Beitrag zur Wachstumskinetik der interkristallinen Korrosion von ausgehärteten AlCu‐Legierungen. Teil II: Der Einfluß mechanischer Spannungen

Der Einfluß konstanter einachsiger Zugspannungen auf die Wachstumskinetik der interkristallinen Korrosion (IK) von ausgehärteten AlCu‐Legierungen in wäßrigen Chloridlösungen unter potentionstatischen Bedingungen wurde mit der Folien‐Durchbruchsmethode untersucht. Als Versuchssysteme wurden eine reine binäre Al‐4% Cu‐Modellegierung von 0,5 mm Blechdicke in 0,01 m NaCl, pH 11, und eine technische Legierung des Typs AA 2024 im Dickenbereich 0,1‐1,0 mm in 0,1 m NaCl, pH 7, eingesetzt. Beide Legierungen wurden in ihren maximal IK‐sensibilisierten Ausscheidungszuständen bei Meßpotentialen im Bereich der selektiven anodischen Auflösung der korngrenzennahen Bereiche untersucht. Vergleichsweise wurde zudem der Zugspannungseinfluß auf die Lochwachstumskinetik an technischem Reinaluminium in 0,01 m NaCl + 0,01 m Na 2 SO 4 (als Lochbildungsinhibitor), pH 11, bei einem wesentlich über dem Lochbildungspotential angesetzten Meßpotential untersucht. Alle Messungen wurden unter verschiedenen Zugspannungen im Bereich von 25–88% R p , 0,2 durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen eine markante Reduktion der Durchbruchszeiten um Faktoren zwischen 2 und 10 durch alle aufgebrachten Zugspannungen für Systeme mit wenigen parallelen Rissen (grobkörnige Modellegierung und dünne Bleche der feinkörnigen technischen Legierung). Für Systeme mit vielen parallelen Rissen (dickere Bleche der feinkörnigen Legierung) konnte hingegen kein Zugspannungseinfluß auf die Wachstumskinetik der IK festgestellt werden. Die Durchbruchszeiten für das Lochwachstum in Reinaluminium wurden durch die angelegten Zugspannungen um Faktoren in der Größenordnung 1,2 bis 1,7 reduziert. Die Diskussion der Ergebnisse geht davon aus, daß auch die größten hier gemessenen mittleren Rißwachstumsgeschwindigkeite durch die anodische Auflösung der korngrenzennahen Bereiche an den Rißspitzen erklärt werden können. Die zugspannungsinduzierte Erhöhung der Auflösungsstromdichte an den Rißspitzen wird auf die mechanische Aufweitung der Risse zurückgeführt. Diese Rißaufweitung bewirkt einerseits eine Veränderung der Rißgeometrie und damit des integralen elektrischen Widerstandes des Systems. Andererseits wird durch die Verbesserung der Stofftransportbedingungen zwischen Riß‐ und Außenelektrolyt die Zusammensetzung des Rißelektrolyten und damit der Spannungsabfall im Riß beeinflußt. Diese Rißaufweitung ist von der Spannungsverteilung im gesamten Probenquerschnitt und nicht von der bruchmechanischen Spannungsintensität an den Rißspitzen abhängig. Damit kann das Verschwinden des Zugspannungseiflusses beim Vorliegen mehrerer paralleler, sich gegenseitig entlastender Risse erklärt werden. Der im Verhältnis geringere Einfluß mechanischer Spannungen auf die Geometrie kreisrunder Löcher erklärt die geringfügigere Beschleunigung des Lochwachstums unter Zugspannung.