Warum korrodiert nichtrostender Stahl, der für seine Widerstandsfähigkeit bekannt ist, unter bestimmten Bedingungen dennoch? Dieser Artikel befasst sich mit den verschiedenen Korrosionsarten, die rostfreien Stahl betreffen, darunter Spannungsrisskorrosion, Lochfraß, interkristalline Korrosion und Spaltkorrosion. Sie erfahren etwas über die Umwelt- und Materialfaktoren, die zu diesen Korrosionsarten beitragen, und lernen vorbeugende Maßnahmen kennen, um die Integrität von Edelstahl zu erhalten. Wenn Sie diese Mechanismen verstehen, können Sie die Werkstoffe besser auswählen und behandeln, um eine optimale Haltbarkeit bei verschiedenen Anwendungen zu erreichen. Tauchen Sie ein, um Ihren rostfreien Stahl vor unerwarteten Ausfällen zu schützen!
In einer Vielzahl von industriellen Anwendungen bietet Edelstahl eine zufriedenstellende Korrosionsbeständigkeit.
Erfahrungsgemäß äußert sich die Korrosion nichtrostender Stähle, abgesehen von mechanischen Fehlern, in erster Linie als örtliche Korrosion, die Spannungsrisskorrosion (SCC), Lochfraß, interkristalline Korrosion, Korrosionsermüdung und Spaltkorrosion umfasst.
Spannungsrisskorrosion ist eine Art des Versagens, die bei Legierungen, die in korrosiven Umgebungen unter Spannung stehen, aufgrund von Rissausbreitung auftritt. Spannungsrisskorrosion weist die Merkmale einer spröden Bruchfläche auf, kann aber auch in Werkstoffen mit hoher Zähigkeit auftreten.
Zu den notwendigen Bedingungen für das Auftreten von SCC gehören Zugspannungen (unabhängig davon, ob es sich um Eigenspannung) und das Vorhandensein eines bestimmten korrosiven Mediums. Die Bildung und Ausbreitung von Rissen erfolgt im Allgemeinen senkrecht zur Richtung der Zugspannung.
Das Spannungsniveau, das SCC verursacht, ist deutlich geringer als das Spannungsniveau, das erforderlich ist, um das Material in Abwesenheit eines korrosiven Mediums zu zerbrechen.
Auf mikroskopischer Ebene werden Risse, die durch Körner hindurchgehen, als transgranulare Risse bezeichnet, während Risse, die sich entlang von Korngrenzen ausbreiten, als intergranulare Risse bezeichnet werden.
Wenn SCC bis zu einer bestimmten Tiefe fortschreitet (wo die Spannung im Querschnitt des belasteten Materials die Bruchspannung in Luft erreicht), bricht das Material normal (bei zähen Materialien in der Regel durch die Anhäufung von mikroskopischen Defekten).
Daher enthält die Bruchfläche eines Bauteils, das aufgrund von SCC versagt, sowohl Bereiche, die für SCC charakteristisch sind, als auch "duktile Grübchen"-Bereiche, die mit der Anhäufung mikroskopischer Defekte verbunden sind.
Die Hauptbedingungen für Spannungsrisskorrosion sind in der Regel ein schwaches korrosives Medium, eine bestimmte Zugspannung und ein spezifisches korrosives System, das aus bestimmten Metallwerkstoffen besteht. Dieses Thema wird im Folgenden ausführlich erörtert.
a. Spannungsrisskorrosion kann nur auftreten, wenn schwache Korrosion einen instabilen Schutzfilm auf der Metalloberfläche bildet.
Experimentelle Ergebnisse deuten darauf hin, dass eine Verringerung des pH-Werts die Anfälligkeit von austenitischem rostfreiem Stahl für Spannungsrisskorrosion verringert.
Allgemeiner Baustahl erfährt in neutralen und hoch-pH-Medien Spannungsrisskorrosion durch verschiedene Mechanismen.
b. Korrosion neigt dazu, unter bestimmten Zugspannungsbelastungen aufzutreten.
