Einflüsse von Mo, V, Nb, Ti, Zr und deren Karbiden auf die Korrosion und Wasserstoffaufnahme des Eisens in Schwefelsäure

Abstract

Herrn Professor Dr. rer. nat. Helmut Kaesche zum 60. Geburtstag gewidmetDie Einfliisse von Mo, V, Nb, Ti, Zr und deren Karbiden auf die Korrosion und Wasserstoffaufnahme von Eisen in 1 M H$0,/N2/25 "C wurden an binaren und ternaren Fe-Me-Legierungen mit rund 0,2 At.-% Me mittels elektrochemischer und oberflachenanalytischer Meamethoden untersucht.Unter den Versuchsbedingungen traten keine schutzenden Deckschichten auf. Die obergangsmetalle reicherten sich nur als Karbid oder Oxikarbid an der Eisenoberflache an, nicht elementar. Mo und Zr reicherten sich auch als Karbid nicht merklich an. Korrosionsstromdichte und Wasserstoffaktivitat wurden nur durch Mo und Zr deutlich erniedrigt.Die Messungen der H-Permeation wurden auf der Grundlage der ,,trapping"-Theorie analysiert. Die mittlere Bindungsenergie der flachen ,,traps" fiir Wasserstoff in Eisen steigt mit dem Atomradius der substituierten Legierungselemente in der Reihenfolge V, Mo, Ti, Nb und Zr an, Entsprechend fallt der H-Diffusionskoeffizient (nach Sattigung der tiefen ,,traps") ab, und die H-Loslichkeit nimmt zu. Der stationare H-Permeationsstrom bleibt weitgehend unbeeinfldt.Die Gesamtwasserstoffkonentration wird durch die Dichte der tiefen ,,traps" bestimmt und ist meistens unabhangig von der aderen HAktivitat. Der ,,trapping"-Effekt in Eisen ist stark bei Substitution von Zr oder Nb sowie bei Gegenwart feindisperser Karbide wie Vc$. Der Effekt grober Karbidteilchen geringerer Dichte ist klein.

Einflüsse von Mo, V, Nb, Ti, Zr und deren Karbiden auf die Bindungszustände des Wasserstoffs in Eisen und das Bruchverhalten der Eisenlegieungen

“…-Bei niedrigen H-Aktivitaten (aH < 50, [4]) oder hoherfesten feinkristallinen Legierungen (aH = 150-300, [5]) kommt die Neubildung von ,,traps" nach einer gewissen Zeit zum Stillstand, und die Gesamtwasserstoffkonzentration bleibt danach konstant. Bei den weichen Legierungen nahm c r , auch durch RiBund Blasenbildung, uber die gesamte Versuchszeit zu [61.…”

Einflüsse von Mo, V, Nb, Ti, Zr und deren Karbiden auf die Korrosion und Wasserstoffaufnahme von Eisen in H2S‐haltigen Lösungen

“…Dargestellt sind die bei Korrosionspotential U K~~~ aufgetretenen H-Aktivitaten aH in Abhangigkeit von der Korrosionsdauer. Die den aH-Werten zugrundeliegenden stationaren Permeationsstrome fur aH = 1 sind in [3,5] …”

“…c r anderte sich im Verlaufe der weiteren Korrosion nicht mehr wesentlich. Da c r bei niedrigen aH-Werten durch die Dichte der ,,traps" hoher Bindungsenergien fiir Wasserstoff bestimmt wird [3], bedeutet die Konstanz von c r , daB die Mikrostrukturen und damit die ,,trap"-Dichten dieser Legierungen unter den aufgetretenen H-Aktivitaten weitgehend unverhdert geblieben sind. Dies ist auf die imvergleich zu Eisen hohere Festigkeit der Legierungen zuriickzufuhren.…”

“…Sie waren auaerst zahlreich und feindispers angeordnet [3,5], wodurch eine feinmaschige Versetzungsstruktur stabilisiert wurde. Die ebenfalls kubischen NbC-, Tic-und ZrC-Karbide traten wegen ihrer geringeren Lijslichkeit mehr in Form groBerer Primarteilchen auf.…”

Ab Initio Modelling of the Ferrite/Cementite Interface

“…Поскольку карбиды не растворяют водород [6], то выска-зывалось предположение о захвате водорода в ловушку межфазными границами -твёрдого раствора с карбидами железа, хрома, титана и др. [6][7][8][9].…”