Wie hoch ist die Beständigkeit von AISI 321-Stahl gegen Lochfraßkorrosion?

Wenn es um die Auswahl des richtigen Materials für verschiedene industrielle Anwendungen geht, ist das Verständnis der Korrosionsbeständigkeit verschiedener Metalle von entscheidender Bedeutung. Als Lieferant von AISI 321-Stangen habe ich zahlreiche Anfragen zur Lochkorrosionsbeständigkeit erhalten. In diesem Blog werde ich näher darauf eingehen, was Lochfraß ist, wie sich AISI 321 Bar dagegen schlägt, und es mit anderen verwandten Materialien vergleichen.

Was ist Lochfraß?

Lochfraß ist eine Form lokaler Korrosion, die zur Bildung kleiner Löcher oder „Gruben“ in der Metalloberfläche führt. Es tritt typischerweise in Gegenwart eines korrosiven Mittels wie Chloridionen auf und ist in stagnierenden Umgebungen oder Umgebungen mit geringem Durchfluss oft schwerwiegender. Lochfraß kann besonders gefährlich sein, da er ohne nennenswerte Vorwarnung zum Ausfall einer Komponente führen kann, da die Lochfraß tief in das Metall eindringen und dessen strukturelle Integrität beeinträchtigen kann.

Zusammensetzung der AISI 321-Stange

AISI 321 ist ein mit Titan stabilisierter austenitischer Edelstahl. Seine chemische Zusammensetzung spielt eine entscheidende Rolle für seine Korrosionsbeständigkeit. Es enthält etwa 17–19 % Chrom, 9–12 % Nickel und eine kleine Menge Titan (mindestens das Fünffache des Kohlenstoffgehalts). Chrom ist dafür bekannt, eine passive Oxidschicht auf der Stahloberfläche zu bilden, die für allgemeine Korrosionsbeständigkeit sorgt. Nickel erhöht die Zähigkeit und Duktilität des Stahls und trägt auch zu seiner Korrosionsbeständigkeit in bestimmten Umgebungen bei. Der Zusatz von Titan hilft, interkristalline Korrosion zu verhindern, indem es mit Kohlenstoff unter Bildung von Titankarbiden anstelle von Chromkarbiden reagiert, was zu einer Verarmung des Chroms in den Korngrenzen führen und diese anfälliger für Korrosion machen kann.

Lochkorrosionsbeständigkeit von AISI 321 Bar

AISI 321 Bar weist in vielen Umgebungen eine gute Lochkorrosionsbeständigkeit auf. Die durch Chrom gebildete passive Oxidschicht fungiert als Barriere und schützt das darunter liegende Metall vor dem korrosiven Angriff von Chloridionen. Sein Widerstand ist jedoch nicht absolut. In hochaggressiven Umgebungen mit hohen Chloridkonzentrationen und niedrigen pH-Werten kann die Passivschicht abgebaut werden, was zu Lochfraßkorrosion führt.

Mehrere Faktoren können die Lochkorrosionsbeständigkeit von AISI 321 Bar beeinflussen. Die Oberflächenbeschaffenheit der Stange ist ein solcher Faktor. Eine glatte Oberflächenbeschaffenheit kann die Wahrscheinlichkeit der Bildung von Lochfraß verringern, da sie weniger Orte für die Ansammlung von Korrosionsmitteln bietet. Auch das Vorhandensein von Einschlüssen oder Verunreinigungen im Stahl kann als Auslöser für Lochfraß dienen. Darüber hinaus spielen die Temperatur und die Strömungsgeschwindigkeit des korrosiven Mediums eine wichtige Rolle. Höhere Temperaturen können den Korrosionsprozess beschleunigen, während eine höhere Durchflussrate dazu beitragen kann, die Korrosionsmittel von der Oberfläche zu entfernen und so das Risiko von Lochfraß zu verringern.

Vergleich mit anderen Edelstahlstangen

Um die Lochkorrosionsbeständigkeit von AISI 321-Stäben besser zu verstehen, ist es hilfreich, sie mit anderen Edelstahlstäben zu vergleichen.

UNS K93120 Maraging 300 Stahlist ein hochfester Stahl, der für seine hervorragenden mechanischen Eigenschaften bekannt ist. Allerdings ist seine Lochkorrosionsbeständigkeit im Vergleich zu AISI 321 relativ schlecht. Maraging-Stähle sind in chloridhaltigen Umgebungen aufgrund ihres geringeren Chromgehalts und unterschiedlicher Legierungselemente anfälliger für Lochfraß.

