Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 32. 7 september 1954 - Spänningsprovning av mässing med kvicksilversaltlösning, av O Lissner och S Rask
<< 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.
14 september 1954
731
Spänningsprovning av mässing
med kvicksilversaltlösning
Doktoringenjör O Lissner, Västerås, och ingenjör S Rask,
Karlstad
620.194.2 : 669.355
Självsprickning ("season-cracking") är ett sedan länge känt
fenomen hos föremål av mässing. Den uppstår särskilt vid
lagring av mässingsförmål och kan vålla stora skador.
Orsaken till fenomenet är närvaro av ett korroderande
ämne, vanligen ammoniak och vattenånga, samt inre
drag-spänningar i mässingen, oftast härrörande från en
föregående kallbearbetning. I glödgat material uppstår ingen
självsprickning.
Redan för ca 60 år sedan upptäckte man att även
kvicksilver åstadkommer självsprickning i mässing, ett
förhållande som tidigt utnytjades inom
materialprovningstekniken, där kvicksilvrets snabba verkan användes för
provning av benägenhet till självsprickning i halvfabrikat och
färdigvaror, såsom rör och patronhylsor. Vid provningen
kan man använda lösningar av tre olika kvicksilversalter,
nämligen merkuronitrat, merkurinitrat och merkuriklorid
(sublimat).
Av dessa har merkuronitrat och merkuriklorid använts
mest. Den senare utnyttjades sålunda under första
världskriget i stor utsträckning vid provning av patronhylsor1.
Denna metod (sublimatprovet) kräver emellertid i
allmänhet relativt lång provningstid, och då lösningen dessutom
lätt förändras2,3 har den mer och mer undanträngts av
merkuronitratprovet, som visat sig snabbare än
sublimatprovet4.
I USA och Storbritannien har man utarbetat normer för
spänningsprovning med merkuronitrat, men i tyska och
schweiziska normer för kondensorrör föreskrivs
merkuri-nitratlösning, varvid åtminstone de schweiziska anger
längre behandlingstid. Av svar som inkommit på en rundfråga,
som av IVA:s Korrosionsnämnd ställts till vissa svenska
institutioner och företag, framgår att merkuronitratprovet
används mest i Sverige.
Inverkan av ammoniak och kvicksilver
Redan Moore och medarbetare4 iakttog att ammoniak och
kvicksilver orsakar självsprickning av olika karaktär i
mässing. Kvicksilver ger nämligen alltid enbart interkristallina
sprickor, medan ammoniak även kan orsaka
transkristal-lina. Undersökningar på enkristaller har visat att inga
sprickor uppstår i merkuronitrat, medan sådana uppstår i
ammoniak5. Detta resultat visar att sprickbildningens natur
är en helt annan i kvicksilver än i ammoniak. Man vet
dock än i dag inte vad som egentligen försiggår i de båda
fallen.
Självsprickning orsakad av kvicksilver anses enligt senaste
uppfattning6 bero på de enstaka metallkornens ytenergi i
legeringen. Kvicksilvret tränger in vid korngränserna med
en för varje legering karakteristisk vinkel. Eftersom
mässing har en ytenergi, som leder till en mycket liten (spetsig)
vinkel, kaij ett interkristallint inträngande ske mycket
snabbt. Ammoniaken måste däremot orsaka sprickbildning
genom en elektrolytisk process. Man tror att denna sker
mellan mikroområden med stora lokala spänningar och
den omgivande massan, som står under mycket lägre
påkänning7, s.
Man har därför framhållit5 att mässingens benägenhet för
självsprickning borde provas endast med ammoniak
eftersom denna i praktiken orsakar självsprickning.
Reproducerbar provning i ammoniak fordrar emellertid mycket
invecklade provanordningar, och det mycket enklare och
snabbare merkuronitratprovet anses praktiskt taget lika
känsligt. Av praktiska erfarenheter vid massprovning av
mässingsföremål med merkuronitrat framgår också att
denna metod tillräckligt exakt anger sprickrisken vid längre
tids lagring i atmosfären. Provning i merkuronitratlösning,
i fortsättningen kallad kvicksilverprovet, kan därför anses
vara det enklaste och effektivaste förfarandet för
massprovning av mässing.
