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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verhinderung der Wasserstoff-Versprödung von Metallen, insbesondere einer solchen Versprödung durch elektrochemische Wirkungen.
Die Versprödung bestimmter Metalle durch absorbierten Wasserstoff steht im allgemeinen im Zusammenhang mit chemischen und elektrochemischen Korrosionsvorgängen. Zum Unterschied von dem korrodierenden Angriff eines Metalles durch seine Umgebung, bewirkt die Wasserstoff-Versprödung eines Metalles nicht notwendigerweise die Zerstörung des Metalles durch chemische Reaktionen mit oxydierend wirkenden Stoffen, sondern eine Herabsetzung der Verformbarkeit bzw. eine Versprödung, die oft zu Fehlern führt. Die Wasserstoffversprödung kann die verschiedenartigsten Fehler verursachen, beispielsweise eine äusserst hohe Sprödigkeit und Rissbildung oder eine Blasenbildung an der Oberfläche. Man nimmt an, dass diese Versprödungswirkung durch die Diffusion von atomarem Wasserstoff in das Metall erzeugt wird.
Je nach der Art des Metalles und je nachdem, ob die Umgebung die Erzeugung von atomarem Wasserstoff unterstützt, kann die Versprödung durch die Einwirkung verschiedener Umgebungen verursacht werden. Die an der Oberfläche eines Metalles stattfindenden elektrochemischen Korrosionsvorgänge können zur Bildung von atomarem Wasserstoff führen. Dies gilt besonders für saure Elektrolyten. Durch Massnahmen zum Schutz einer Metalloberfläche vor den Oxydationswirkungen der elektrochemischen Korrosion wird das Metall nicht notwendigerweise auch vor der Versprödung durch Wasserstoff geschützt ; der-
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geladene Metalle können ebenfalls dem Angriff von atomarem Wasserstoff ausgesetzt sein.
Der Versprödung durch Wasserstoff unterliegen zahlreiche Metalle. Auf diese Erscheinung zurückzuführende Fehler sind z. B. bei den nur mit Chrom legierten rostfreien Stählen berichtet worden. Einige
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spannungen beschleunigt, besonders wenn sie durch Kaltverformung verursacht wurden.
Es sind bereits zahlreiche Versuche gemacht worden, diese Schwierigkeit zu überwinden, beispielsweise durch besondere Wärmebehandlungen, doch wurde noch keine wirksame Lösung des Problems ge- 'turnden.
Erfindungsgemäss besteht ein Verfahren zum Beständigmachen von rostfreien Stählen gegen Wasser- stoffversprödung darin, dass dem metallischen Material 0, 05-5 Gew.-% eines Metalles aus der Gruppe
Ruthenium, Rhodium, Palladium, Osmium, Iridium, Platin, Gold, Rhenium oder Legierungen derselben zulegiert werden.
Die Unempfindlichkeit dieser Metalle mit niedriger Wasserstoffüberspannung gegenüber der Wasser- stoff-Versprödung ist wahrscheinlich auf ihre Fähigkeit zur Anziehung von atomarem Wasserstoff zurück-, zuführen. Der atomare Wasserstoff sammelt sich infolgedessen nicht auf der Oberfläche des Gastgeber- metalles oder der Gastgeberlegierung, sondern auf dem Metall mit niedriger Wassserstoff-Überspannung an.
Während die Anwesenheit von atomarem Wasserstoff auf der Oberfläche des Gastgebermetalles eine Dif-, fusion des Wasserstoffs in das Gastgebermetall verursachen würde, bewirkt die Ansammlung atomaren, ; Wasserstoffs auf dem Metall mit niedriger WÅasserstoff-Überspannung nur die Wiedervereinigung der wasserstoffatome, sodass molekularer Wasserstoff gebildet wird. In molekularem Zustand kann der Wasser-' Moff jedoch nicht leicht in das Gastgebermetall eindringen.
Beispiel : S Um die günstigen Wirkungen des Zulegierens von Edelmetallen der angegebenen Art zu rostfreien
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der Typedass er an einem federartigen Halter befestigt in die Säure eingetaucht wurde. Während ein Prüfling aus rostfreiem Stahl mit einem Gehalt von 0, 4% Platin gegenüber einer Versprödungswirkung bis zu 24 h lang beständig war, brachen unter ähnlichen Bedingungen andere, nicht durch Edelmetallzusätze geschützte rostfreie Stähle innerhalb von nur 3t h. Nach diesem Verfahren wurden beispielsweise auch rostfreie Stähle der Typen 304 und 316 gegen Wasserstoff-Versprödung beständig gemacht.
Da bereits sehr kleine Edelmetallzusätze eine Beständigkeit gegen die Wasserstoff-Versprödung bewirken, brauchen Edelmetalle in Mengen von nur 0, 05 Gew.-% den versprödungsgefährdeten Metallen zulegiert zu werden, um sie gegen die Einwirkung des Wasserstoffs bei Auftreten desselben in stark verdünntem Zustand beständig zu machen. Man kann aber auch Zusätze bis zu 1 Gew.-% und darüber verwenden. Zusätze von mehr als 5 Gew.-% bewirken im allgemeinen keine erhöhte Beständigkeit gegen die Versprödung durch Wasserstoff.
