Kritische Werte von Einflußgrößen für die Spannungsrißkorrosion von Austenitischem 18 Cr‐10 Ni‐Stahl in Chloridlösungen

Abstract

An kritischen Systemen “Werkstoff und Korrosionsmedium” tritt Spannungsrißkorrosion nur auf, wenn kritische Werte der Zugspannung (klassische Systeme der Spannungsrißkorrosion) überschritten worden oder die Dehnrate in einem kritischen Bereich liegt (nichtklassische Systeme der Spannungsrißkorrosion) und ferner für bestimmte Systemparameter, vor allem für Potential, Temperatur sowie Konzentration des spezifisch wirkenden Angriffsmittels im Korrosionsmedium, kritische Werte überschritten werden. Anhand von Literaturhinweisen sowie nach eigenen Untersuchungen wird der Stand der Kenntnisse über kritische Werte der genannten Einflußgrößen, die für Systeme 18 Cr‐10 Ni‐Stahl/Chloridlösungen überschritten werden müssen, beschrieben. Hierbei wurde durch außenstromlose Versuche vor allem gezeigt, daß im System Werkstoff Nr. 1.4301/42%ige siedende Magnesiumchlorid‐Lösung eine Grenzspannung bei sehr niedrigen Spannungen um 50 N mm−2 besteht, die nur bei völligem Vermeiden von Zug‐ oder Druckeigenspannungen in den für die Versuche verwendeten einachsig gespannten Rundzugproben erkannt wird. Die Versuchsergebnisse werden auch vom Chemismus des korrosiven Mediums beeinflußt. Eine über eine längere Zeitdauer siedende Magnesiumchlorid‐Lösung ist weniger aggressiv als eine frisch angesetzte Lösung. Bei Vorliegen von Dreiphasengrenzen Werkstoff/Angriffsmittel (Kalziumchlorid‐Lösungen unterschiedlicher Konzentrationen)/Luft, an denen Inkrusten entstehen können, wurde in isothermen Auslagerversuchen an Bügelproben, die durch eine zeitlich konstante Dehnung beansprucht werden, eine kritische Grenztemperatur, unterhalb derer keine Spannungsrißkorrosion auftritt, gefunden. Sie ist über einen weiten Bereich der Chloridkonzentration (1 bis 100 g l−1 Chlorid Ionen) von der Chloridkonzentration des Angriffsmittels unabhängig und liegt zwischen 40 und 45 °C. Diese Grenztemperatur liegt etwas niedriger als diejenige, die bei Untersuchung geschliffener Flachproben in verdünnter (0,1 g 1−1) Natriumchlorid‐Lösung an anderer Stelle gefunden wurde. Zu niedrigeren Chloridkonzentrationen steigt bei Untersuchungen an Proben mit zeitlich konstanter Dehnung und Vorliegen von Dreiphasengrenzen die Grenztemperatur an (0,1 gl−1 Chlorid‐Ionen: 65 °C), zu höheren Konzentrationen nimmt sie etwas ab. Die Systemparameter Potential und Temperatur beeinflussen sich unter bestimmten Bedingungen gegenseitig, ihre Lage hängt ferner von der Legierungszusammensetzung der austenitischen Chrom‐Nikkel‐Stähle, d. h. von deren chemischer Beständigkeit ab.

Welding Metallurgy of Stainless Steels

“…The latter also determines their chemical composition. Latest findings regarding the resistance of austenitic stainless steels and weld metals towards pitting and crevice corrosion, and stress corrosion cracking are contained in the publications by Herbsleb and Westerfeld [402], Rockel and Renner [480], Risch [481], Herbsleb and Pfeiffer [482] and Mukai and Murata [483]. 107 shows in a simplified but illustrative manner the effect that the basic elements and alloying additions have on the corrosion properties of the alloy, based on the representation of Sedriks [390].…”

“…In the event of a post weld heat treatment, the IC attack range is relatively strongly influenced by the chromium and nitrogen contents, as indicated by Figs. 92 (page 136) and to the great wealth of literature on the corrosion and precipitation behaviour of chromium-nickelmolybdenum steels and weld metals, in particular the following entries in our list of supplementary literature [33,38,41,42,44,45,46,213,214,215,216,218,219,265,266,400,401,402,407,408,409,411,413,414,415,443,447,448,470,480,482,485,486]. By increasing the contents of both elements, the beginning of the IC attack range is shifted to longer periods of time.…”

Corrosion‐technical properties of high‐strength stainless steels for the application in prestressed concrete structures

“…The failure times of the bending specimens of the 'prestressing' stainless steel depending on pH-value and temperature were registered and illustrated with threshold temperature curves. In the literature [16], similar tests were carried out to determine the threshold temperature of Cr-Ni-steel. The threshold temperature is the critical temperature, below that no SCC occurs.…”

Stainless steel in concrete structures and in the fastening technique

“…In present literature similar tests were carried out to determine the threshold temperature of Cr-Ni-steel [24]. The threshold temperature is the critical temperature, below that no SCC can occur.…”