Waarom breken staalsoorten met een hoog koolstofgehalte gemakkelijk? Deel 2

2022-06-28

Uit de resultaten van de dynamische spanningspolarisatietest blijkt dat hoe hoger het koolstofgehalte van het monster, des te vatbaarder voor kathodische reductiereactie (waterstofgeneratiereactie) en anodische oplossingsreactie in een zure omgeving. Vergeleken met de omringende matrix met een lage waterstofoverspanning fungeert het carbide als een kathode met een grotere volumefractie.

Volgens de resultaten van de elektrochemische waterstofpermeatietest geldt: hoe groter het koolstofgehalte en de volumefractie van carbiden in het monster, hoe kleiner de diffusiecoëfficiënt van waterstofatomen en hoe groter de oplosbaarheid. Naarmate het koolstofgehalte toeneemt, neemt ook de weerstand tegen waterstofverbrossing af.

Trekproeven met langzame reksnelheid bevestigden dat hoe hoger het koolstofgehalte, hoe lager de weerstand tegen spanningscorrosie. Naarmate de waterstofreductiereactie en de hoeveelheid waterstof die in het monster wordt geïnjecteerd toenemen, zal, evenredig aan de volumefractie van de carbiden, de anodische oplossingsreactie optreden en zal de vorming van de slipzone ook worden versneld.


Wanneer het koolstofgehalte toeneemt, zullen carbiden in het staal neerslaan. Onder invloed van een elektrochemische corrosiereactie zal de mogelijkheid van waterstofverbrossing toenemen. Om ervoor te zorgen dat het staal een uitstekende corrosieweerstand en weerstand tegen waterstofbrosheid heeft, zijn de carbideprecipitatie en volumefractiecontrole effectieve controlemethoden.

De toepassing van staal in auto-onderdelen is onderhevig aan enkele beperkingen, mede vanwege de aanzienlijke afname van de weerstand tegen waterstofverbrossing, veroorzaakt door waterige corrosie. In feite hangt deze gevoeligheid voor waterstofverbrossing nauw samen met het koolstofgehalte, waarbij ijzercarbiden (Fe2,4C/Fe3C) neerslaan onder omstandigheden met een lage waterstofoverspanning.

In het algemeen wordt voor de gelokaliseerde corrosiereactie op het oppervlak, veroorzaakt door het fenomeen van spanningscorrosiescheuren of het fenomeen van waterstofverbrossing, de restspanning verwijderd door warmtebehandeling en wordt de efficiëntie van de waterstofvangst verhoogd. Het is niet eenvoudig om ultrasterk autostaal te ontwikkelen met zowel uitstekende corrosieweerstand als weerstand tegen waterstofbrosheid.

Naarmate het koolstofgehalte toeneemt, neemt de waterstofreductiesnelheid toe, terwijl de waterstofdiffusiesnelheid aanzienlijk afneemt. De sleutel tot het gebruik van middelmatig koolstofstaal of hoog koolstofstaal als onderdelen of transmissieassen is het effectief controleren van de carbidecomponenten in de microstructuur.