Bei der Spannungsrisskorrosion von nichtrostendem Cr-Ni-Stahl wird im Allgemeinen davon ausgegangen, dass die Beziehung zwischen Spannung (σ) und Risszeit (ts) der Gleichung 1gts=a+bσ folgt, wobei a und b Konstanten sind.
Dies deutet darauf hin, dass je höher die Spannung ist, desto kürzer die Zeit ist, bevor es zu Spannungsrisskorrosion bei nichtrostendem Stahl kommt.
Studien über Spannungsrisskorrosion bei nichtrostendem Stahl zeigen, dass es einen kritischen Spannungswert für das Auftreten von Spannungsrisskorrosion gibt, der üblicherweise durch σSCC dargestellt wird.
Liegt die Spannung unter diesem Wert, tritt keine Spannungsrisskorrosion auf. Der σSCC-Wert variiert je nach Art des Mediums, der Konzentration, der Temperatur und der verschiedenen Materialzusammensetzungen. Die Umgebung, die zum Versagen durch Spannungsrisskorrosion führt, ist recht komplex.
Bei den Spannungen handelt es sich nicht nur um Betriebsspannungen, sondern um eine Kombination aus diesen Spannungen und den Eigenspannungen, die durch die Herstellung, das Schweißen oder die Wärmebehandlung im Metall entstehen.
c. Metall-Medium-Systeme sind anfällig für die Zerstörung durch Spannungskorrosion.
Die Medien, die am häufigsten Spannungskorrosion verursachen, sind Chloride, Alkalilösungen und Schwefelwasserstoff.
Forschungsergebnisse über die Wirkung von Metallionen in verschiedenen Chloriden haben zu Spannungsrisskorrosion in nichtrostendem Cr+Ni-Stahl geführt. Die Wirkung der verschiedenen Chloride nimmt in der Reihenfolge Mg2+, Fe3+, Ca2+, Na+, Li+ ab.
d. Der Einfluss von Materialien, Struktur und Belastungsbedingungen.
Verunreinigungen haben einen großen Einfluss auf die Empfindlichkeit gegenüber Spannungsrisskorrosion. Bei nichtrostendem Stahl kann ein Stickstoffgehalt von mehr als 30×10^-6 die Empfindlichkeit gegenüber Chloridversprödung deutlich erhöhen.
Die Empfindlichkeit von Stahl gegenüber Spannungskorrosion variiert mit dem Kohlenstoffgehalt.
Bei niedrigem Kohlenstoffgehalt nimmt die Empfindlichkeit des Stahls mit steigendem Kohlenstoffgehalt zu. Wenn ω(C) größer als 0,2% ist, neigt die Beständigkeit gegen Spannungskorrosion zur Stabilisierung. Wenn ω(C) 0,12% beträgt, ist die Empfindlichkeit gegenüber Spannungskorrosion am größten.
Die strukturelle Beschaffenheit des Werkstoffs hat einen erheblichen Einfluss auf die Empfindlichkeit gegenüber Spannungskorrosion. Je größer die Heterogenität des Werkstoffs ist, desto leichter lassen sich aktive kathodische Kanäle erzeugen und Spannungskorrosion verursachen. Mit zunehmender Korngröße nimmt die Empfindlichkeit von Stahl gegenüber Spannungsrisskorrosion zu.
Je höher die Konzentration des Mediums und die Umgebungstemperatur sind, desto eher kommt es zu Spannungsrisskorrosion. Die durch Chloride verursachte Spannungsrisskorrosion tritt im Allgemeinen oberhalb von 60 °C auf, und die Empfindlichkeit nimmt mit der Temperatur stark zu.
Durch Alkalilösungen verursachte Spannungsrisskorrosion tritt im Allgemeinen bei 130℃ oder höheren Temperaturen auf. Spannungsrisskorrosion in Schwefelwasserstofflösungen tritt hauptsächlich bei niedrigen Temperaturen auf.
