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

Die Einflüsse der in Stählen üblichen 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 binären Eisenlegierungen untersucht. Zur Beschreibung des Einflusses der Legierungszusätze auf die Wasserstoffaktivität an der Metalloberfläche sowie den Wasserstofftransport im Volumen wurden der Permeationskoeffizient, der Diffusionskoeffizient und die Löslichkeit des Wasserstoffs für Temperaturen zwischen 10 und 80° C bestimmt. Die stationäre Wasserstoffpermeation wird allein durch Si und Cr stärker gehemmt. Si erniedrigt vor allem die Löslichkeit des Wasserstoffs in Eisen und hemmt weniger die Diffusion. Cr verursacht im Eisengitter Plätze hoher Bindungsenergie (‐ 58 kJ/mol) für Wasserstoff und erniedrigt damit dessen Beweglichkeit. Die Gesamtwasserstoffkonzentration wird durch Cr erhöht. Permeationsmessungen an handelsüblichen Stählen zeigen vor allem den Si‐Einfluß.