Legeringen och dess tillstånd
De legeringar, som kallas mässing, är praktiskt taget de
enda kopparlegeringar, som visat tendens till utpräglad
självsprickning. I sällsynta fall kan emellertid andra
kopparlegeringar självspricka. Exempel på sådana är
aluminiumbrons, desoxiderad koppar, arsenikhaltig koppar9 och
berylliumbronser i utskiljningshärdat tillstånd10. Dessa
legeringar visar dock ofta mycket skiftande uppträdande
gentemot ammoniak och merkuronitrat. Det är därför icke
tillrådligt att använda kvicksilverprovet för provning av
andra kopparlegeringar än mässing11.
Det har vidare konstaterats att koppar-zinklegeringar med
mindre än 10 %> Zn aldrig spricker i merkuronitratlösning
och att legeringar med 10—20 °/o Zn endast undantagsvis
gör det 5’12. Mässingssorter med 3 °/o Zn och däröver kan
emellertid spricka i ammoniak och vid lagring. Därför kan
kvicksilverprovet användas bara för mässing med mindre
än 90 o/o kopparhalt, t.ex. sådana som används till
kondensorrör (ca 70 °/o Cu), patronhylsor och djuppressade
detaljer av plåt (70—63 °/o Cu) samt svarvmässing (ca
60 % Cu). I t.ex. tyska och amerikanska normer
föreskrivs sålunda kvicksilverprovet för kondensorrör (USA,
Tyskland) samt för stång och smide av 60-procentig
mässing (USA). Det anges också i flera länders
provningsmetoder för patronmässing.
Kvicksilvernitratlösningens sammansättning
Vid kemiska processer är en lösnings koncentration en
avgörande faktor. I normerna har man därför angivit,
vilken koncentration kvicksilvernitratlösningen skall ha
vid spänningsprovning. I ASTM designation B 154-51
föreskrivs 1 %> merkuronitrat (före 1951 dock 10 °/o). Den
tyska DIN-normen anger 1,5 %> merkurinitratlösning,
vilket förefaller egendomligt, eftersom processen antagligen
går långsammare med salt av tvåvärt kvicksilver.
Många forskare, t.ex. Moore, Beckinsale & Mallinson4, har
använt 1 °/o lösning och Jevons13 ifrågasätter om
lösningens koncentration överhuvudtaget är av betydelse. Enligt
Rosenthal & Jamieson14 har dock 10 °/o lösning mycket
snabbare verkan än 1-procentig. Erfarenheterna vid
användning av merkuronitratprovet visar emellertid att 1 °/o
lösning verkar så snabbt att man kan konstatera
mässingsdetaljers sprickbenägenhet inom 15 min. Lösningen får
emellertid inte bli alltför mycket försvagad genom
reaktion med provföremål.
Man har därför bestämt hur stor vätskemängd som skall
användas per kvadratcentimeter exponerad mässingyta.
Rosenthal & Jamieson14 anger sålunda 1,5—1,6 ml lösning
per cm2 exponerad yta och samma fordran återfinns i
ASTM -normen B 154-51 (10 ml/inch"). Den måste anses
som minimifordran, men någon övre gräns för mängden
lösning anges icke. Om en sådan har betydelse för
kvicksilverprovet är icke känt.
Man vet emellertid att lösningens mängd är av stor
betydelse för spänningskorrosion, om en bestämd
reaktionsprodukt måste bildas innan sprickbildning uppstår. I
ammoniakvatten spricker t.ex. mässing först när vätskan fått
en viss blåfärgning genom lösning av koppar15. Liknande
iakttagelser har man gjort vid provning av austenitiskt
stål i sulfatlösning (Strauss-lösning).
Vid en av IVA:s Korrosionsnämnd utförd undersökning
användes dels 1 %>, dels 10 %> lösning och vidare dels 2,5
ml/cm2, dels 25 ml/cm2 lösning; 2,5 ml/cm2 lösning är en i
vissa svenska föreskrifter angiven mängd. Någon betydan-
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
