Korrosionsmechanismen

auf Grundlage des Werkstoffkundeskriptums des IWS, TU Graz.

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Korrosionsmechanismen von Mind Map: Korrosionsmechanismen

1. Allgemeiner Abtrag

1.1. gleichmäßiger Abtrag auf der gesamten Fläche

1.2. Vermeidung

1.2.1. geeignete Werkstoffe

1.2.2. Inhibitoren im Elektrolyt (hemmen Elektrodenreaktion)

1.2.3. Schutzschichten (Lackieren, ...)

1.2.4. kathodischer Schutz durch Opferanoden

1.3. Nutzen

1.3.1. Kathodischer Schutz von Bauteilen

1.3.1.1. Opferanoden (ohne Passivschicht!)

1.3.1.2. Opferanoden aus gleichem Material mit Spannungsquelle

2. Galvanische Korrosion

2.1. Elektrochemische Korrosion, Abtrag des unedleren Metalls

2.1.1. 2 ungleiche Metalle, unterschiedliches Normalpotential

2.1.2. Elektrolyt

2.1.3. leitend verbunden

2.2. Nutzen

2.2.1. Batterie

2.2.2. Kathodischer Schutz von Bauteilen

2.3. Einflüsse

2.3.1. Umgebung

2.3.1.1. Temperatur

2.3.1.2. Agressivität des Mediums

2.3.2. Flächeneffekt

2.3.2.1. große Kathode zu kleiner Anode ungünstig -> Anode sehr schnell aufgelöst

2.3.3. Abstandseffekt

2.3.3.1. Angriff nahe der Verbindungsstelle am größten

2.4. Vemeidung

2.4.1. geringe Potentialdifferenzen der eingesetzten Werkstoffe

2.4.2. kleine Kathodenflächen

2.4.3. Isolation

2.4.4. Schweißverbindungen gleicher Legierung anstreben

2.4.5. Anode austauschbar auslegen

2.4.6. ev. dritten Werkstoff als Opferanode

3. Spaltkorrosion

3.1. Korrosion in Spalten, begünstigt durch Cl-haltige Medien

3.1.1. Anhäufung von pos. Ionen

3.1.2. Konzentrationsausgleich durch Wanderung von Cl-

3.1.3. Hydrolyse -> H+ und Cl-

3.1.4. pH-Wert sinkt

3.1.5. beschleunigter Abtrag

3.2. Vermeidung

3.2.1. Spalten vermeiden

3.2.1.1. Schweißen statt schrauben oder nieten

3.2.1.2. Spalten schließen

3.2.2. Ablagerungen vermeiden/entfernen

3.2.3. gleichmäßige Umgebung schaffen

3.2.4. abdichten

4. Lochkorrosion

4.1. lokalisierter Angriff

4.1.1. Mechanismus wie Spaltkorrosion

4.2. Einflüsse

4.2.1. Umgebung: Cl-, Cu2+, Fe3+ erhöhen Effekt

4.2.2. hohe Mediengeschwindigkeiten vermindern Effekt

4.2.3. Kalterverformung ungünstig

4.2.4. Lösungsglühen und Abschrecken bei korrosionsbeständigen Stählen günstig

4.3. Vermeidung

4.3.1. Zugabe von Mo

4.3.2. weitere siehe Spaltkorrosion

5. Interkristalline Korrosion

5.1. bevorzugter Korrosionsangriff findet an Kristallbaufehlern statt

5.1.1. an Korngrenzen: Interkristallin

5.1.2. an Gitterbaufehlern im Korninneren: Intra- oder Transkristallin

5.2. Austenitische Stähle

5.2.1. Bildung von stark Cr-haltigen Chromkarbiden an Korngrenzen bei 500 bis 800°C (schweißen)

5.2.2. dadurch Verarmung der umliegenden Bereich an Cr (="Sensibilisierung") -> keine Passivierung mehr gegeben

5.2.3. Korrosion entlang Korngrenzen

5.3. Aluminiumlegierungen

5.3.1. Auscheidungen an Korngrenzenkönnen können zu interkristalliner Korrosion führen

5.4. Vermeidung (bei aust. Stählen)

5.4.1. Stabilisieren

5.4.1.1. Zugeben von Nb, Ti (höhere Affinität zu C als Cr)

5.4.1.2. somit Bildung von NbC und TiC anstelle von CrC

5.4.1.3. somit keine Cr-Verarmung

5.4.2. C-Gehalt absenken

5.4.3. Stabilglühen

6. Selektives Herauslösen eines Elementes

6.1. Messing

6.1.1. Herauslösen von Zn

6.1.2. Vermeidung durch Zn < 15%

6.2. Grauguss mit Lamellengraphit

6.2.1. Eisen (Anode) wird aus GG herausgelöst, Graphit (Kathode) bleibt

6.2.2. Festigkeit sinkt

6.2.3. nicht bei Gusseisen mit Kugelgraphit, weil kein zusammenhängender Graphit

7. Erosionskorrosion

7.1. Beschleunigung der Korrosion durch Bewegung des Mediums -> Reibung, Abrasion

7.2. Einflüsse

7.2.1. die meisten Metalle anfällig

7.2.2. insbesondere jene mit Passivschichten (werden mechanisch abgetragen)

7.2.3. hohe Geschwindigkeit verstärkt Effekt

7.3. Vermeidung

7.3.1. geeignete Werkstoffe

7.3.2. Medium: Dampf entwässern, Wasser entsanden

7.3.3. konstruktive Maßnahmen

7.3.4. Überzüge

7.4. Kavitation

7.4.1. Verformung und Zerstörung der Oberfläche/Passivschicht

7.4.2. Vermeidung

7.4.2.1. konstruktive Maßnahmen

7.4.2.2. korrosionsbeständige Werkstoffe

7.4.2.3. glatte Oberflächen

7.4.2.4. Oberflächenbeschichtung (KS, Gummi)

7.5. Fretting

7.5.1. Abrieb durch Flächenkontakt -> Reibung, Kaltverschweißungen -> Abrieb

7.5.2. Abrieb beginnt zu oxidieren

7.5.3. Vermeidung

7.5.3.1. Schmierung

7.5.3.2. Härte eines oder beider Teile erhöhen

7.5.3.3. Abgleitung vergrößern

8. Spannungsrisskorrosion

8.1. Eigenschaften

8.1.1. Inter- oder transkristalliner Verlauf

8.1.2. gleichzeitige Einwirkung von korrosiver Mittel und Zugspannungen

8.1.3. nur bei guter Beständigkeit gegen Flächenkorrosion

8.1.4. 3 Voraussetzungen

8.1.4.1. Werkstoff

8.1.4.2. Medium

8.1.4.3. Mechanische Belastung

8.2. Vermeidung

8.2.1. Einbringen von Oberflächendruckspannungen

8.2.2. Spannungsarmglühen

8.2.3. geeignete Werkstoffe

8.2.4. wenig aggressives Medium

9. Hinweise

9.1. erstellt von Jakob Hürner

9.1.1. www.jakob-online.at

9.2. auf Grundlage des Werkstoffkundeskriptums des IWS der TU Graz