Kritische Einflußgrössen für die Spannungsrißkorrosion von 18Cr10Ni‐Stahl in Chloridlösungen und Hochtemperaturwasser

Spannungsrißkorrosion tritt bei Vorliegen kritischer Systeme „Werkstoff und Angriffsmittel” nur auf, wenn kritische Werte der Zugspannung überschritten werden („klassische” Systeme der Spannungsrißkorrosion) oder wenn die Dehnrate in einem kritischen Bereich liegt („nichtklassische” Systeme der Spannungsrißkorrosion). Die Begriffe „klassisch” und „nichtklassisch” beziehen sich auf die für die Untersuchung der Spannungsrißkorrosion angewendeten mechanischen Belastungen. Zusätzlich müssen zum Erzeugen von Spannungsrißkorrosion für bestimmte Systemparameter kritische Werte überschritten werden. Solche Systemparameter sind vor allem Potential, Temperatur sowie Konzentration des spezifisch wirkenden Angriffsmittels im Korrosionsmedium. Bei kritischen Systemen „austenitischer Chrom‐Nickel‐Stahl/wäßrige Chloridlösungen” ist der Rißverlauf stets transkristallin, sofern der Werkstoff im ausscheidungsfreien, lösungsgeglühten Zustand vorliegt. Der Stand der Kenntnisse über kritische Werte von Systemparametern wird beschrieben. Hierbei wird vor allem gezeigt, daß in dem vielfach untersuchten System „18Cr10Ni‐Stahl/42°ige siedende Magnesiumchlorid‐Lösung” die kritische mechanische Spannung mit Werten um 50 Nmm −2 sehr niedrig ist. Sie kann nur bei völligem Vermeiden von Zug‐ oder Druckeigenspannungen in den für Versuche verwendeten einachsig gespannten Rundzugproben sicher ermittelt werden. Für das System „austenitischer CrNi‐Stahl/wäßrige Chloridlösungen” wurde die kritische Temperatur durch isotherme Auslagerversuche von Bügelproben unter zeitlich konstanter Gesamtdehnung in wäßrigen Calciumchlorid‐Lösungen unterschiedlicher Konzentrationen und Temperaturen ermittelt. Die Versuchsbedingungen wurden durch Dreiphasengrenzen in den Biegezonen verschärft. Die kritische Temperatur ist über einen weiten Konzentrationsbereich von 1 bis 100 gl −1 an Chlorid‐Ionen von der Chloridkonzentration unabhängig. Sie liegt zwischen 40 und 45 °C. Bei Untersuchungen mit geschliffenen Flachproben in verdünnter Natriumchlorid‐Lösung (0,1 gl −1 ) wird eine Grenztemperatur in der gleichen Größenordnung gefunden. Die Systemparameter Potential und Temperatur beeinflussen sich unter bestimmten Bedingungen gegenseitig. Grenzwerte für die Einflußgrößen hängen ferner von der Zusammensetzung der austenitischen CrNi‐Stähle, d.h. von deren chemischer Beständigkeit ab. In Hochtemperaturwasser (250 bis 300°C) erfolgt Spannungsrißkorrosion mit trans‐ oder interkristallinem Rißverlauf bei Vorliegen bestimmter Gefügezustände (lösungsgeglüht/sensibilisiert) sowie nach Überschreiten kritischer Belastungen (Streckgrenze bei Versuchstemperatur) und Grenzpotentiale. Die Potentiallage in Hochtemperaturwasser wird durch dessen Sauerstoffgehalt bestimmt.