- Project Runeberg -  Teknisk Tidskrift / Årgång 82. 1952 /
529

(1871-1962)
Table of Contents / Innehåll | << Previous | Next >>
  Project Runeberg | Catalog | Recent Changes | Donate | Comments? |   

Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 22. 3 juni 1952 - Andras erfarenheter - Korrosionsutmattning av metaller, av Nils Rubin

scanned image

<< prev. page << föreg. sida <<     >> nästa sida >> next page >>


Below is the raw OCR text from the above scanned image. Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan. Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!

This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.

t O juni 1952

529

Potential

Fig. 1. Tid-potentialkurvor för utmattningsprov i 0,1-m
kaliumkloridlösning med olika koncentrationer av
ka-liumkromat; belastning ± 2 800 kp/cm2, temperatur 25°C,
varvtal 200 rim; kurvornas slutpunkter anger tiden för
brott.

och är vanligen transkristallina även om metallen
befinner sig i ett tillstånd vid vilket korngränserna är svaga.

Provningen av materialet för undersökning av
korro-sionsutmattningsegenskaperna utföres på samma sätt som
vid vanliga utmattningsprov, men provet utsättes under
provningen för ett korroderande medium.
Wöhlerkurvor-na för korrosionsutmattning uppvisar ej någon
utmattningsgräns utan korrosionsutmattning uppträder vid vilken
belastning som helst och livslängden avgöres främst av
det korroderande ämnets egenskaper. Den undre gränsen
är korrosionen på det obelastade materialet.

Olika metaller har olika motstånd mot angrepp men
ändringar av ett materials sammansättning påverkar i
överraskande liten grad
korrosionsutmattningsegenskaper-na om inte ändringen ger upphov till en förbättring av
materialets korrosionsegenskaper.

Det korroderande mediet verkar i huvudsak på samma
sätt som vid vanlig kemisk korrosion. En ökning av det
korroderande ämnets koncentration i lösningen ökar
angreppen, men ett gränsvärde uppnås beroende på att
lösningens förmåga att lösa syre sjunker med stigande
koncentration. En temperaturhöjning ökar
reaktionshastigheten men även här inträder ett gränsvärde beroende på
den minskade syrelösligheten vid stigande temperatur.

Närvaro av syre är nämligen lika nödvändig för
utmattningskorrosion som för den vanliga formen av kemisk
korrosion. En minskning av syremängden, t.ex. genom
urtvättning med väte eller genom kokning av lösningen,
ökar livslängden vid utmattningskorrosion. Syret är
nödvändigt därför att det verkar som depolarisator på de
ka-todiska delarna av metallytan.

Utmattningsproven utförs med plus-minus-utmattning
eller torsionsutmattning eller med kombinationer av dessa
utmattningsfall. Mest använd är plus-minus-metoden, vid
vilken provet utsätts för pulserande drag-tryck-påkänning
eller roterande böjpåkänning. För mjuka stål erhålles vid
den förra metoden ungefär fem gånger större livslängd
än vid den senare. Anledningen härtill är att i detta
fall alla anodiska områden samtidigt utsätts för korrosion
medan vid den roterande böjutmattningen endast en
mindre del av de anodiska områdena uppträder samtidigt.
Förhållandet mellan anod- och katod-ytor blir därför
mindre vid den roterande böjutmattningen och en större
angreppshastighet erhålles.

Livslängden vid korrosionsutmattning är ej som vid
vanlig utmattning beroende av medelbelastningens storlek,
såvida denna ej är extremt hög, utan den beror mest på
belastningsamplitudens storlek. Det är alltså variationer-

Fig. 2. Tid-potentialkurvor för obelastade prov i 0,1-m
kaliumkloridlösning med olika koncentrationer av
kalium-kromat; temperatur 25°C, varvtal 200 r/m.

na av spänningen, dvs. töjningen, som är det väsentliga.
En låg frekvens verkar mer förstörande än en hög
beroende på att korrosionen har längre tid att verka.

