Über das Spannungsrisskorrosionsverhalten von hochmanganhaltigen TRIP- und TWIP-Stählen in wässrigen Medien

Hochmanganhaltige TRIP- und TWIP-Stähle verfügen aufgrund der mechanischen Eigenschaften, welche hohe Werkstofffestigkeiten mit hoher Dehnbarkeit verbinden, über ein großes Anwendungspotential in der Automobilindustrie. Allerdings können diese Stähle in wässrigen Medien eine ausgeprägte Neigung zur Spannungsrisskorrosion (SpRK) aufweisen, was bisher den Serieneinsatz stark beschränkt. Ziel dieser Arbeit war daher das Spannungsrisskorrosionsverhalten von verschiedenen TRIP- und TWIP-Stählen in wässrigen Medien zu beschreiben. Dabei wurden die wesentlichen Einflussfaktoren, wie die chemische Zusammensetzung, die mechanischen Eigenschaften, die Verformungsmechanismen, die Auswirkung einer Umformung, das allgemeine Korrosionsverhalten und die Neigung zur wasserstoffinduzierten Rissbildung berücksichtigt. Untersucht wurden ein TRIP-Stahl (L-IP 700) sowie drei unterschiedliche TWIP-Stähle (X-IP 980, X-IP 1000 und X40MnAlSi20-1,5-1), die sich hinsichtlich der chemischen Zusammensetzung oder mechanischen Eigenschaften unterschieden. Die Neigung zur SpRK wurde über Korrosionszeitstanduntersuchungen in verschiedenen wässrigen Medien untersucht. In sauren bis neutralen Lösungen wurde eine Neigung zur SpRK festgestellt, was jedoch für alkalische Lösungen nicht zutreffend ist. Eine anodische oder kathodische Polarisation während der Versuche war unabdingbar für die Beschreibung des wirkenden Mechanismus. Aus den Ergebnissen geht hervor, dass der Mechanismus der SpRK jedenfalls einen anodischen und zum Teil auch einen kathodischen Charakter haben kann. Der kathodische Anteil ist relevant, wenn der Werkstoff eine Neigung zur wasserstoffinduzierten Rissbildung aufweist, was für die Stähle L-IP 700, X-IP 980 und X-IP 1000 belegt wurde. Infolge des kathodischen Anteils entstehen interkristalline Risse, während eine anodische SpRK, wie beim Stahl X40MnAlSi20-1,5-1, vorwiegend transkristalline Risse hervorruft. Zusammenfassend sind für das SpRK-Verhalten von TRIP- und TWIP-Stählen die erwähnten Einflussfaktoren entscheidend, welche im Wesentlichen von der jeweiligen chemischen Zusammensetzung abhängig sind. Eine starke Verbesserung des SpRK-Verhaltens, welche u. a. durch eine Abnahme der Werkstofffestigkeit und eine Verbesserung des Korrosionsverhaltens zustande kommt, wurde durch die Zugabe von Aluminium (1,3 Gew.%) erreicht.