Die erfindungsgemässen Stähle können nach den üblichen metallurgischen Verfahren hergestellt werden, doch ist die Erfindung nicht auf bestimmte Herstellungsverfahren beschränkt. Die Edelmeiallzusätze können in jeder handelsüblichen reinen Form verwendet werden, da die Erfindung nicht auf bestimmte Reinheitgrade derselben beschränkt ist.
Vorstehend wurde die Erfindung an Hand spezieller Ausführungsformen beschrieben, doch sind Ab- änderungen und gleichwertige Lösungen für den Fachmann naheliegend. Die vorstehende Offenbarung
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dung dar.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Beständigmachen von rostfreien Stählen gegen Wasserstoff-Versprödung, dadurch gekennzeichnet, dass dem metallischen Material 0, 05-5 Gew.-% eines Metalles aus der Gruppe Ruthenium, Rhodium, Palladium, Osmium, Iridium, Platin, Gold, Rhenium oder Legierungen derselben zulegiert werden.
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The invention relates to a method for preventing hydrogen embrittlement of metals, in particular such embrittlement due to electrochemical effects.
The embrittlement of certain metals by absorbed hydrogen is generally related to chemical and electrochemical corrosion processes. In contrast to the corrosive attack of a metal by its environment, the hydrogen embrittlement of a metal does not necessarily cause the destruction of the metal by chemical reactions with oxidizing substances, but a reduction in deformability or embrittlement, which often leads to errors. Hydrogen embrittlement can cause a wide variety of defects, for example extremely high brittleness and cracking or blistering on the surface. It is believed that this embrittlement effect is caused by the diffusion of atomic hydrogen into the metal.
Depending on the type of metal and whether the environment supports the generation of atomic hydrogen, the embrittlement can be caused by exposure to different environments. The electrochemical corrosion processes taking place on the surface of a metal can lead to the formation of atomic hydrogen. This is especially true for acidic electrolytes. Measures to protect a metal surface from the oxidative effects of electrochemical corrosion do not necessarily protect the metal from being embrittled by hydrogen; of the-
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charged metals can also be exposed to attack by atomic hydrogen.
Numerous metals are subject to hydrogen embrittlement. Errors due to this phenomenon are e.g. B. has been reported in the case of stainless steels alloyed only with chromium. Some
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stresses accelerated, especially if they were caused by cold deformation.
Numerous attempts have been made to overcome this difficulty, for example by special heat treatments, but no effective solution to the problem has yet been found.
According to the invention, a method for making stainless steels resistant to hydrogen embrittlement consists in adding 0.05-5% by weight of a metal from the group to the metallic material
Ruthenium, rhodium, palladium, osmium, iridium, platinum, gold, rhenium or alloys of the same are added.
The insensitivity of these metals with a low hydrogen overvoltage to hydrogen embrittlement is probably due to their ability to attract atomic hydrogen. As a result, the atomic hydrogen does not accumulate on the surface of the host metal or the host alloy, but on the metal with a low hydrogen overvoltage.
While the presence of atomic hydrogen on the surface of the host metal would cause diffusion of the hydrogen into the host metal, the accumulation of atomic hydrogen causes; Hydrogen on the metal with low hydrogen overpotential only reunites the hydrogen atoms to form molecular hydrogen. However, in a molecular state, the water 'Moff cannot easily penetrate the host metal.
Example: S In order to rustproof the beneficial effects of the addition of precious metals of the specified type
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the type that it was attached to a feather-like holder and immersed in the acid. While a test piece made of stainless steel with a platinum content of 0.4% was resistant to an embrittlement effect for up to 24 hours, other stainless steels not protected by precious metal additives broke within just 3 hours under similar conditions. Using this process, stainless steels of types 304 and 316, for example, were also made resistant to hydrogen embrittlement.
Since even very small noble metal additions cause resistance to hydrogen embrittlement, noble metals need to be alloyed in quantities of only 0.05% by weight to the metals at risk of embrittlement in order to make them resistant to the effects of hydrogen when it occurs in a highly diluted state do. But you can also use additives up to 1 wt .-% and above. Additions of more than 5% by weight generally do not bring about any increased resistance to embrittlement by hydrogen.
The steels according to the invention can be produced by the usual metallurgical processes, but the invention is not restricted to specific production processes. The precious metal additives can be used in any commercially available pure form, since the invention is not limited to specific degrees of purity thereof.
The invention has been described above on the basis of specific embodiments, but modifications and equivalent solutions are obvious to the person skilled in the art. The above revelation
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dung.
PATENT CLAIMS:
1. A method for making stainless steels resistant to hydrogen embrittlement, characterized in that the metallic material 0.05-5 wt .-% of a metal from the group ruthenium, rhodium, palladium, osmium, iridium, platinum, gold, rhenium or Alloys of the same are added.