ISSN:
0947-5117
Keywords:
Chemistry
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Polymer and Materials Science
Source:
Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
Topics:
Mechanical Engineering, Materials Science, Production Engineering, Mining and Metallurgy, Traffic Engineering, Precision Mechanics
Description / Table of Contents:
Some observations on the corrosion properties of hardenable chrome steelsThe hardenable Cr steels needed for the cutting of modern synthetic textile fibres and for the moulding of new plastics are required to possess an ever higher corrosion resistance. The corrosion tests carried out with a number of our hardenable Cr steels in condensed water, artificial sea water, NaCl-solution with H2O2 and 6 % acetic acid showed that the corrosion rate is, generally, reduced as the residual chrome content increases. This is the chrome content which remains after deduction of 13 times the C content from the analytically found Cr content. The amount of residual chrome required for the suppression of corrosion depends on the corrosive agent, and should be around 10 percent. In certain cases, other constituents, too, may have a decisive influence, e.g. Mo in the case of acetic acid.With 50 % nitric acid at 60° C, all the steels showed a very low corrosion rate whilst 2% nitric acid at boiling temperature often showed very high values and, in some cases, produced in a test of 24 hours' duration considerable inter-crystalline corrosion. It has not been possible, So far, to find fully convincing explanations for these phenomena with the aid o f micrographs, hardness measurements, or separate analyses. It was therefore decided to carry out systematic tests with heat-treated specimens in boiling 2% nitric acid. With hardening at temperatures between 980 and 1130°C, it was found that a residual chrome content below 10 per cent. caused a high degree of corrosion with intercrystalline effect, whilst a content above 10 per cent. caused weak corrosion with intercrystalline effect, and over 12 per cent. very little corrosion, without intercrystalline effect. With a residual chrome content above 12 per cent., it was no longer possible to detect any influence of the hardening temperatures. With inadequate Cr content, however, the temperature influence can become very great. The significance of the residual chrome values of 10 and 12 per cent. can also be ascertained with the aid of a statistical survey and the relevant diagram.Further tests with two steels containing more than 12 per cent. residual chrome revealed no influence of the forging temperature. When forged, the specimens are highly sensitive to corrosion, but this sensitivity disappears after annealing at 800° C. as well as afler hardening in oil at 1000° C. In contrast, tempering of the hardened specimens at 450 and 550° C results in a very high degree of general and intercrystalline corrosion proneness which is, however, no longer encountered at 650 and 750° C. Such corrosion is explained by the formation of zones with low chrome content in the vicinity of the residual austenite, due to the formation of chromium carbide, and these losses can, at low temperatures, not be compensated by chrome diffusion.To obtain the highest corrosion resistance, it is therefore necessary to ensure a residual chrome content exceeding 12 per cent. as well es a heat treatment which, in any case, avoids tempering between 300 and 600° C. The easiest way of testing the corrosion resistance is by exposing the specimen to 2 per cent. nitric acid at boiling temperature for 7 · 24 hours.
Notes:
Von den härtbaren Cr-Stählen wird beim Schneiden der modernen synthetischen Spinnstoffe und dem Pressen der neun Kunststoffe eine immer höhere Korrosionsbeständigkeit verlangt. Die mit einer Reihe unserer härtbaren Cr-Stähle durchgeführten Meerwasser, oxydischer Kochsalzlösung und Essigsäure 6% ergaben, daß die Korrosion im allgemeinen mit steigendem Restchromgehalt zurückgeht. Dies ist der Cr-Gehalt, der nach Abzug des 13fachen C-Gehaltes vom analytischen Cr-Gehalt bleibt. Der für die Unterdrückung der Korrosion notwendige Restchromgehalt ist je nach dem angreifenden Agens verschieden hoch und sollte bei 10% liegen. In einzelnen Fällen kommt auch anderen Bestandteilen eine entscheidende Bedeutung zu, z. B. dem Mo bei Essigsäure.Bei Salpetersäure 50% und 60° C ergaben sich bei allen Stählen sehr niedrige Korrosionswerte, während 2%ige Salpetersäure bei Siedetemperatur oft sehr hohe Werte und in 24 h Versuchszeit in einigen Fällen erhebliche interkristalline Korrosion erzeugte.Diese Erscheinungen konnten durch Schliffbilder, Härtemessungen und Einzel-analysen nicht eindeutig geklärt werden, daher wurden systematische Versuche mit wärmebehandelten Proben in siedender 2%iger Salpetersäure durchgeführt. Bei Härtung von Temperaturen zwischen 980 und 1130°C ergab sich, daß bei einem Restchromgehalt unter 10% starke Korrosion mit interkristallinem Angriff, ü 10% schwache Korrosion mit interkristallinem Angriff und über 12% Restchrom nur eine äußerst geringe Korrosion ohne interkristallinen Angriff auftritt. Ein Einfluß der Härtetemperaturen wurde bei äber 12% Restchrom nicht gefunden, bei unzureichendem Cr-Gehalt kann ihr Einfluß sehr groß werden. Die Bedeutung der Restchrom-Werte 10% und 12% läßt sich auch aus einer statistischen Auswertung und dem dazu gehörenden Diagramm erkennen.Weitere Versuche mit zwei Stählen, welche über 12% Restchrom enthielten, ergaben keinen einfluß der Schmiedetemperatur. Im Schmiedezustand zeigen die Proben starke Korrosionsempfindlichheit, welche sowohl nach dem Glühen bei 800° C als auch nach einer Härtung bei 1000° C in Öl verschwindet. Anlassen der gehärteten Proben bei 450 und 550° C führt dagegen zu einer sehr starken allgemeinen und interkristallinen Korrosionsempfindlichkeit, welche bei 650 und 750° C nicht mehr auftritt. Diese Korrosion wird durch die Ausbildung chromverarmter Zonen in der Nähe des Restaustenits durch Chromcarbidbildung erklärt, welche bei den niedrigen Temperaturen nicht durch Chromdiffusion ausgeglichen werden können.Zur Erreichung der besten Korrosionsbeständigkeit ist also ein Restchromgehalt von über 12% notwendig und eine Wärmebehandlung, welche Anlaßbehandlungen zwischen 300 und 600° C auf jeden Fall vermeidet. Die Korrosionsbeständigkeit wird am besten durch Salpetersäure 2% bei Siedetemperature 7 · 24 h geprüft.
Additional Material:
40 Ill.
Type of Medium:
Electronic Resource
URL:
http://dx.doi.org/10.1002/maco.19610121103
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