Die Schwingungsrißkorrosion (Korrosions-Ermüdung)

Zusammenfassung

Als Materialermüdung bezeichnet man allgemein den Festigkeitsverlust von Werkstoffen unter dem Einfluß einer zyklisch wechselnden, schwingenden Belastung. Schon im Vakuum, oder in inerten Edelgasen, oder in inerten Flüssigkeiten wie etwa reinen Ölen, treten dabei bei Amplituden der wechselnden Last, die an die Zugfestigkeit nicht heranreichen, makroskopisch verformungsarme Risse auf. Typischerweise besteht ein eindeutiger Zusammenhang zwischen der Lastamplitude, bzw. der Spannungsamplitude, A 6 und der Zahl der Belastungszyklen (der „Lastspiele“) N bis zum Bruch, der von der Frequenz der Lastspiele kaum abhängt. Ein typisches Beispiel für die „Wöhler-Kurve“, das ist die Auftragung der Spannungsamplitude über der Zahl der Lastspiele bis zum Bruch gibt Bild 256 nach Biegewechselversuchen mit einem Chromstahl X 20 Cr 13 (13,7% Cr) [5]. Es sind jeweils die unteren Hüllkurven der streuenden Versuchsergebnisse eingezeichnet. Die Kurve 1 für eine glatte Probe in Luft zeigt den (zumindest für zur dynamischen Reckalterung fähige Metalle [6]) typischen Befund, daß die Wöhler-Kurve für große Lastspielzahlen in einen horizontalen Ast absinkt, so daß eine Dauerfestigkeit angegeben werden kann, d. h. eine Spannungsamplitude, die beliebig lange ertragen wird. Man beachte, daß es sich um eine Messung an Luft handelt, und daß unter dieser Bedingung bereits eine merkliche Verringerung der Ermüdungsfestigkeit gegenüber dem Verhalten im Vakuum eintritt, die bereits in die Richtung der Ermüdungskorrosion geht. Diese Komplikation wird hier übergangen, die Wöhler-Kurve glatter Proben in Luft also vereinfachend als „Normalkurve“ angenommen. Man betrachte dann zum Vergleich die Kurve 2, die den sehr erheblichen Abfall der Festigkeit vor Augen führt, der eintritt, wenn die Wechselbiegeprüfung in einer Natriumchloridlösung durchgeführt wird. Dieses Absinken der Wöhler-Kurve unter dem dauernden Einwirken einer korrosiven Flüssigkeit während der Schwingbeanspruchung zeigt den Effekt der Schwingungsrißkorrosion, oder auch Ermüdungskorrosion (corrosion fatigue) [1–4]. Zur Vermeidung von Verwechslungen wird im weiteren statt SRK die Abkürzung ScRK benutzt.