Die Wirkung von Material Festigkeit und Härte auf die Empfindlichkeit gegenüber Spannungskorrosion hängt vom tatsächlichen Zustand des Bauteils ab. Je höher die Festigkeit und die Härte des Werkstoffs sind, desto größer ist die Spannung des Bauteils und desto größer ist die Anfälligkeit für Spannungsrisskorrosion bei gleichen Verformungs- (Dehnungs-) Bedingungen.
Bei gleicher Beanspruchung nimmt mit zunehmender Festigkeit und Härte des Werkstoffs die Anfälligkeit des Bauteils für Spannungsrisskorrosion ab.
Wenn die äußere Belastung (Spannung durch Dehnung oder äußere Last) mehr als 85% des Streckgrenze des Werkstoffs steigt die Wahrscheinlichkeit, dass das Bauteil Spannungsrisskorrosion erleidet, erheblich.
Die wirksamste Methode zur Verhinderung von Spannungsrisskorrosion besteht in der Auswahl von Werkstoffen, die unter den gegebenen Umgebungsbedingungen resistent gegen diese Rissbildung sind.
Die Lochfraßkorrosion, auch als Hohlraumkorrosion bekannt, ist eine Form der elektrochemischen Korrosion und eine häufige Form der lokalen Korrosion bei nichtrostendem Stahl.
Wie bereits erwähnt, ist die hervorragende Korrosionsbeständigkeit von nichtrostendem Stahl auf eine unsichtbare Oxidationsschicht zurückzuführen, die ihn passiv macht. Wenn diese Passivschicht zerstört wird, korrodiert der nichtrostende Stahl. Das charakteristische Erscheinungsbild der Lochfraßkorrosion sind örtlich begrenzte Korrosionslöcher auf der Oberfläche.
Bei der Entfernung der Grubenhaut kommen schwere Korrosionskrater zum Vorschein, die manchmal von einer Schicht aus Korrosionsprodukten bedeckt sind. Nach der Entfernung werden die schweren Korrosionsgruben sichtbar. Darüber hinaus können Korrosionsgruben unter bestimmten Umgebungsbedingungen eine besondere Morphologie aufweisen, die an Pagoden erinnert.
Zu den Faktoren, die zur Lochfraßkorrosion beitragen, gehören:
a) Das Umgebungsmedium, das Lochfraßkorrosion verursacht, ist das Vorhandensein zentraler Metallionen wie Fe3+, Cu2+, Hg2+ in Cl-, Br-, I- und ClO-4-Lösungen oder die Alkali- und Alkalimetallionen Na+, Ca2+ in Lösungen, die H2O2, O2 enthalten.
Die Korrosionsrate nimmt mit steigender Temperatur zu. Auch der Flüssigkeitszustand der Lösung beeinflusst das Auftreten von Lochfraßkorrosion. Wenn die Durchflussmenge ein bestimmtes Niveau erreicht, tritt keine Lochfraßkorrosion auf.
b) Der Zusatz von Mo zu nichtrostendem Stahl kann einen dichten und robusten Passivfilm auf der Oberfläche des nichtrostenden Stahls erzeugen, der zu einer Erhöhung des Lochfraßkorrosionspotenzials führt und die Widerstandsfähigkeit gegen Lochfraßkorrosion verbessert. Mit steigendem Cr-Gehalt sinkt die Lochfraßkorrosionsrate von nichtrostendem Stahl.
c) Die Wärmebehandlung von nichtrostendem Stahl hat einen großen Einfluss auf die Lochfraßkorrosion. Eine Wärmebehandlung bei Temperaturen, die mit der Ausscheidung von Karbiden vergleichbar sind, kann die Anzahl der Lochfraßkorrosionsereignisse erhöhen.
d) Verarbeitung und Verformung erhöhen auch die Anfälligkeit für Lochfraßkorrosion.
Die folgenden Maßnahmen können Lochfraßkorrosion verhindern:
Interkristalline Korrosion von rostfreiem Stahl ist eine Art von Korrosion, die entlang oder unmittelbar an den Korngrenzen auftritt.
