Die Korrosionsbeständigkeit von Edelstahl und anderen Typen
Arten und Definitionen von Korrosion
In vielen industriellen Anwendungen kann Edelstahl die heutige zufriedenstellende Korrosionsbeständigkeit bieten. Neben mechanischem Versagen äußert sich die Korrosion von Edelstahl erfahrungsgemäß hauptsächlich in: Eine schwerwiegende Form der Korrosion von Edelstahl ist die lokalisierte Korrosion (dh Spannungsrisskorrosion, Lochfraß, interkristalline Korrosion, Korrosionsermüdung und Spaltkorrosion). Korrosion). Die durch diese lokale Korrosion verursachten Versagensfälle machten fast die Hälfte der Versagensfälle aus. Tatsächlich können viele Fehlerunfälle durch eine vernünftige Materialauswahl vermieden werden.
Spannungsrisskorrosion (SCC): Ein allgemeiner Begriff, der sich auf das gegenseitige Versagen von spannungstragenden Legierungen aufgrund der Ausdehnung von Schlieren in einer korrosiven Umgebung bezieht. Spannungsrisskorrosion hat eine spröde Bruchmorphologie, kann aber auch bei Werkstoffen mit hoher Zähigkeit auftreten. Die notwendige Bedingung für Spannungsrisskorrosion ist das Vorhandensein von Zugspannungen (egal ob Eigenspannung oder angelegte Spannung oder beides) und ein spezifisches korrosives Medium.
Die Bildung und Ausdehnung des Musters erfolgt ungefähr senkrecht zur Zugspannungsrichtung. Dieser Spannungswert, der Spannungsrisskorrosion verursacht, ist viel kleiner als der Spannungswert, der für Materialbruch ohne Anwesenheit korrosiver Medien erforderlich ist. Auf mikroskopischer Ebene werden die durch die Körner verlaufenden Risse als transgranulare Risse bezeichnet, und die entlang der Korngrenzen verlaufenden Risse werden als interkristalline Risse bezeichnet.
Wenn sich die Spannungsrisskorrosion bis zu einer bestimmten Tiefe ausdehnt (hier der Querschnitt des unter Belastung stehenden Materials, wenn die Spannung in der Luft ihre Bruchspannung erreicht), bricht das Material gemäß den üblichen Rissen (bei duktilen Materialien normalerweise durch). die Anhäufung mikroskopischer Defekte). Daher enthält der Abschnitt des Teils, der aufgrund von Spannungsrisskorrosion versagt, die charakteristische Fläche von
Lochfraß: Es ist eine Form der lokalisierten Korrosion, die Korrosion verursacht.
Interkristalline Korrosion: Die Korngrenzen sind die Grenzstädte, in denen die Kristallkörner mit unterschiedlichen kristallographischen Orientierungen ungeordnet und vermischt sind. Daher sind sie vorteilhaft für die Segregation verschiedener gelöster Elemente im Stahl oder die Ausscheidung von Metallverbindungen (wie Karbide und δ-Phase). Kreisstadt.
Daher überrascht es nicht, dass bei einigen korrosiven Medien zuerst die Korngrenzen korrodiert werden. Diese Art der Korrosion wird als interkristalline Korrosion bezeichnet. Die meisten Metalle und Legierungen können in bestimmten korrosiven Medien interkristalline Korrosion aufweisen.
Spaltkorrosion: Es handelt sich um eine Form lokaler Korrosion, die in den Spalten, in denen die Lösung stagniert, oder auf der abgeschirmten Oberfläche auftreten kann. Solche Spalte können beispielsweise an der Verbindung von Metall und Metall oder Metall und Nichtmetall gebildet werden, wo sie auf Nieten, Bolzen, Dichtungen, Ventilsitze, lose Oberflächenablagerungen und Meerestiere treffen. Allgemeine Korrosion: Dies ist ein Begriff, der verwendet wird, um das Korrosionsphänomen zu beschreiben, das relativ gleichmäßig auf der gesamten Legierungsoberfläche auftritt.
