Einflüsse von Mo, V, Nb, Ti, Zr und deren Karbiden auf die Korrosion und Wasserstoffaufnahme des Eisens in Schwefelsäure

Die Einflüsse von Mo, V, Nb, Ti, Zr und deren Karbiden auf die Korrosion und Wasserstoffaufnahme von Eisen in 1 M H2SO4/N225°C wurden an binären und ternären Fe‐Me‐Legierungen mit rund 0,2 At.‐% Me mittels elektrochemischer und oberflächenanalytischer Meßmethoden untersucht. Unter den Versuchsbedingungen traten keine schützenden Deckschichten auf. Die Übergangsmetalle reicherten sich nur als Karbid oder Oxikarbid an der Eisenoberfläche an, nicht elementar. Mo und Zr reicherten sich auch als Karbid nicht merklich an. Korrosionsstromdichte und Wasserstoffaktivität wurden nur durch Mo und Zr deutlich erniedrigt. Die Messungen der H‐Permeation wurden auf der Grundlage der „trapping”︁‐Theorie analysiert. Die mittlere Bindungsenergie der flachen „traps”︁ für Wasserstoff in Eisen steigt mit dem Atomradius der substituierten Legierungselemente in der Reihenfolge V, Mo, Ti, Nb und Zr an. Entsprechend fällt der H‐Diffusionskoeffizient (nach Sättigung der tiefen „traps”︁) ab, und die H‐Löslichkeit nimmt zu. Der stationäre H‐Permeationsstrom bleibt weitgehend unbeeinflußt. Die Gesamtwasserstoffkonzentration wird durch die Dichte der tiefen „traps”︁ bestimmt und ist meistens unabhängig von der äußeren H‐Aktivität. Der „trapping”︁‐Effekt in Eisen ist stark bei Substitution von Zr oder Nb sowie bei Gegenwart feindisperser Karbide wie VCx. Der Effekt grober Karbidteilchen geringerer Dichte ist klein. Effects of Mo, V, Nb, Ti, Zr and their carbides on the corrosion and hydrogen uptake of iron in sulphuric acid The effects of Mo, V, Nb, Ti, Zr and their carbides on the corrosion and hydrogen uptake of iron in 1 M H2SO4/N2/25°C were investigated by electrochemical and surface analytical methods using binary and ternary Fe‐Me alloys with about 0.2 at.‐%Me. Due to the experimental conditions, no protective surface layers formed. The transition metals were enriched at the iron surface only as a carbide or oxicarbide. Mo or Zr were not markedly enriched. The corrosion current density and the hydrogen activity were decreased only by Mo or Zr. Hydrogen permeation measurements were analysed in terms of the trapping theory. The average binding energy of shallow traps for hydrogen increases with increasing atomic radius of the substituted alloying elements in the order V, Mo, Ti, Nb and Zr. Correspondingly, the hydrogen diffusion coefficient (after saturation of the deep traps) decreases and the hydrogen solubility increases. The steadystate hydrogen permeation rate remains almost un