Diese Korrosion wird durch die Ausscheidung von Chromkarbiden entlang der Korngrenzen unter bestimmten Wärmebehandlungsbedingungen verursacht, die chromarme Zonen in der Nähe der Korngrenzen bilden und sich bevorzugt im korrosiven Medium auflösen.
Korrosion zwischen den Körnern ist eine schwerwiegende Form der Verschlechterung, da sie zum Verlust der Bindungsstärke zwischen den Körnern führt und die Festigkeit des Materials fast vollständig aufhebt.
Nach der interkristallinen Korrosion ändert sich das Aussehen des Metalls praktisch nicht - die geometrischen Abmessungen und der metallische Oberflächenglanz bleiben unverändert -, aber die Länge und Dehnung nehmen deutlich ab.
Bei Kaltbiegung, mechanischer Einwirkung oder starken Flüssigkeitsstößen entstehen Risse auf der Metalloberfläche, die sogar spröde werden kann. Bei geringem Kraftaufwand fallen die Körner von selbst ab und verlieren ihren metallischen Klang.
Die metallografische Untersuchung zeigt eine gleichmäßige Korrosion entlang der Korngrenzen, und in einigen Fällen kann eine Kornverschiebung beobachtet werden. Bei der Untersuchung mit dem Rasterelektronenmikroskop weist die Bruchfläche eine körnige, zuckerähnliche Morphologie auf.
Die allgemein anerkannte Ursache für interkristalline Korrosion ist das Vorhandensein von Einschlüssen oder die Ausscheidung bestimmter Verbindungen (z. B. Karbide oder Sigma-Phase) an den Korngrenzen, wodurch das Elektrodenpotential des Grundmetalls an der Korngrenze gesenkt wird.
Wenn an der Oberfläche ein elektrisches Dielektrikum vorhanden ist, geht die Korrosion von den Korngrenzen aus und entwickelt sich allmählich nach innen. Ob es bei einem bestimmten Werkstoff zu interkristalliner Korrosion kommt, hängt von den Eigenschaften des Werkstoffs und dem Mediumsystem ab.
In einem solchen System ist die Auflösungsrate im Korngrenzenbereich des Materials höher als im Kornkörper, was zu interkristalliner Korrosion führt.
Vorbeugende Maßnahmen gegen interkristalline Korrosion sind wie folgt.
a. Reduzierung des Kohlenstoffgehalts: Durch Senkung des Kohlenstoffgehalt im Stahl unter die Löslichkeitsgrenze sinkt, wird die Ausscheidung von Karbiden verhindert. Bei einer leichten Erhöhung über die Löslichkeitsgrenze kann sich nur eine geringe Menge an Karbiden an den Korngrenzen ablagern, die nicht ausreicht, um eine interkristalline Korrosion zu verursachen.
b. Hinzufügen starker karbidbildender Elemente: Legieren mit stabilisierenden Elementen wie Titan (Ti) und Niob (Nb) oder Spuren von Elementen, die an der Korngrenze adsorbieren, wie Bor (B). Diese Elemente weisen eine starke Affinität zu Kohlenstoff auf und bilden unlösliche Karbide, indem sie Kohlenstoff, Nickel und Niob zu TiC- und NbC-Formen verbinden. Dadurch wird die durch die Ausfällung von Cr23C6-Verbindungen verursachte Chromverarmung wirksam verhindert.
c. Anwendung geeigneter Wärmebehandlungsmethoden: Dadurch wird die Art der an den Korngrenzen gebildeten Ausscheidungen vermieden oder verändert. Die Lösungsbehandlung ermöglicht die Wiederauflösung der ausgeschiedenen Karbide und beseitigt die Tendenz zur interkristallinen Korrosion nach der Sensibilisierung. Die Verlängerung der Sensibilisierungsbehandlung gibt dem Chrom ausreichend Zeit, in die Korngrenzenbereiche zu diffundieren, wodurch die örtliche Chromverarmung verringert wird.
a. Ursachen für Spaltkorrosion:
In einem Elektrolyt bildet sich eine Konzentrationszelle durch kleine Spalten zwischen nichtrostendem Stahl und einem anderen Metall oder Nichtmetall. Dies führt zu örtlicher Korrosion innerhalb oder in der Nähe des Spalts, die als Spaltkorrosion bezeichnet wird. Spaltkorrosion kann in verschiedenen Medien auftreten, ist aber in Chloridlösungen am stärksten.
