Ist die Verschlechterung der Korrosionsbeständigkeit von Legierungen auf Nickel--Basis synchron mit der Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften in Salzsäureumgebungen?
Korrosionsbeständigkeitsleistung: Legierungen auf Nickel--Basis (z. B. Hastelloy C276, Inconel 625) bilden auf der Oberfläche in niedrig-bis-salzarmer Salzsäure bei Raumtemperatur einen dichten passiven Film (hauptsächlich bestehend aus Cr₂O₃, MoO₃). Dieser passive Film kann das Eindringen von Cl⁻-Ionen wirksam hemmen, was zu niedrigen Korrosionsraten und einer vernachlässigbaren Verschlechterung der Korrosionsbeständigkeit führt.
Mechanische Eigenschaften: Da die Korrosion auf die Oberfläche beschränkt ist und nicht in die Matrix eindringt, kommt es nahezu zu keiner Veränderung wichtiger mechanischer Eigenschaften wie Zugfestigkeit, Streckgrenze und Dehnung. In diesem Stadium hinkt die Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften weit hinter möglichen Änderungen der Korrosionsbeständigkeit hinterher.
Korrosionsbeständigkeitsleistung: When the hydrochloric acid concentration increases (e.g., >10%) or the temperature rises (e.g., >60 Grad), ist die Passivfolie beschädigt oder kann nicht rechtzeitig repariert werden. Cl⁻-Ionen induzieren örtliche Korrosion wie Lochfraß und Spaltkorrosion. Die Korrosionsrate nimmt erheblich zu und die Korrosionsbeständigkeit nimmt stark ab.
Mechanische Eigenschaften: Mit der Ausbreitung lokaler Korrosionsgruben kommt es zu Spannungskonzentrationen an den Grubenspitzen. Die gesamte Matrixstruktur bleibt jedoch erhalten, sodass die Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften relativ gering ist. Erst wenn sich die Lochfraßkorrosion zur interkristallinen Korrosion entwickelt, zeigen die mechanischen Eigenschaften einen spürbaren Abwärtstrend. In diesem Stadium liegt die Verschlechterung der Korrosionsbeständigkeit noch vor der Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften.
Korrosionsbeständigkeitsleistung: Unter Bedingungen hoher-Konzentration und hoher-Temperatur von Salzsäure entwickelt sich die lokale Korrosion weiter zu gleichmäßiger Korrosion oder interkristalliner Korrosion, und die Legierungsoberfläche ist stark korrodiert. Die Korrosionsbeständigkeit geht fast vollständig verloren.
Mechanische Eigenschaften: Der Korrosionsschaden dringt tief in die Legierungsmatrix ein und führt zu einer Verringerung der effektiven lasttragenden Fläche des Materials. Unterdessen schwächt interkristalline Korrosion die Bindungskraft zwischen den Körnern. Dadurch sinken Zugfestigkeit, Streckgrenze und Zähigkeit der Legierung stark und es kann unter Belastung sogar zu einem vorzeitigen Materialversagen kommen. In diesem Stadium neigen die beiden Arten der Verschlechterung dazu, synchronisiert zu sein, aber die Verschlechterung der Korrosionsbeständigkeit setzt immer noch früher ein als die Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften.
Legierungszusammensetzung: Legierungen mit hohem Mo- und W-Gehalt (z. B. Hastelloy C276) weisen eine stärkere Beständigkeit gegen Cl⁻-Ionenkorrosion auf, was das Auftreten lokaler Korrosion verzögern und die Asynchronität zwischen Korrosionsbeständigkeit und Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften verringern kann.
Umweltfaktoren: Höhere Salzsäurekonzentrationen und -temperaturen beschleunigen die Schädigung des Passivfilms, verkürzen das Zeitintervall zwischen den beiden Abbauarten und sorgen dafür, dass sie tendenziell schneller synchronisiert werden.