Wenn eine Gesamtkorrosion auftritt, wird das Material aufgrund der Korrosion allmählich dünner, und selbst das Material korrodiert nicht. Edelstahl kann in starken Säuren und Laugen allgemeine Korrosion zeigen. Das durch allgemeine Korrosion verursachte Versagensproblem ist nicht sehr besorgniserregend, da diese Art von Korrosion normalerweise durch einen einfachen Tauchtest oder durch Konsultieren der Korrosionsliteratur vorhergesagt werden kann.
Korrosionsbeständigkeit verschiedener rostfreier Stähle
304 ist vielseitiger Edelstahl, der häufig zur Herstellung von Geräten und Teilen verwendet wird, die eine gute Gesamtleistung (Korrosionsbeständigkeit und Formbarkeit) erfordern.
Edelstahl 301 weist eine deutliche Kaltverfestigung während der Verformung auf und wird bei verschiedenen Gelegenheiten verwendet, bei denen eine höhere Festigkeit erforderlich ist.
Edelstahl 302 ist im Wesentlichen eine Variante des Edelstahls 304 mit höherem Kohlenstoffgehalt, die durch Kaltwalzen zu einer höheren Festigkeit hergestellt werden kann.
302B ist eine Art Edelstahl mit hohem Siliziumgehalt und hat eine hohe Beständigkeit gegen Hochtemperaturoxidation.
303 und 303Se sind schwefel- bzw. selenhaltige Automatenstähle, die dort eingesetzt werden, wo Automatenschnitt und hoher Oberflächenglanz erforderlich sind. Edelstahl 303Se wird auch zur Herstellung von Teilen verwendet, die eine Heißstauchung erfordern, da dieser Edelstahl unter solchen Bedingungen eine gute Heißverformbarkeit aufweist.
304L ist eine Variante von Edelstahl 304 mit geringerem Kohlenstoffgehalt und wird dort eingesetzt, wo Schweißen erforderlich ist. Der niedrigere Kohlenstoffgehalt minimiert die Ausscheidung von Karbiden in der Wärmeeinflusszone in der Nähe der Schweißnaht, und die Ausscheidung von Karbiden kann dazu führen, dass rostfreier Stahl in bestimmten Umgebungen interkristalline Korrosion (Schweißerosion) erzeugt.
304N ist stickstoffhaltiger Edelstahl. Stickstoff wird hinzugefügt, um die Festigkeit des Stahls zu erhöhen.
Die rostfreien Stähle 305 und 384 enthalten viel Nickel und ihre Kaltverfestigungsrate ist gering. Sie eignen sich für verschiedene Anlässe, die eine hohe Kaltumformbarkeit erfordern.
Edelstahl 308 wird zur Herstellung von Schweißdrähten verwendet.
Der Nickel- und Chromgehalt von Edelstahl 309, 310, 314 und 330 ist relativ hoch, um die Oxidationsbeständigkeit und Kriechfestigkeit des Stahls bei hohen Temperaturen zu verbessern. Während 30S5 und 310S Varianten von Edelstahl 309 und 310 sind, liegt der Unterschied darin, dass der Kohlenstoffgehalt niedriger ist, um die Karbidausscheidungen in der Nähe der Schweißnaht zu minimieren. Edelstahl 330 hat eine besonders hohe Aufkohlungs- und Temperaturwechselbeständigkeit.
Edelstahl der Typen 316 und 317 enthält Aluminium, daher ist die Beständigkeit gegen Lochkorrosion in maritimen und chemisch-industriellen Umgebungen viel besser als die von Edelstahl 304. Zu den 316-Edelstahlvarianten gehören kohlenstoffarmer Edelstahl 316L, stickstoffhaltiger hochfester Edelstahl 316N und Automaten-Edelstahl 316F mit höherem Schwefelgehalt.
321, 347 und 348 bestehen aus Edelstahl, der mit Titan, Niob plus Tantal bzw. Niob stabilisiert ist und zum Schweißen von Bauteilen bei hohen Temperaturen geeignet ist. 348 ist eine Edelstahlsorte, die für die Kernkraftindustrie geeignet ist und bestimmte Einschränkungen hinsichtlich der kombinierten Menge an Tantal und Bohrer hat.