【Grundwissen 3】: Was ist Chrommangel? (Quiz mit Preisen)

Es bedeutet, dass sich das C-Element im Edelstahl mit dem Cr an den Korngrenzen verbindet und so Cr23C6-Ausscheidungen bildet. Dadurch sinkt der Cr-Gehalt an den Korngrenzen unter den Wert an der Oberfläche oder im Inneren des Edelstahls. Da Cr ein wichtiger Faktor für die Korrosionsbeständigkeit von Edelstahl ist, kommt es in den chromarmen Bereichen bevorzugt zur Korrosion.

Chrom ist die Hauptursache für interkristalline Korrosion. Die Ursache für die interkristalline Korrosion von austenitischen Edelstählen wird im Allgemeinen auf einen Chrommangel zwischen den Kristallen zurückgeführt. Austenitisches Edelstahl weist eine hohe Korrosionsbeständigkeit auf, da der Stahl einen hohen Chromgehalt aufweist. Wenn jedoch das Edelstahlmaterial über einen längeren Zeitraum in einem Temperaturbereich von 450–850 Grad Celsius verweilt, diffundiert das Kohlenstoff im Stahl zu den Grenzflächen der Austenitkristalle. Dort reagiert er mit Chrom und es entstehen Chromkarbide. Dadurch entstehen auf beiden Seiten der Karbide Bereiche mit einem Chromgehalt von unter 11,4 % sowie einer Dicke von mehreren Dutzend bis Hunderten Nanometern. Dieses chromarme Gebiet verhindert, dass die Korngrenzen bestimmten Medien widerstehen können. Daher sind solche Korngrenzen gegenüber korrosiven Medien sehr empfindlich. Da bei der Schweißung das Schweißband sowie die Wärmeeinflussschicht während des Auf- und Abkühlens kaum dem Temperaturbereich von 450–850 Grad Celsius entgehen können, neigt das Metall der Schweißnaht dazu, an den Interkristallaren Grenzen an Chrom zu verlieren, was zu interkristallarer Korrosion führt. Darüber hinaus können auch andere Warmbearbeitungs- oder Verwendungsprozesse, bei denen die Temperatur im Sensibilisierungstemperaturbereich liegt, zu einer chromarmen Zusammensetzung an den Korngrenzen von austenitischen Edelstählen führen

1. Die kohlenstoffgesättigte Festlösung von Karbiden in austenitischem Edelstahl ist bei hohen Temperaturen instabil. Die Karbide scheiden sich entlang der Korngrenzen aus, wodurch Chrom an den Kristallgrenzen aus den Karbiden freigesetzt wird. 2. Die Diffusionsgeschwindigkeit von Chrom ist deutlich geringer als die von Kohlenstoff; daher kann nur das Chrom in der Nähe der Korngrenzen verbraucht werden, was zur Entstehung chromarmer Zonen führt. 3. Der Chromgehalt im chromarmen Bereich liegt weit unter dem für die Passivierung erforderlichen Wert; sein Potenzial ist niedriger als das der Kristalle und Carbide. In Gegenwart von korrosiven Medien tritt daher ein Galvanisches Paar-Effekt auf. 4. In diesem Fall wirken Chromkarbid und Kristalle als Kathode, während die chromarmen Bereiche als Anode fungieren. Dadurch wird die Korngrenze schnell angegriffen, was zu interkristalliner Korrosion führt. Das ist die sogenannte Chrommangel-Theorie – und zugleich der Mechanismus der interkristallinen Korrosion.

Cr und C bilden Cr23C6, das ausfällt und dadurch zu Chromarmut führt. Die Gefahr besteht in der interkristallinen Korrosion

1. Die kohlenstoffgesättigte Festlösung von Karbiden in austenitischem Edelstahl ist bei hohen Temperaturen instabil. Die Karbide scheiden sich entlang der Korngrenzen aus, wodurch Chrom an den Kristallgrenzen aus den Karbiden freigesetzt wird. 2. Die Diffusionsgeschwindigkeit von Chrom ist deutlich geringer als die von Kohlenstoff; daher kann nur das Chrom in der Nähe der Korngrenzen verbraucht werden, was zur Entstehung chromarmer Zonen führt. 3. Der Chromgehalt im chromarmen Bereich liegt weit unter dem für die Passivierung erforderlichen Wert; sein Potenzial ist niedriger als das der Kristalle und Carbide. In Gegenwart von korrosiven Medien tritt daher ein Galvanisches Paar-Effekt auf. 4. In diesem Fall wirken Chromkarbid und Kristalle als Kathode, während die chromarmen Bereiche als Anode fungieren. Dadurch wird die Korngrenze schnell angegriffen, was zu interkristalliner Korrosion führt. Das ist die sogenannte Chrommangel-Theorie – und zugleich der Mechanismus der interkristallinen Korrosion.

Chrom ist die Hauptursache für interkristalline Korrosion. Die Ursache für die interkristalline Korrosion von austenitischen Edelstählen wird im Allgemeinen auf einen Chrommangel zwischen den Kristallen zurückgeführt. Austenitisches Edelstahl weist eine hohe Korrosionsbeständigkeit auf, da der Stahl einen hohen Chromgehalt aufweist. Wenn jedoch das Edelstahlmaterial über einen längeren Zeitraum in einem Temperaturbereich von 450–850 Grad Celsius verweilt, diffundiert das Kohlenstoff im Stahl zu den Grenzflächen der Austenitkristalle. Dort reagiert er mit Chrom und es entstehen Chromkarbide. Dadurch entstehen auf beiden Seiten der Karbide Bereiche mit einem Chromgehalt von unter 11,4 % sowie einer Dicke von mehreren Dutzend bis Hunderten Nanometern. Dieses chromarme Gebiet verhindert, dass die Korngrenzen bestimmten Medien widerstehen können. Daher sind solche Korngrenzen gegenüber korrosiven Medien sehr empfindlich. Da bei der Schweißung das Schweißband sowie die Wärmeeinflussschicht während des Auf- und Abkühlens kaum dem Temperaturbereich von 450–850 Grad Celsius entgehen können, neigt das Metall der Schweißnaht dazu, an den Interkristallaren Grenzen an Chrom zu verlieren, was zu interkristallarer Korrosion führt. Darüber hinaus können auch andere Warmbearbeitungs- oder Verwendungsprozesse, bei denen die Temperatur im Sensibilisierungstemperaturbereich liegt, zu einer chromarmen Zusammensetzung an den Korngrenzen von austenitischen Edelstählen führen