De flesta materialytor är täckta av ett tunt oxidskikt.
En felaktighet i detta möjliggör för det korroderande
mediet att komma i kontakt med metallen varigenom en
elektrokemisk process uppstår. En uppfattning om
oxidskiktets beständighet kan erhållas genom mätning av
potentialen. Ett genombrott av skiktet yttrar sig som ett
plötsligt fall i denna, medan en "läkning" av ett
genombrutet skikt ger en stegring. På detta sätt har man studerat
utmattningsprov i lösningar med eller utan inhibitorer.

Tid-potentialkurvor för roterande provstavar i
kaliumkloridlösning med tillsats av en inhibitor, kaliumkromat,
i olika koncentrationer (fig. 1 och 2) visar att skiktets
livslängd avtar när provet belastas. Vid ingen eller liten
tillsats av kaliumkromat sker ett snabbt genombrott av
oxidskiktet. Är kromattillsatsen tillräckligt stor kan det
dock läkas. Det finns ett kritiskt koncentrationsområde
där inhibitorn endast delvis kan reparera skiktet
varigenom korrosionen koncentreras till ett fåtal anodiska
punkter. Detta medför att brott uppträder tidigare än vid
lägre inhibitorkoncentrationer. Av dessa
potentialmätningar framgår att första steget vid utniattningskorrosion
är ett sönderbrytande av oxidskiktet. Detta förklarar
varför de rostfria stålen som har täta och starka ytskikt har
så god beständighet mot korrosionsutmattning.

När materialet utsättes för påkänningar sönderbryts
oxidskiktet i ett antal punkter. Även om det finns en tendens
till läkning av det motverkas denna av materialets rörelse
som medför sönderbrytning och uppluckring av
korrosionsprodukterna. Har väl en punktfrätning uppstått
sätter korrosionen in starkare därför att

punkter som är utsatta för höga påkänningar, såsom en
punktfrätnings botten eller sprickor, är mera anodiska än
materialet i övrigt;

den lägre koncentrationen av syre i en punktfrätnings
botten eller en spricka gör sådana punkter än mer
anodiska;

den större koncentrationen av löst syre på ytan gör
denna starkt katodisk.

Detta tillsammans med det upprepade sönderbrytandet
av oxidskiktet, förhindrandet av korrosionsprodukternas
skyddsverkan genom den periodiska rörelsen samt
"andningsrörelsen" hjälper korrosionsmedlet att successivt nå
till punktfrätningens yttersta spets. Den starka
påkänningen i botten på angreppspunkterna framkallar en
plastisk deformation genom glidning varigenom ren, oxidfri
metall med hög spänningsenergi utsättes för det
korroderande mediet och en spricka börjar bildas.

En accelererad korrosion uppstår vid glidningen på grund
av spänningar och korrosion i samarbete. Vid en senare
tidpunkt av utmattningen, när spänningskoncentrationen
i sprickans botten blivit tillräckligt stor, kan
utmattningsbrottet utvecklas så snabbt att korrosionen ej hinner göra
sig gällande. När provets sektion är tillräckligt försvagad
sker det slutliga brottet genom dragning eller skjuvning.

Det dominerande vid korrosionsutmattning synes vara
korrosion av de blottade glidplanen vilket gör att
sprickorna vanligtvis uppträder parallellt med de av belastningen
påverkade glidplanen. Brottet är helt beroende av det
korroderande mediet, metallen (och dess kristallstruktur)
och den använda belastningstypen.

Korrosionsutmattning kan i speciella fall hindras genom
att undvika eller minska kontakten med det korroderande
mediet, vid konstruktionen undvika skarpa
dimensions-ändringar och anvisningar, använda korrosionsbeständigt
material, anbringa skyddande ytbeläggning, t.ex. zink för
skydd av stål, tillsätta lämpliga inhibitorer eller
oljeemulsioner.

Katodiskt skydd erhållet med zink eller genom
anbringande av en elspänning kan fullständigt hindra korrosion.
Kulblästring eller nitrering tillsammans med användning

<< prev. page << föreg. sida <<     >> nästa sida >> next page >>


Project Runeberg, Tue Dec 12 02:36:59 2023 (aronsson) (download) << Previous Next >>
https://runeberg.org/tektid/1952/0545.html

Valid HTML 4.0! All our files are DRM-free