In Meerwasser unterscheidet sich der Mechanismus der Spaltkorrosion von dem der Lochfraßkorrosion, aber ihre Diffusionsmechanismen sind ähnlich, da beide autokatalytische Prozesse beinhalten. Dadurch sinkt der pH-Wert im Spalt und die Wanderung von Chloridionen in Richtung der Korrosionsstelle wird beschleunigt.
b. Vorbeugende Maßnahmen gegen Spaltkorrosion:
In korrosiven Medien können sich durch Ablagerungen auf der Stahloberfläche, Korrosionsprodukte und andere feste Stoffe Spalten bilden. An Flansch- und Schraubverbindungen sind immer Spalten vorhanden. Um die Schäden durch Spalten zu vermindern, ist das Schweißen als Ersatz für Schraubverbindungen oder Nieten vorzuziehen.
Darüber hinaus sollten Ablagerungen auf der Metalloberfläche regelmäßig entfernt werden. An Flanschverbindungen sollten wasserdichte Dichtungsflächen verwendet werden. Die Erhöhung der Legierungselemente, die gegen Lochfraßkorrosion beständig sind, wirkt sich im Allgemeinen positiv auf die Spaltkorrosionsbeständigkeit aus. Um die Beständigkeit gegen Spaltkorrosion zu verbessern, kann nichtrostender Chrom-Nickel-Stahl mit Molybdän verwendet werden.
Galvanische Korrosion ist die Korrosion, die durch die Verbindung von zwei oder mehr verschiedene Metalleauch bekannt als bimetallische Korrosion.
a. Ursachen der galvanischen Korrosion:
Galvanische Korrosion tritt auf, wenn ein Metallteil, das in eine Elektrolytlösung eingetaucht ist, mit anderen Teilen mit unterschiedlichem Elektrodenpotential in Berührung kommt, oder wenn ein Potentialunterschied zwischen verschiedenen Teilen desselben Metallteils besteht.
Das Metall oder die Teile mit dem niedrigeren Elektrodenpotenzial korrodieren schneller, was zu galvanischer Korrosion führt. Der Grad der galvanischen Korrosion hängt von der Differenz des Korrosionspotenzials zwischen den beiden Metallen vor dem Kurzschluss ab, die je nach Medium unterschiedlich ist.
b. Vorbeugende Maßnahmen gegen galvanische Korrosion:
Um galvanische Korrosion zu verhindern, sollte die Anzahl der Primärzellen so weit wie möglich reduziert und die Potentialdifferenz der Elektroden verringert werden. Es sollten Anstrengungen unternommen werden, um eine stabile, vollständige, dichte und fest verbundene Passivierungsschicht auf der Stahloberfläche zu bilden.
Die Beständigkeit von nichtrostendem Stahl gegen atmosphärische Korrosion hängt im Wesentlichen vom Chloridgehalt in der Atmosphäre ab. In allgemeinen atmosphärischen Umgebungen wird die Korrosionsbeständigkeit von nichtrostendem Stahl gewöhnlich wie folgt eingestuft: Cr13, Cr17 und 18-8.
In ländlicher Umgebung können die Stähle Cr13 und Cr17 die Anforderungen an die Korrosionsbeständigkeit erfüllen. In städtischen oder industriellen Umgebungen kann Cr13- oder Cr17-Stahl für die Verwendung in Innenräumen gewählt werden; Cr17-Stahl sollte zumindest für die Verwendung im Freien gewählt werden.
