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:
Critical values of Influencing parameters for stress corrosion cracking of austenitic 18 Cr-10 Ni steel in chloride solutionsIn critical systems “material and corrosive environment”, stress corrosion cracking can only occur with the stress exceeding critical values (“classical” systems of SCC) or the strain rate being within a critical range (“non-classical” systems of SCC) and, furthermore, with certain parameters of the critical system, especially potential, temperature and concentration of the specific corrosive medium being present in the environment, also exceeding critical values.Based on hints given in the literature and on own investigations, the present knowledge about critical values of the influencing parameters mentioned above, is described. Above all is shown by open-circuit corrosion experiments that for stress corrosion cracking to occur with the critical system 304 SS/boiling 42% MgCl2, a threshold stress does exist at very low stress levels of about 50 Nmm-2. This low threshold stress can only be found when residual compressive or tensile stresses are completely avoided in the unaxially loaded tensile specimens used for the experiments. The experimental results are also influenced by the chemistry of the corrosive medium. A MgCl2 solution already boiling for a longer time is less aggressive than a just prepared solution.In isothermal exposure tests performed with U-bend specimens showing a triple phase boundary material/aggressive medium (CaCl2 solutions of various concentrations)/air, a critical threshold temperature below which no SCC occurs was found. This critical temperature does not depend on the chloride concentration over a broad concentration range between 1 and 100 g/l chloride ions and runs between 40 and 45 °C. This critical temperature was found somewhat lower than that measured when investigating SCC with ground flat specimens in diluted NaCl (0.1 g/l chloride ions). For U-bend specimens with triple phase boundary, the critical temperature for SCC to occur increases when lowering the chloride concentration (0.1 g/l Chloride ions) but decreases slightly at increasing concentrations.The system parameters potential and temperature influence each other and their value depends furthermore on the alloy composition of the austenitic CrNi steels, i. e. on the chemical resistant properties of these materials.
Notes:
An kritischen Systemen “Werkstoff und Korrosionsmedium” tritt Spannungsrißkorrosion nur auf, wenn kritische Werte der Zugspannung (klassische Systeme der Spannungsrißkorrosion) überschritten worden oder die Dehnrate in einem kritischen Bereich liegt (nichtklassische Systeme der Spannungsrißkorrosion) und ferner für bestimmte Systemparameter, vor allem für Potential, Temperatur sowie Konzentration des spezifisch wirkenden Angriffsmittels im Korrosionsmedium, kritische Werte überschritten werden.Anhand von Literaturhinweisen sowie nach eigenen Untersuchungen wird der Stand der Kenntnisse über kritische Werte der genannten Einflußgrößen, die für Systeme 18 Cr-10 Ni-Stahl/Chloridlösungen überschritten werden müssen, beschrieben. Hierbei wurde durch außenstromlose Versuche vor allem gezeigt, daß im System Werkstoff Nr. 1.4301/42%ige siedende Magnesiumchlorid-Lösung eine Grenzspannung bei sehr niedrigen Spannungen um 50 N mm-2 besteht, die nur bei völligem Vermeiden von Zug- oder Druckeigenspannungen in den für die Versuche verwendeten einachsig gespannten Rundzugproben erkannt wird. Die Versuchsergebnisse werden auch vom Chemismus des korrosiven Mediums beeinflußt. Eine über eine längere Zeitdauer siedende Magnesiumchlorid-Lösung ist weniger aggressiv als eine frisch angesetzte Lösung.Bei Vorliegen von Dreiphasengrenzen Werkstoff/Angriffsmittel (Kalziumchlorid-Lösungen unterschiedlicher Konzentrationen)/Luft, an denen Inkrusten entstehen können, wurde in isothermen Auslagerversuchen an Bügelproben, die durch eine zeitlich konstante Dehnung beansprucht werden, eine kritische Grenztemperatur, unterhalb derer keine Spannungsrißkorrosion auftritt, gefunden. Sie ist über einen weiten Bereich der Chloridkonzentration (1 bis 100 g l-1 Chlorid Ionen) von der Chloridkonzentration des Angriffsmittels unabhängig und liegt zwischen 40 und 45 °C. Diese Grenztemperatur liegt etwas niedriger als diejenige, die bei Untersuchung geschliffener Flachproben in verdünnter (0,1 g 1-1) Natriumchlorid-Lösung an anderer Stelle gefunden wurde. Zu niedrigeren Chloridkonzentrationen steigt bei Untersuchungen an Proben mit zeitlich konstanter Dehnung und Vorliegen von Dreiphasengrenzen die Grenztemperatur an (0,1 gl-1 Chlorid-Ionen: 65 °C), zu höheren Konzentrationen nimmt sie etwas ab.Die Systemparameter Potential und Temperatur beeinflussen sich unter bestimmten Bedingungen gegenseitig, ihre Lage hängt ferner von der Legierungszusammensetzung der austenitischen Chrom-Nikkel-Stähle, d. h. von deren chemischer Beständigkeit ab.
Additional Material:
18 Ill.
Type of Medium:
Electronic Resource
URL:
http://dx.doi.org/10.1002/maco.19840350603
