nb, Ti, Zr und deren Karbiden auf die Korrosion und Wasserstoffaufnahme von Eisen in 1 M H$0,/N2/25 "C wurden an binaren und ternaren Fe-Me-Legierungen mit rund 0,2 At.-% Me mittels elektrochemischer und oberflachenanalytischer Meamethoden untersucht.Unter den Versuchsbedingungen traten keine schutzenden Deckschichten auf. Die obergangsmetalle reicherten sich nur als Karbid oder Oxikarbid an der Eisenoberflache an, nicht elementar. Mo und Zr reicherten sich auch als Karbid nicht merklich an. Korrosionsstromdichte und Wasserstoffaktivitat wurden nur durch Mo und Zr deutlich erniedrigt.Die Messungen der H-Permeation wurden auf der Grundlage der ,,trapping"-Theorie analysiert. Die mittlere Bindungsenergie der flachen ,,traps" fiir Wasserstoff in Eisen steigt mit dem Atomradius der substituierten Legierungselemente in der Reihenfolge V, Mo, Ti, Nb und Zr an, Entsprechend fallt der H-Diffusionskoeffizient (nach Sattigung der tiefen ,,traps") ab, und die H-Loslichkeit nimmt zu. Der stationare H-Permeationsstrom bleibt weitgehend unbeeinfldt.Die Gesamtwasserstoffkonentration wird durch die Dichte der tiefen ,,traps" bestimmt und ist meistens unabhangig von der aderen HAktivitat. Der ,,trapping"-Effekt in Eisen ist stark bei Substitution von Zr oder Nb sowie bei Gegenwart feindisperser Karbide wie Vc$. Der Effekt grober Karbidteilchen geringerer Dichte ist klein.

Einflüsse von Mo, V, Nb, Ti, Zr und deren Karbiden auf die Korrosion und Wasserstoffaufnahme des Eisens in Schwefelsäure

Riecke¹,

Johnen²,

Liesegang³

et al. 1988

Einflüsse von Mo, V, Nb, Ti, Zr und deren Karbiden auf die Korrosion und Wasserstoffaufnahme von Eisen in H₂S‐haltigen Lösungen

Riecke

Johnen

1991

Es werden Einflüsse der Übergangsmetalle Mo, V, Nb, Ti, Zr und deren Karbide sowie die des Phosphors auf die Korrosion und Wasserstoffaufnahme von Eisen in sauren bis schwach sauren NaCl‐Lösungen mit und ohne H2S‐Einfluß beschrieben. Die Untersuchungen wurden an binären, ternären und quaternären Eisenbasislegierungen mit Hilfe elektrochemischer und oberflächenanalytischer Meßverfahren durchgeführt. Es wird kein besonderer spezifischer Effekt eines der Legierungselemente oder der Karbide auf die Korrosion und Wasserstoffaufnahme beobachtet. Unter den Versuchsbedingungen treten schwefel‐ und sauerstoffreiche Deckschichten auf, die die Kinetik der Korrosionsvorgänge bestimmen. Die Legierungselemente reichern sich nur als Karbide an der Eisenoberfläche an. Phosphor reichert sich bei niedrigen pH‐Werten als Phosphid, bei höherem pH als Phosphat an. H2S und Phosphide beschleunigen die Korrosion und Aufnahme von Wasserstoff. Die unter H2S‐Einfluß sehr hohen Wasserstoffaktivitäten führen besonders in Eisen und Eisenlegierungen geringerer Festigkeit durch ständige Neubildung von Gitterfehlern zu außerordentlich hohen Wasserstoffkonzentrationen.

Einflüsse von Mo, V, Nb, Ti, Zr und deren Karbiden auf die Bindungszustände des Wasserstoffs in Eisen und das Bruchverhalten der Eisenlegieungen

Riecke

Johnen

1991

Einflusse von Mo, V, Nb,Ti, Z r und deren Karbiden auf die Bindungszustande des Wasserstoffs in Eisen und das Bruchverhalten der EisenlegierungenEffects of Mo, V, Nb, Ti, Zr and their carbides on the binding states of hydrogen in iron and the fracture behaviour of the iron alloys E. Riecke und 6. Johnen* Herm Professor Dr. rer. nat. Wilhelm Schwenk zum 60. Geburtstag gewidmet Die Einfliisse der Ubergangsmetalle Mo,V, Nb,Ti, Zr und deren Karbiden auf die Permeation, Diffusion und Loslichkeit des Wasserstoffs in Eisen und Eisenbasislegierungen sowie seine Verteilung auf verschiedene Bindungszustlnde werden mit Hilfe der elektrochemischen Permeationsmethode untersucht und auf der Grundlage des ,,trapping"-Modells beschrieben. Der EinfluB des Wasserstoffs in verschiedenen Bindungszustanden auf das Bruchverhalten der Legierungen wird unter CERT-Bedingungen gepriift.Es tritt kein besonderer spezifischer EinfluR eines der Legierungselemente oder der Karbide auf. Wasserstoffdiffusion und Liislichkeit, die Gesamtwasserstoffkonzentration wie auch das Bruchverhalten werden durch die verschiedenen Mikrostrukturen der Legierungen bestimmt, somit nur indirekt durch die Legierungselemente. RiRbiIdung und Bruchvorgang hangen in erster Linie von der BuBeren Wasserstoffaktivitat und von der KorngroBe der Legierung ab, nicht von der Gesamtwasserstoffkonzentration. Feinkristalline Legierungen hoherer Festigkeit enveisen sich als weniger empfindlich gegeniiber wasserstoffinduzierter Schiidigung als grobkornige weiche Strukturen.