Wenn die Atmosphäre C12, H2S und CO2 enthält, können die austenitischen Edelstähle 18-8 und 18-14-2 die Anforderungen an die Korrosionsbeständigkeit erfüllen.
In atmosphärischen Meeresumgebungen ist die Chloridionenkorrosion besonders ausgeprägt. Cr13- und Cr17-Stähle können die Anforderungen an die Korrosionsbeständigkeit nicht erfüllen. Rost und Lochfraß treten in sehr kurzer Zeit auf.
Auch die Korrosionsbeständigkeit von 18-8-Stahl ist in dieser Umgebung nicht ideal, wie das Auftreten von dünnem, leicht entfernbarem Rost beweist. Die Korrosionsbeständigkeit von 18-12-2-Stahl ist vergleichsweise ideal.
Dieser Stahl hat im Allgemeinen eine sehr geringe Korrosionsrate (0,0254 μm/a) und eine geringe Lochfraßkorrosion (0,024 cm). Unter maritimen atmosphärischen Bedingungen erfüllen die molybdänhaltigen nichtrostenden Stähle oCr17Ni12Mo2 und 30Cr-2Mo im Wesentlichen die Anforderungen an die Korrosionsbeständigkeit.
Je nach Salzgehalt wird das Wasser in Reinstwasser, Süßwasser (Salzgehalt unter 0,05%), Meerwasser (Salzgehalt zwischen 3,0% und 3,5%), Brackwasser (Salzgehalt zwischen Süßwasser und Meerwasser) und saures Wasser eingeteilt.
Die Korrosionsrate von nichtrostendem Stahl in hochreinem Wasser ist am geringsten (unter 0,01 mm/a). Die Umgebung von hochreinem Wasser ist oft die Nuklearindustrie. Im Allgemeinen erfüllen die Stähle 0Cr19Ni9, 00CrNi11, 0Cr17Ni12Mo2 und 0Cr17Ni14Mo2 die Anforderungen an die Korrosionsbeständigkeit.
Unter industriellen Wasserbedingungen (Süßwasser) erfüllen die Stähle Cr13, Cr17 und 18-8 im Allgemeinen die Anforderungen an die Korrosionsbeständigkeit. Teile, die in Wassermedien arbeiten, sind der Kavitation ausgesetzt. Cr13Ni4, M50NiL, 16CrNi4Mo sind hochfeste, kavitationsbeständige Edelstähle.
Die nichtrostenden Stähle 0Cr13, Cr13, Cr17, 0Cr18Ni9 oder 0Cr18Ni11Ti werden üblicherweise für Produkte verwendet, die der Atmosphäre ausgesetzt sind und häufig der Korrosion durch Süßwasser ausgesetzt sind. Für medizinische Geräte wird häufig 3Cr13 verwendet, 4Cr139Cr18 martensitische nichtrostende Stähle.
Die wichtigsten Formen der Beschädigung von nichtrostendem Stahl im Meerwasser sind Lochfraß, Spaltkorrosion und Spannungskorrosion. Sie wird auch von vielen Faktoren wie dem Sauerstoffgehalt des Meerwassers, der Chloridionenkonzentration, der Temperatur, der Durchflussmenge und der Verschmutzung beeinflusst.
Im Allgemeinen kann der nichtrostende Stahl ω(Mo) 2%-4% in Meerwasser unter 30℃ die Anforderungen an die Korrosionsbeständigkeit erfüllen.
Unter saurem Wasser versteht man verunreinigtes natürliches Wasser, das aus Erzen und verschiedenen Stoffen ausgelaugt wird. Saures Wasser enthält in der Regel eine große Menge an freier Schwefelsäure und eine große Menge an Eisensulfat. Unter solchen Bedingungen hat austenitischer rostfreier Stahl eine höhere Korrosionsbeständigkeit.
Im Boden vergrabene Metalle sind ständigen Veränderungen durch Witterungseinflüsse und zahlreiche andere Faktoren ausgesetzt. Austenitische nichtrostende Stähle sind in der Regel resistent gegen die Korrosion der meisten Böden.