Al - 6XN Edelstahlstange (UNS N08367, ASTM B688)bietet im Vergleich zu AISI 321 eine überlegene Lochfraßkorrosionsbeständigkeit. Es hat einen höheren Chrom-, Molybdän- und Stickstoffgehalt, was seine Widerstandsfähigkeit gegen Lochfraß in aggressiven, chloridreichen Umgebungen verbessert. Al-6XN wird häufig in Anwendungen eingesetzt, bei denen eine hohe Korrosionsbeständigkeit erforderlich ist, beispielsweise in der chemischen Verarbeitungs- und Schifffahrtsindustrie.

Stange aus 904L-Edelstahlweist außerdem eine bessere Lochkorrosionsbeständigkeit als AISI 321 auf. Es enthält einen höheren Anteil an Nickel und Molybdän, was zu einer verbesserten Beständigkeit gegen Lochfraß und Spaltkorrosion beiträgt. 904L eignet sich für den Einsatz in stark korrosiven Umgebungen, einschließlich solchen mit hohen Schwefelsäurekonzentrationen.

Anwendungen von AISI 321 Bar basierend auf Lochkorrosionsbeständigkeit

Trotz seiner Einschränkungen im Vergleich zu einigen anderen rostfreien Stählen wird AISI 321 Bar häufig in vielen Anwendungen eingesetzt, bei denen seine Lochkorrosionsbeständigkeit ausreichend ist. Es wird häufig in der Luft- und Raumfahrtindustrie für Komponenten wie Abgaskrümmer und Teile von Strahltriebwerken verwendet, wo es hohen Temperaturen und leicht korrosiven Umgebungen ausgesetzt ist. In der Lebensmittelindustrie wird AISI 321 Bar für Geräte wie Förderbänder und Lagertanks verwendet, da es den leichten korrosiven Auswirkungen von Lebensmitteln und Reinigungsmitteln standhält.

Testen der Lochfraßkorrosionsbeständigkeit von AISI 321 Bar

Es gibt verschiedene Methoden, um die Lochkorrosionsbeständigkeit von AISI 321 Bar zu testen. Eine gängige Methode ist der ASTM G48-Test, bei dem die Prüfkörper für einen bestimmten Zeitraum in eine Eisenchloridlösung bei einer bestimmten Temperatur getaucht werden. Nach der Prüfung werden die Proben auf das Vorhandensein und die Tiefe von Grübchen untersucht. Eine weitere Methode ist der elektrochemische potentiodynamische Polarisationstest, der das Korrosionspotential und die Stromdichte des Stahls in einem korrosiven Medium misst. Diese Tests können wertvolle Informationen über die Lochkorrosionsbeständigkeit von AISI 321 Bar unter verschiedenen Bedingungen liefern.

Aufrechterhaltung der Lochfraßkorrosionsbeständigkeit von AISI 321 Bar

Um die Lochkorrosionsbeständigkeit von AISI 321 Bar aufrechtzuerhalten, sind ordnungsgemäße Handhabung und Wartung unerlässlich. Während der Lagerung sollten die Riegel vor Feuchtigkeit und Verunreinigungen geschützt werden. Wenn die Stäbe in einer korrosiven Umgebung verwendet werden, sind regelmäßige Reinigung und Inspektion erforderlich, um angesammelte Korrosionsmittel zu entfernen und Anzeichen von Lochfraß frühzeitig zu erkennen. In einigen Fällen können Schutzbeschichtungen oder -behandlungen auf die Oberfläche der Stäbe aufgetragen werden, um deren Korrosionsbeständigkeit zu erhöhen.

Abschluss

Dank seiner chemischen Zusammensetzung und der Bildung einer passiven Oxidschicht bietet AISI 321 Bar in vielen Umgebungen eine gute Lochkorrosionsbeständigkeit. Seine Leistung kann jedoch durch verschiedene Faktoren beeinträchtigt werden und es ist möglicherweise nicht für hochaggressive korrosive Umgebungen geeignet. Bei der Auswahl eines Materials für eine bestimmte Anwendung ist es wichtig, die Anforderungen an die Lochkorrosionsbeständigkeit sowie andere Faktoren wie mechanische Eigenschaften und Kosten zu berücksichtigen.

Wenn Sie auf der Suche nach AISI 321 Bar sind oder Fragen zur Lochkorrosionsbeständigkeit oder anderen Eigenschaften haben, bin ich hier, um Ihnen zu helfen. Für weitere Informationen und die Besprechung Ihrer spezifischen Anforderungen können Sie sich jederzeit an uns wenden. Gemeinsam finden wir die beste Lösung für Ihr Projekt.

Referenzen

• ASTM International. ASTM G48 – Standardtestmethoden für die Lochfraß- und Spaltkorrosionsbeständigkeit von rostfreien Stählen und verwandten Legierungen unter Verwendung von Eisenchloridlösung.
• ASM-Handbuch Band 13A: Korrosion: Grundlagen, Prüfung und Schutz. ASM International.
• Metals Handbook Desk Edition, 3. Auflage. ASM International.