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:
The meaning of the oxalic acid etch test for testing the corrosion resistance of stainless steelsIn the oxalic acid etch test according to ASTM A 262 practice A, precipitations of phases rich in chromium and molybdenum which can occur in stainless steels, are preferentially dissoved. The behaviour of such phases in the oxalic acid etch test was investigated taking precipitations of carbide M23C6, s̰-phase, χ-phase and Laves-phase in stainless steels AISI 304 L and 316 L as examples. The chemical composition of these was evaluated with a scanning transmission electron microscope (STEM) by EDS. With coarser precipitations, it was possible to support this analytical method by EDS of metallographic cross sections in a scanning electron microscope (SEM).In oxalic acid, critical threshold potentials exist above which the above mentioned phases are preferably attacked, furthermore critical pH values, below which no selective attack of the precipitated carbides and intermetallic phases occurs. The numerical values of the threshold potentials as well as the critical pH values were evaluated.When testing stainless steels in the oxalic acid etch test, the steel specimens are polarized to a highly positive potential in the very trans passive range. In this potential range the corrosion rate of stainless steels increases with increasing chromium content, while in the active and passive range the corrosion rate decreases with increasing chromium content. Other than the nitric-hydrofluoric acid test, the copper-copper sulfate-sulfuric acid test, and the ferric sulfate-sulfuric acid test, the oxalic acid etch test does therefore not indicate any chromium depletion. Hence, an intergranular attack also occurs when precipitations of carbides rich in chromium are present at the grain boundaries of austenitic stainless steels with the carbides being precipitated without any chromium depletion of the areas adjacent to the grain boundaries.Sensitized austenitic stainless steels which are susceptible to intergranular corrosion due to the precipitation of chromium rich carbides and chromium depletion of the areas adjacent to the grain boundaries, can suffer intergranular SCC in high temperature aqueous environments when additionally critical conditions with respect to the mechanical stress level and the oxygen concentration in the environment are given. For the detection of sensitized microstructures, the oxalic acid etch test must be valued critically due to the dependence of the corrosion rate on the chromium content mentioned above, and is obviously by far less suited than the conventional tests for establishing resistance to intergranular corrosion in sulfuric acid-copper sulfate solutions with additions of metallic copper (Strauß test, severe Strauß test).
Notes:
Im Oxalsäure-Test nach ASTM A 262 practice A werden chrom- und molybdänreiche Ausscheidungsphasen, die in nichtrostenden Stählen vorliegen können, bevorzugt gelöst. Das Verhalten solcher Ausscheidungsphasen im Oxalsäure-Test wurde am Beispiel von Ausscheidungen des Carbids M23C6 sowie der s̰-, X- und Laves-Phase in Stählen der Art X2 CrNi 18 9 und X2 CrNiMo 18 12 untersucht. Die chemische Zusammensetzung dieser Phasen wurde in einem analytischen Rastertransmissionselekronenmikroskop (STEM) durch energiedispersive Röntgenmikroanalyse (EDS) ermittelt. Bei gröberen Ausscheidungen war es möglich, dieses Analysenverfahren durch EDS an metallografischen Schliffen im Rasterlektronenmikroskop (REM) zu unterstützen.In Oxalsäure-Lösung bestehen kritische Grenzpotentiale, oberhalb derer die genannten Ausscheidungsphasen verstärkt aufgelöst werden, ferner kritische Grenzen des pH-Wertes, bei deren Unterschreiten keine selektive Korrosion der Ausscheidungsphasen mehr erfolgt. Die Lage der Grenzpotentiale sowie der kritischen pH-Werte wurden ermittelt.Bei der Prüfung im Oxalsäure-Test nach ASTM A 262 practice A werden nichtrostende Stähle auf ein sehr positives, weit im Transpassivbereich liegendes Potential polarisiert. In diesem Potentialbereich nimmt die Korrosionsgeschwindigkeit nichtrostender Stähle mit ansteigendem Chromgehalt zu und nicht, wie im Aktiv- und Passivbereich, mit ansteigendem Chromgehalt ab. Anders als der Salpetersäure-Flußsäure-Test, Strauß-Test, Streicher-Test und Huey-Test zeigt diese Prüfung daher keine chromverarmten Bereiche an. Bei Vorliegen von Ausscheidungen chromreicher Carbide auf den Korngrenzen austenitischer Chrom-Nickel-Stähle erfolgt im Oxalsäure-Test daher auch dann ein interkristalliner Korrosionsangriff, wenn diese Carbide ohne Chromverarmung der korngrenzennahen Bereiche ausgeschieden sind.Nichtrostende austenitische Chrom-Nickel-Stähle können im sensibilisierten, d. h. für interkristalline Korrosion infolge der Ausscheidung chromreicher Carbide auf den Korngrenzen und Chromverarmung der korngrenzennahen Bereiche anfälligen Zustand in Hoch-temperaturwasser interkristalline Spannungsrißkorrosion erfahren, wenn zusätzlich kritische Bedingungen hinsichtlich der Höhe der mechanischen Spannung und des Sauerstoffgehaltes im Angriffsmittel vorliegen. Für das Erkennen sensibilisierter Gefügezustände ist der Oxalsäure-Test wegen der genannten Abhängigkeit der Korrosionsgeschwindigkeit vom Chromgehalt kritisch zu bewerten und offensichtlich weit weniger geeignet als die herkömmliche Prüfung nichtrosten-der Stähle auf Beständigkeit gegen interkristalline Korrosion in schwefelsauren Kupfersulfat-Lösungen mit Zusatz von metallischem Kupfer (Strauß-Test, verschärfter Strauß-Test).
Additional Material:
16 Ill.
Type of Medium:
Electronic Resource
URL:
http://dx.doi.org/10.1002/maco.19860370105
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