Chloridinduzierte transkristalline Spannungsrisskorrosion hochlegierter austenitischer CrNiMo- und CrMnN-Stähle

Dieter Bauernfeind

Chloridinduzierte transkristalline Spannungsrisskorrosion hochlegierter austenitischer CrNiMo- und CrMnN-Stähle

Translated title of the contribution: Chloride induced transgranular Stress Corrosion Cracking of highly alloyed austenitic CrNiMo- and CrMnN-Steels

Dieter Bauernfeind

Chair of General and Analytical Chemistry (120)

Research output: Thesis › Doctoral Thesis

Abstract

The susceptibility to chloride induced transgranular stress corrosion cracking (SCC) of 13 different solution annealed CrMnN- and CrNiMo-alloys has been investigated by different test methods (Constant-Load Tests, Slow-Strain-Rate Tests, electrochemistry and TEM). 45% MgCl2 solution at 155°C and 62% CaCl2 solution at 123°C were used as corrosive testing media while glycerine was used as inert testing solution in SSRT. Five alloys were tested with various degrees of cold working (CW) to determine the influence of CW on SCC resistance at which the main result is that CW doesnot improve the SCC resistance. While the absolute SCC threshold stress isnot influenced by CW, the relative SCC threshold stress is reduced systematically with higher degrees of CW. All samples showed a transgranular fracture appearance with a following ductile overload breakage. TEM investigations gave the slip-step dissolution model as the predominant crack initiation mechanism while for the crack propagation mechanism a combination of hydrogen embrittlement and film induced SCC is assumed.

Translated title of the contribution	Chloride induced transgranular Stress Corrosion Cracking of highly alloyed austenitic CrNiMo- and CrMnN-Steels
Original language	German
Supervisors/Advisors	Mori, Gregor Karl, Assessor A (internal) Clemens, Helmut, Assessor B (internal)
Publication status	Published - 2006

Bibliographical note

embargoed until null

Keywords

stress corrosion cracking
chloride induced austenites
highly alloyed cold working influence of alloying additions influence of surface quality testing media
different

Cite this

@phdthesis{fc0da8ab0a6b47e39c0d266bf13cf93e,

title = "Chloridinduzierte transkristalline Spannungsrisskorrosion hochlegierter austenitischer CrNiMo- und CrMnN-St{\"a}hle",

abstract = "Es wurden 13 unterschiedliche CrMnN- und CrNiMo-Legierungen mittels verschiedener Untersuchungsmethoden (Constant-Load Tests, Slow-Strain-Rate Tests, Elektrochemie und TEM) auf ihre Anf{\"a}lligkeit gegen chloridinduzierte, transkristalline Spannungsrisskorrosion (SRK) untersucht, wobei alle Werkstoffe im l{\"o}sungsgegl{\"u}hten Zustand gepr{\"u}ft worden sind. Als korrosive Pr{\"u}fmedien dienten 45% MgCl2-L{\"o}sung bei 155°C und 62% CaCl2-L{\"o}sung bei 123°C, w{\"a}hrend als inertes Referenzmedium bei den SSR-Versuchen Glyzerin verwendet wurde. Um den Einfluss von Kaltverformung auf die SRK untersuchen zu k{\"o}nnen, wurden f{\"u}nf Werkstoffe mit verschiedenen Kaltverformungsgraden gepr{\"u}ft, wobei die Haupterkenntnis aus diesen Versuchen darin besteht, dass die durch Kaltverformung in die Werkstoffe eingebrachte Festigkeitserh{\"o}hung der SRK-Best{\"a}ndigkeit nicht zugute kommt. W{\"a}hrend durch Kaltverformung die absolute SRK-Grenzspannung nicht beeinflusst wird, kommt es mit zunehmenden Kaltverformungsgraden zu einer systematischen Abnahme der auf die Streckgrenze bezogenen relativen SRK-Grenzspannung. Das Bruchaussehen aller gepr{\"u}ften Proben erwies sich als transkristallin, wobei auf den transkristallinen SRK-Bruch ein duktiler Restbruch folgte. Aus den durchgef{\"u}hrten TEM-Untersuchungen folgt, dass das Gleitstufen-Passivschicht-Verletzungsmodell als der vorherrschende Rissinitiierungsmechanismus auftritt. Im Falle des Risswachstumsmechanismus tritt eine Kombination von H-Verspr{\"o}dung und filminduzierter SRK auf.",

keywords = "stress corrosion cracking, chloride induced austenites, highly alloyed cold working influence of alloying additions influence of surface quality testing media, different, Spannungsrisskorrosion, chloridinduzierte Austenite, hochlegierte Kaltverformung Legierungseinfluss Oberfl{\"a}cheneinfluss Pr{\"u}fmedien, verschiedene",

author = "Dieter Bauernfeind",

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year = "2006",

language = "Deutsch",

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TY - BOOK

T1 - Chloridinduzierte transkristalline Spannungsrisskorrosion hochlegierter austenitischer CrNiMo- und CrMnN-Stähle

