Zum Verhalten der Kupfer-Nickellegierung Marinel unter Zugbelastung in korrosiven Medien

Hort, Norbert

Der Einfluss von Korrosion spielt eine grosse Rolle bei der Auslegung von Konstruktionen. Man vermag dabei den Einfluss gleichmaessiger Korrosion abzuschaetzen, nicht jedoch das Verhalten des Werkstoffes unter einer Belastung, hervorgerufen durch die Konstruktion, die Belastung im Betriebszustand oder durch Eigenspannungen im korrosiven Medium. Im Fall einer Zugbeanspruchung im korrosiven Medium spricht man auch von Spannungsrisskorrosion (SpRK). Hier sind die Art des Werkstoffes, seine Vorgeschichte, dass heisst die Art der Herstellung und Weiterverarbeitung, sowie die Umgebung von groesster Bedeutung. Man spricht auch von einem spezifischen Medium, dass vorhanden sein muss, um SpRK auszuloesen. Daneben spielen noch eine Reihe weiterer Parametern eine Rolle. Neben dem Werkstoff ist es vor allem in der Regel ein bestimmtes einzelnes Ion oder eine Kombination mehrerer Ionensorten, in bestimmter Konzentration und bei festgelegter Temperatur, fuer die Ausloesung von SpRK ausloesen verantwortlichn. Wesentlich ist dabei vor allem das richtige Zusammentreffen aller Parameter. Liegt dieses Zusammentreffen nicht vor, so tritt SpRK nicht auf. SpRK ist bei einer Reihe von Werkstoffen bekannt, wie zum Beispiel Staehlen, Cu-Legierungen etc. Im Fall von Kupfer-Nickellegierungen wurde bisher jedoch davon ausgegangen, dass diese immun gegenueber SpRK sind. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit werden eine Reihe unterschiedlicher Medien auf ihre spezifische Wirkung zur Ausloesung von SpRK im Fall der Cu-Ni-Legierung Marinel mit Hilfe von SSRT-Testes untersucht. Es kann jedoch gezeigt werden, dass auch im Fall der als immun geltenden Legierung Marinel Schwefel-Ionen, hohe Konzentrationen von Chlorid-Ionen bzw. eine gesaettigte MgClO4-Loesung SpRK ausloesen koennen. Wesentlich ist dabei vor allem auch die Umgebungstemperatur (80 Grad Celsius) wie auch die thermomechanische Vorgeschichte des Werkstoffes sowie die Testbedingungen.

The influence of corrosion is of great importance for dimensioning constructions. It is possible to determine the influence of general corrosion but not the behaviour of a material under load in a corrosive medium while the load is caused by construction details, load in service or residual stresses. In the case of a tensile load in a corrosive environment the effect is called stress corrosion cracking (SCC). Mainly the material, the materials history (production and processing) as well as the environment are playing important rolls. A specific medium must be present to cause SCC. Besides these parameters a lot of other influences are also of importance like a certain type of ion, a combination of ions, their concentration and of course the temperature. Of great importance is the right combination of all parameters to cause SCC. Is one parameter missing, SCC normly is not occuring. SCC is known for a number of materials, specially for steels or copper base alloys. It was not known in the case of Marinel a copper nickel alloy which was thought to be immune against SCC like other Cu-Ni alloys. But it is shown that the presence of sulphur ions, chloride ions or saturated MgClO4 solution can cause SCC in Marinel at an elevated temperature of 80 degree Celsius. This is also influence by alloy composition thermomechanical history of the material and the testing conditions.

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Hort, Norbert: Zum Verhalten der Kupfer-Nickellegierung Marinel unter Zugbelastung in korrosiven Medien. 2002.

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