Nice to know - einfach erklärt

Heute: Interkristalline Korrosion (IK-Korrosion); auch Kornzerfall genannt

Austenitische Chrom Nickel Stähle und ferritische Chrom Stähle neigen bei einer entsprechenden Wärmebehandlung zu Karbidausscheidungen, vorzugsweise an den Korngrenzen. Diese chromreichen Karbide verursachen im Bereich der Korngrenzen eine Verminderung des gelösten freien Chroms im Gefüge. Fällt der Chromgehalt in diesem Bereich unter die Resistenzgrenze von ca. 12% Chrom kann sich der Stahl nicht mehr selbständig passivieren.

In Anwesenheit eines Elektrolyten, dass können Säuren aber auch nur Wasser sein, bildet sich ein galvanisches Element welches die unedleren Zonen (Anode) entlang der Korngrenzen auflöst. Ist das ganze Gefüge mit einer zusammenhängenden Matrix von Karbiden entlang der Korngrenzen belegt, kommt es zur Herauslösung der einzelnen Körner – sprich Kornzerfall.

Sensibilisierung

In der Praxis kommt es zu einer Sensibilisierung des Stahls durch eine Wärmebehandlung im kritischen Bereich welche zur Karbidausscheidungen führt. Die kritischen Temperaturzonen für austenitische nichtrostende Stähle liegt bei 450°C bis 900°C und bei ferritischen Stählen nach einer hohen Glühtemperatur oberhalb 900°C und entsprechend langsamer Abkühlung. Die Haltezeit in der kritischen Temperaturzone wird wesentlich durch den Kohlenstoffgehalt bestimmt. Solche Bedingen können unter anderem bei einem Spannungsarmglühen, bei langsamer Abkühlung grösserer Bauteile oder nach dem Schweissen, entstehen.

Vermeidung von Kornzerfall

Durch Herabsetzen des Kohlenstoffgehaltes wird grundsätzlich von der metallurgischen Seite das Risiko vermindert. Ein Beispiele ist die Doppelattestierung des bekannten Werkstoffes 1.4301 mit der Werkstoffnummer 1.4307. Beide Werkstoffe haben gemäss EN 10088-1 den gleichen Legierungsanteil, ausser im Kohlenstoffgehalt. Für Werkstoff 1.4301 wir ein maximaler Kohlenstoffgehalt von 0.07% und für Werkstoff 1.4307 maximal 0.03% angegeben.

Auch eine Stabilisierung des Kohlenstoffgehaltes durch zulegierten von Titan oder Niob, senkt das Risiko. Titan und Niob binden den Kohlenstoff stärker ab.

Durch eine entsprechende Wärmebehandlung nach der Sensibilisierung des Stahles, kann die Karbidbildung auf den Korngrenzen wieder rückgängig gemacht werden. Voraussetzung ist eine rasche Abkühlung. Für austenitische Werkstoffe liegt das Lösungsglühen bei 1050-1100°C und für ferritische Werkstoffe zwischen 750 – 850°C.