AU - Bauernfeind, Dieter

N1 - gesperrt bis null

PY - 2006

Y1 - 2006

N2 - Es wurden 13 unterschiedliche CrMnN- und CrNiMo-Legierungen mittels verschiedener Untersuchungsmethoden (Constant-Load Tests, Slow-Strain-Rate Tests, Elektrochemie und TEM) auf ihre Anfälligkeit gegen chloridinduzierte, transkristalline Spannungsrisskorrosion (SRK) untersucht, wobei alle Werkstoffe im lösungsgeglühten Zustand geprüft worden sind. Als korrosive Prüfmedien dienten 45% MgCl2-Lösung bei 155°C und 62% CaCl2-Lösung bei 123°C, während als inertes Referenzmedium bei den SSR-Versuchen Glyzerin verwendet wurde. Um den Einfluss von Kaltverformung auf die SRK untersuchen zu können, wurden fünf Werkstoffe mit verschiedenen Kaltverformungsgraden geprüft, wobei die Haupterkenntnis aus diesen Versuchen darin besteht, dass die durch Kaltverformung in die Werkstoffe eingebrachte Festigkeitserhöhung der SRK-Beständigkeit nicht zugute kommt. Während durch Kaltverformung die absolute SRK-Grenzspannung nicht beeinflusst wird, kommt es mit zunehmenden Kaltverformungsgraden zu einer systematischen Abnahme der auf die Streckgrenze bezogenen relativen SRK-Grenzspannung. Das Bruchaussehen aller geprüften Proben erwies sich als transkristallin, wobei auf den transkristallinen SRK-Bruch ein duktiler Restbruch folgte. Aus den durchgeführten TEM-Untersuchungen folgt, dass das Gleitstufen-Passivschicht-Verletzungsmodell als der vorherrschende Rissinitiierungsmechanismus auftritt. Im Falle des Risswachstumsmechanismus tritt eine Kombination von H-Versprödung und filminduzierter SRK auf.

AB - Es wurden 13 unterschiedliche CrMnN- und CrNiMo-Legierungen mittels verschiedener Untersuchungsmethoden (Constant-Load Tests, Slow-Strain-Rate Tests, Elektrochemie und TEM) auf ihre Anfälligkeit gegen chloridinduzierte, transkristalline Spannungsrisskorrosion (SRK) untersucht, wobei alle Werkstoffe im lösungsgeglühten Zustand geprüft worden sind. Als korrosive Prüfmedien dienten 45% MgCl2-Lösung bei 155°C und 62% CaCl2-Lösung bei 123°C, während als inertes Referenzmedium bei den SSR-Versuchen Glyzerin verwendet wurde. Um den Einfluss von Kaltverformung auf die SRK untersuchen zu können, wurden fünf Werkstoffe mit verschiedenen Kaltverformungsgraden geprüft, wobei die Haupterkenntnis aus diesen Versuchen darin besteht, dass die durch Kaltverformung in die Werkstoffe eingebrachte Festigkeitserhöhung der SRK-Beständigkeit nicht zugute kommt. Während durch Kaltverformung die absolute SRK-Grenzspannung nicht beeinflusst wird, kommt es mit zunehmenden Kaltverformungsgraden zu einer systematischen Abnahme der auf die Streckgrenze bezogenen relativen SRK-Grenzspannung. Das Bruchaussehen aller geprüften Proben erwies sich als transkristallin, wobei auf den transkristallinen SRK-Bruch ein duktiler Restbruch folgte. Aus den durchgeführten TEM-Untersuchungen folgt, dass das Gleitstufen-Passivschicht-Verletzungsmodell als der vorherrschende Rissinitiierungsmechanismus auftritt. Im Falle des Risswachstumsmechanismus tritt eine Kombination von H-Versprödung und filminduzierter SRK auf.

KW - stress corrosion cracking

KW - chloride induced austenites

KW - highly alloyed cold working influence of alloying additions influence of surface quality testing media

KW - different

KW - Spannungsrisskorrosion

KW - chloridinduzierte Austenite

KW - hochlegierte Kaltverformung Legierungseinfluss Oberflächeneinfluss Prüfmedien

KW - verschiedene

M3 - Dissertation

ER -