Einflüsse von Legierungselementen auf die Korrosion und Wasserstoffaufnahme von Eisen in Schwefelsäure – Teil I: Permeation, Diffusion und Löslichkeit von Wasserstoff in binären Eisenlegierungen

Abstract

rer. nat. Hans-Jurgen Engell zurn 60. Geburtstag gewidmet E. Riecke, 6. Johnen und H. J. Grabke' Die Einflusse der in Stahlen ublichen Begleit-und Legierungselemente C, S , P, Mn, Si, Cr, Ni, Sn und Cu auf die Aufnahme und Permeation von Wasserstoff durch Eisen wurden mit Hilfe der elektrochemischen Permeationsmethode an binaren Eisenlegierungen untersucht. Zur Beschreibung des Einflusses der Legierungszusatze auf die Wasserstoffaktivitat an der Metalloberflache sowie den Wasserstofftransport im Volumen wurden der Permeationskoeffizient, der Diffusionskoeffizient und die Loslichkeit des Wasserstoffs fur Temperaturen zwischen 10 und 80°C bestimmt. Die stationare Wasserstoffpermeation wird allein durch Si und Cr starker gehemmt. Si erniedrigt vor allem die Loslichkeit des Wasserstoffs in Eisen und hemmt weniger die Diffusion. Cr verursacht im Eisengitter Platze hoher Bindungsenergie (-58 kJ/mol) fiir Wasserstoff und erniedrigt damit dessen Beweglichkeit . Die Gesamtwasserstoffkonzentration wird durch Cr erhoht. Permeationsmessungen an handelsublichen Stahlen zeigen vor allem den Si-Einflul3.

Hydrogen Diffusion in Austenitic Stainless Steels

“…There are several relations in the literature for calculating diffusion coefficients [12][13][14][15][16][17], but since in our alloys the steady state is not reached in a reasonable time, the following equation has been used [18]:…”

Einflüsse von Legierungselementen auf die Korrosion und Wasserstoffaufnahme von Eisen in Schwefelsäure – Teil III: Kinetik der Abscheidung und Aufnahme von Wasserstoff an binären Eisenlegierungen

“…Chemische Zusammensetzung und Warmebehandlung sind in Teil I dieser Arbeit [5] beschrieben worden. Chemische Zusammensetzung und Warmebehandlung sind in Teil I dieser Arbeit [5] beschrieben worden.…”

“…Die Arbeitsseite, an der die Elektrodenreaktionen (1) bis (5) untersucht wurden, befand sich in einer N2-gespulten 1 M HzSO4 von 25°C. 1) befanden.…”

“…In der Nahe des Korrosionspotentials des reinen Eisens in N2-gespulter HzS04 kann neben den Ruckreaktionen von (1) und (2) auch Reaktion (5) guter Naherung durch eine Uberlagerung der partiellen Stromdichte-Potential-Kurven der Eisenauflosung iFe = iKo, . Die H-Aufhahme in Eisen wird durch den Bedeckungsgrad mit Had bestimmt, der durch das Zusammenspiel der H-Abscheidung nach (1) und der Entwicklung von Hz nach (3) und (5) eingestellt wird.…”

“…Abb. Bei der Fe-10,4%Cr-Legierung macht der in[5] beschriebene ,,trapping"-Effekt lange Haltezeiten zur Einstellung quasistationarer H-Permeationsstrome erforderlich. 1, fur Fe-5,2%Cr und Fe-lO,J%CrFig.…”