Welche Elemente verleihen Incoloy 825 eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit gegenüber reduzierenden Säuren?
Incoloy 825 ist eine Nickel--Eisen---Chrom-Superlegierung, die speziell für raue Umgebungen mit reduzierenden Säuren entwickelt wurde. Ihre hervorragende Korrosionsbeständigkeit ist hauptsächlich auf die synergistische Wirkung mehrerer wichtiger Legierungselemente zurückzuführen, wie unten beschrieben:
Nickel (Ni, ~38–46 Gew.-%)
Als primäres Matrixelement von Incoloy 825 bildet Nickel eine stabile austenitische Struktur, die der Legierung eine hervorragende thermodynamische Stabilität in reduzierenden sauren Medien verleiht. Es widersteht der Reduktionsreaktion korrosiver Ionen und verhindert, dass die Matrix direkt durch Säuren wie Salzsäure und Schwefelsäure erodiert wird. Darüber hinaus kann Nickel die Fähigkeit der Legierung zur Bildung eines kontinuierlichen passiven Films verbessern und die Haftung des Films an der Matrix verbessern.
Chrom (Cr, ~19,5–23,5 Gew.-%)
Chrom ist das Kernelement für die Bildung eines passiven Schutzfilms. Es reagiert mit Sauerstoff in der Umgebung und bildet eine dichte VerbindungChromoxid (Cr₂O₃)Film auf der Legierungsoberfläche. Dieser Film kann das Eindringen korrosiver Anionen (z. B. Cl⁻, SO₄²⁻) in reduzierende Säuren effektiv blockieren und verfügt über gute Selbstheilungseigenschaften.-Wenn der Film leicht beschädigt ist, kann Chrom in der Matrix schnell den Schutzfilm neu bilden, um die Korrosionsbeständigkeit aufrechtzuerhalten.
Molybdän (Mo, ~2,5–3,5 Gew.-%)
Molybdän erhöht die Beständigkeit der Legierung gegenüber lokaler Korrosion in reduzierenden Säuren erheblich. Es kann in den Passivfilm aus Chromoxid eingearbeitet werden, um einen stabileren Film zu bildenChrom-Molybdän-Verbundoxidfilm, was die Kompaktheit des Films verbessert und seine Durchlässigkeit für korrosive Ionen verringert. Darüber hinaus kann Molybdän das Auftreten von durch Cl⁻-Ionen verursachter Lochfraß- und Spaltkorrosion hemmen, was für die Lebensdauer der Legierung in chloridhaltigen reduzierenden Säureumgebungen von entscheidender Bedeutung ist.
Kupfer (Cu, ~1,5–3,0 Gew.-%)
Kupfer ist ein wichtiges Hilfselement zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit bei reduzierenden Säuren. In Umgebungen mit schwach reduzierender Schwefelsäure oder Salzsäure kann Kupfer als feine Kupferphase auf der Legierungsoberfläche ausfallen, die als kathodischer Inhibitor wirkt, die Korrosionsstromdichte der Legierung verringert und den anodischen Auflösungsprozess der Matrix verlangsamt. Es erhöht außerdem die Beständigkeit der Legierung gegenüber nicht-oxidierenden Säuren wie verdünnter Salzsäure.
Titan (Ti, ~0,6–1,2 Gew.-%)
Als stabilisierendes Element wird Titan zugesetzt. Es verbindet sich bevorzugt mit dem Kohlenstoff in der Legierung und bildet soTitankarbid (TiC)statt Chromkarbid. Dadurch wird die Bildung von Chrom-verarmten Zonen an den Korngrenzen vermieden, was das Auftreten interkristalliner Korrosion in Umgebungen mit reduzierender Säure verhindert. Die Stabilität der Korngrenzen stellt außerdem sicher, dass die Gesamtkorrosionsbeständigkeit der Legierung nicht beeinträchtigt wird.
Der synergistische Effekt der oben genannten Elemente ermöglicht Incoloy 825 eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit in typischen reduzierenden Säureumgebungen wie Salzsäure, verdünnter Schwefelsäure und Phosphorsäure.
