Spannungs- und Schwingungsrisskorrosion: Gemeinsamkeiten und Unterschiede*

Gregor Mori; Robert Sonnleitner; Stefan Holzleitner; Michael Panzenböck; Reinhard Pippan

doi:10.3139/120.110104

Article

Spannungs- und Schwingungsrisskorrosion

Gemeinsamkeiten und Unterschiede*

Gregor Mori , Robert Sonnleitner , Stefan Holzleitner , Michael Panzenböck and Reinhard Pippan

Published/Copyright: May 28, 2013

Published by

Become an author with De Gruyter Brill

Submit Manuscript Author Information

From the journal Materials Testing Volume 52 Issue 1-2

Kurzfassung

In der vorliegenden Arbeit werden Schädigungen an verschiedenen passivierbaren Stählen, die unterschiedlichen mechanischen und chemischen Beanspruchungen ausgesetzt werden, charakterisiert. Die Korrosionsversuche wurden alle in hoch chloridhältigen Medien unter konstanter bzw. zyklischer Beanspruchung durchgeführt. Die Auswertung erfolgte mittels hochauflösender Elektronenmikroskopie, Rasterkraftmikroskopie sowie Röntgenfotoelektronen- spektroskopie. Bei Spannungsrisskorrosion findet die Rissinitiierung überwiegend durch mechanisches Abgleiten und der Rissfortschritt durch örtliche Auflösung von Gleitbändern statt. Bei schwingend korrosiver Beanspruchung ist bei passiven, hochbeständigen Werkstoffen überwiegend die mechanische Komponente bei Rissinitiierung und -fortschritt dominierend. Bei niedrigen Amplituden kann die Rissinitiierung durch Lochkorrosion stattfinden.

Abstract

The present work describes damages in different stainless steels under various mechanical and chemical loads. Corrosion testing was done in high chloride containing electrolytes under solutions constant and cyclic loading. Evaluation of specimens was done with high resolution scanning electron microscopy, atomic force microscopy, and X-ray photoelectron spectroscopy.

Stress corrosion crack initiation happens by slipping whereas crack propagation is dominated by chemical dissolution at the crack tip. Passive highly alloyed materials fail under cyclic corrosive conditions mainly due to mechanical damage. At lower mechanical loads crack initiation happens by pitting.

Erweiterte Fassung des Beitrags zur Tagung Gefüge und Bruch 2009.

Gregor Mori, Jahrgang 1965, studierte an der Montanuniversität Leoben, Österreich, bis 1991 Metallurgie. Nach seiner Promotion im Jahr 1995 und mehrjähriger selbstständiger Tätigkeit ist er seit 2004 ao. Univ.-Prof. für Korrosionskunde am Lehrstuhl für Allgemeine und Analytische Chemie der Montanuniversität. Seit 2007 leitet er das CD-Labor für Örtliche Korrosion an der Montanuniversität.

Robert Sonnleitner, Jahrgang 1978, studierte an der Montanuniversität Leoben bis 2006 Werkstoffwissenschaften. Er ist derzeit Doktorand am CD-Labor für Örtliche Korrosion.

Stefan Holzleitner, Jahrgang 1982, studierte an der Montanuniversität Leoben bis 2005 Werkstoffwissenschaften. Nach der Promotion 2008 hat er die Stellung des Area-Leiters „Damage“ bei der Materials Center Leoben Forschungsges.m.b.H in Leoben inne.

Michael Panzenböck, Jahrgang 1962, studierte an der Montanuniversität Leoben Werkstoffwissenschaften bis 1988. Seit seiner Promotion 1995 ist er wissenschaftlicher Mitarbeiter am Lehrstuhl für Metallkunde und metallische Werkstoffe der Montanuniversität und für die Fachgebiete Werkstoffprüfung und Schadensanalyse zuständig.

Reinhard Pippan, Jahrgang 1954, studierte an der TU Graz, Österreich, Physik bis 1980. Nach seiner Promotion an der Montanuniversität Leoben 1982 arbeitete er am Erich Schmid-Institut für „Festkörperphysik“ später „Materialwissenschaft“ der Österreichischen Akademie der Wissenschaften in Leoben. Er war von 1996 bis 1998 und 2003 bis 2005 dessen Vize-Direktor. Seit 2002 ist er Leiter des CD-Labors für lokale Verformung und Bruch. Seit 2005 ist er Univ.-Prof. am Department für Werkstoffphysik.