Die Stahlsorten 1Cr13 und 1Cr17 neigen in vielen Böden zu Lochfraßkorrosion. Der nichtrostende Stahl 0Cr17Ni12Mo2 ist in allen Bodenarten beständig gegen Lochfraß.
Fast alle nichtrostenden Stähle lassen sich in verdünnter Salpetersäure leicht passivieren und weisen eine recht gute Korrosionsbeständigkeit auf. Ferritische nichtrostende Stähle und austenitische nichtrostende Stähle mit einem Chromgehalt von mindestens 14% haben eine ausgezeichnete Salpetersäurekorrosionsbeständigkeit.
Unter Arbeitsbedingungen mit weniger als 65% (nach Gewicht) verdünnter Salpetersäure wird im Allgemeinen rostfreier Stahl des Typs 18-8 verwendet. Unter Bedingungen mit 65% bis 85% (nach Gewicht) verdünnter Salpetersäure kann der nichtrostende Stahl Cr25Ni20 die Anforderungen an die Korrosionsbeständigkeit erfüllen.
Wenn die Salpetersäurekonzentration zu hoch ist, können nichtrostende Si-Stähle (wie 0Cr13Si4NbRE, 1Cr17Ni11Si4, 00Cr17Ni17Si6 usw.) die Anforderungen an die Korrosionsbeständigkeit erfüllen.
Nichtrostende Stähle, die Mo enthalten, sind im Allgemeinen nicht beständig gegen Salpetersäurekorrosion, werden aber manchmal verwendet, um Lochfraßkorrosion unter Bedingungen zu verhindern, bei denen Salpetersäure mit Chloridionen vorliegt.
Standard Edelstahlsorten werden selten in schwefelsauren Lösungen verwendet. Bei Raumtemperatur ist der nichtrostende Stahl 0Cr17Ni12Mo2 korrosionsbeständig, wenn die Konzentration der Schwefelsäure 85% übersteigt oder weniger als 15% beträgt.
Austenitische nichtrostende Stähle und ferritisch-austenitische nichtrostende Duplexstähle, die Mo, Cu, Si enthalten (mit einem Gewichtsprozentanteil von 3% bis 4%), weisen die beste Korrosionsbeständigkeit gegenüber Schwefelsäure auf.
Austenitische nichtrostende Stähle weisen eine gute Korrosionsbeständigkeit gegenüber phosphorsauren Lösungen auf. In der Praxis enthält Phosphorsäure jedoch oft verschiedene Verunreinigungen wie Fluor, Chloridionen und metallische Ionen wie Aluminium, Magnesium und Sulfationen, die die Korrosion von nichtrostendem Stahl beschleunigen können.
Die austenitischen nicht rostenden Stähle 00Cr27Ni31Mo3Cu und 00CtNi35Mo3Cu sind die besten nicht rostenden Stähle hinsichtlich ihrer umfassenden Leistungsfähigkeit und ihrer Korrosionsbeständigkeit gegenüber Phosphorsäureverunreinigungen wie Fluor- und Chloridionen.
Unter diesen Arbeitsbedingungen weisen 0Cr17Ni14Mo2, 00Cr19Ni13Mo3 und andere mit einem Mo-Gehalt von 2% bis 4% nach Gewicht, Duplexstahl mit hohem Cr-Gehalt 00Cr26Ni6Mo2Cu3 und rostfreier Stahl mit hohem Mo-Gehalt 00Cr20Ni25Mo4,5Cu sowie superferritische rostfreie Stähle mit hohem Cr-Gehalt 00Cr26Mo1, 00Cr30Mo2 usw. eine gute Korrosionsbeständigkeit gegen Phosphorsäure auf.
Martensitische und ferritische nichtrostende Stähle weisen im Vergleich zu austenitischen nichtrostenden Stählen eine schlechtere Phosphorsäurekorrosionsbeständigkeit auf.
Bei Raumtemperatur kann Salzsäure in verschiedenen Konzentrationen rostfreien Stahl schnell angreifen, daher darf rostfreier Stahl nicht unter Bedingungen verwendet werden, die Salzsäure beinhalten.
Austenitische nichtrostende Stähle weisen im Allgemeinen eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen Essigsäurekorrosion auf. Je höher der Molybdängehalt im Stahl ist, desto besser ist seine Korrosionsbeständigkeit. In Essigsäure, die Chloridionen enthält, beschleunigt sich die Korrosionsgeschwindigkeit jedoch erheblich.
Rostfreie Stähle wie 0Cr17Ni12Mo2 und 00Cr18Ni16Mo5 mit einem Molybdängehalt von 2% bis 4%, Duplex 00Cr18Ni16Mo3N und einige Nickelbasislegierungen haben eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit.
Bei Raumtemperatur haben austenitische nichtrostende Stähle eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen Ameisensäurekorrosion. Unter Bedingungen mit heißer Ameisensäure kann sie jedoch nichtrostenden Stahl ohne Molybdän schnell korrodieren.
Die Stähle 0Cr17Ni12Mo2 und 0Cr19Ni13Mo3 haben hitzebeständige Ameisensäurekorrosionseigenschaften. Ameisensäure wirkt bei allen Temperaturen korrosiv auf martensitische und ferritische nichtrostende Stähle.
Nichtrostender Stahl weist eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit bei Raumtemperaturen mit einer Konzentration von 50% auf.
Bei höheren Temperaturen oder 100%-Konzentrationen weisen alle nichtrostenden Stähle eine schlechte Beständigkeit gegen Oxalsäurekorrosion auf.
Bei einer Höchsttemperatur von etwa 38 °C weist der nichtrostende Stahl 0Cr18Ni9 eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit auf.
Zu den höhertemperaturbeständigen Typen gehören 0Cr17Ni12Mo2 und 0Cr19Ni13Mo3. Martensitische und ferritische nichtrostende Stähle weisen im Allgemeinen eine schlechte Milchsäurekorrosionsbeständigkeit auf.
Die meisten nichtrostenden Stähle sind nicht beständig gegen Flusssäurekorrosion. Wenn Sauerstoff und Oxidationsmittel in der Flusssäure vorhanden sind, verbessert sich die Korrosionsbeständigkeit von austenitischen nichtrostenden Stählen mit hohem Nickel-, Molybdän- und Kupfergehalt erheblich.
Nichtrostende Stähle weisen im Allgemeinen eine gute Beständigkeit gegenüber schwachen Laugen auf. Sowohl Chrom als auch Nickel im Stahl tragen positiv zur Alkalikorrosionsbeständigkeit bei. Ferritische nichtrostende Stähle mit 26% bis 30% Chrom und austenitische nichtrostende Stähle mit mehr als 20% Nickel weisen eine hohe Alkalikorrosionsbeständigkeit auf.
Austenitische nichtrostende Stähle und ferritische nichtrostende Stähle wie Cr-Ni und Cr-Mn-N mit einem Nickelgehalt von 2% bis 4% (z. B. 0-1Cr18Ni12Mo2Ti, Harnstoffsorte 001Cr17Ni14Mo2, 00Cr25Ni22Mo2N) werden bei der Harnstoffherstellung verwendet. Sie besitzen eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit gegenüber Harnstofflösungen.
Als Gründer von MachineMFG habe ich mehr als ein Jahrzehnt meiner Karriere der metallverarbeitenden Industrie gewidmet. Meine umfangreiche Erfahrung hat es mir ermöglicht, ein Experte auf den Gebieten der Blechverarbeitung, der maschinellen Bearbeitung, des Maschinenbaus und der Werkzeugmaschinen für Metalle zu werden. Ich denke, lese und schreibe ständig über diese Themen und bin stets bestrebt, in meinem Bereich an vorderster Front zu bleiben. Lassen Sie mein Wissen und meine Erfahrung zu einem Gewinn für Ihr Unternehmen werden.
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