Literatur

1 R. W.Staehle: Stress Corrosion cracking of the Fe-Cr-Ni alloy system, J. C. Scully (Ed.): The Theory of Stress Corrosion Cracking in Alloys, NATO Science Committee – Scientific Affairs Division, Brussels (1971), S. 223–288Search in Google Scholar

2 R. W.Staehle: Predictions and experimental verification of the slip dissolution model for SCC of low-strength alloys, Proc. of the Conf. SCC and HE of Fe Base Alloys, NACE, Houston (1973)Search in Google Scholar

3 T. J.Smith, R. W.Staehle: Role of slip step emergence in the early stages of stress corrosion cracking in face centered Iron-Nickel-Chromium alloys, Corrosion23 (1967), S. 117–12910.5006/0010-9312-23.5.117Search in Google Scholar

4 R. W.Staehle, A. J.Forty, D.Rooyen: Stress Corrosion Cracking in Iron-Nickel-Chrom-Alloys, in: R. M. Latanision, R. W. Staehle (Eds.): Fundamental Aspects of Stress Corrosion Cracking, NACE, Houston (1969), S. 214–307Search in Google Scholar

5 N.Arlt: Korrosion nichtrostender Stähle in wässrigen Medien, E. Kunze (Ed.): Korrosion und Korrosionsschutz, Band 1, Wiley-VCH (2001), S. 984–996Search in Google Scholar

6 H.Spähn, U.Steinhoff: Vergleichende Betrachtungen zur Spannungs- und Schwingungsrisskorrosion, Werkstoffe und Korrosion20 (1969), S. 733–749Search in Google Scholar

7 H.Kaesche: Die Korrosion der Metalle, 3. Auflage, Springer-Verlag (2003), S. 300–383Search in Google Scholar

8 D.Desjardins, J.Daret, M. C.Petit, J. J.Pauthe: The correlation between mechanical and electromechanical parameters of stress corrosion cracking of Austenitic stainless steels, Corrosion Science20 (1980), S. 177–187Search in Google Scholar

9 T.Magnin: Recent advances for corrosion fatigue mechanisms, ISIJ International35 (1995), S. 223–23310.2355/isijinternational.35.223Search in Google Scholar

10 T.Magnin, D.Delafosse, B.Bayle, C.Bosch, D.Tanguy: Overview of corrosion-deformation interactions during stress corrosion cracking and corrosion fatigue, Proc. of the International Conference Hydrogen Effects on Materials Behavior and Corrosion Deformation Interactions, TMS, Warrendale, USA (2002), S. 563–576Search in Google Scholar

11 T.Magnin: Corrosion Fatigue mechanisms in Metallic Materials, P. Marcus (Ed.): Corrosion Mechanisms in Theory and Practise, Marcel Dekker Inc., New York (2002), S. 451–47810.1201/9780203909188.ch13Search in Google Scholar

12 E. I.Meletis: A review of present mechanisms of transgranular stress corrosion cracking, Journal of the Mechanical Behavior of Materials7 (1996), S. 1–1410.1515/JMBM.1996.7.1.1Search in Google Scholar

13 T.Magnin: Corrosion fatigue mechanisms of metallic alloys, Revue de Metallurgie, Cahiers d'Informations Techniques99 (2002), S. 423–43210.1051/metal:2002161Search in Google Scholar

14 R.Sonnleitner, G.Mori, M.Panzenböck, R.Fluch, S.Eglsäer: Corrosion fatigue and cold deformation of a CrMnN stainless steel, Pro. of the ICC 2009, NACE, Houston (2008), S. 1–22Search in Google Scholar

15 T.Magnin, D.Desjardins, M.Puiggali: The influence of the mechanical test conditions on the corrosion fatigue behaviour of austenitic stainless steels in chloride solutions, Corrosion Science29 (1989), S. 567–57610.1016/0010-938X(89)90008-5Search in Google Scholar

16 S.Holzleitner, W.Kranister, G.Mori, P.Schmuki: Applying a multi method approach to Chloride induced SCC of two Austenitic Cr-Ni-Mo-N stainless steels, Corrosion 2008, NACE, Houston (2008), paper no. 08486Search in Google Scholar

17 R.Sonnleitner, G.Mori, M.Panzenböck, R.Fluch, S.Eglsäer: Corrosion fatigue of a CrMnN stainless steel, Corrosion 2008, NACE, Houston (2008), paper no. 08488Search in Google Scholar

18 H.Spähn: Spannungsrisskorrosion, E. Kunze (Ed.): Korrosion und Korrosionsschutz, Band 1, Wiley-VCH (2001), S. 193–237Search in Google Scholar

19 S.Holzleitner: Zum Mechanismus der chloridinduzierten Spannungsrisskorrosion austenitischer, hochlegierter Stähle, Dissertation Montanuniversität Leoben (2008)Search in Google Scholar

Online erschienen: 2013-05-28

Erschienen im Druck: 2010-02-01

You are currently not able to access this content.

Articles in the same Issue

https://doi.org/10.3139/120.110104