Was ist interkristalline Korrosion?
Laut ISER-Merkblatt 821 kann interkristalline Korrosion bei nichtrostenden Stählen in sauren Medien auftreten, wenn sich zuvor durch Wärmeeinwirkung Chromkarbide an den Korngrenzen ausgeschieden haben. Das Chrom für diese Karbide wird dem Grundwerkstoff entzogen. Um die Karbide herum entsteht so eine örtliche Chromverarmung. Sinkt der Chromgehalt dort unter den Mindestgehalt, den die Passivierung braucht, kommt es zur interkristallinen Korrosion; auch der Ausgangschromgehalt der Legierung spielt dabei eine Rolle.
Das ISER-Merkblatt 823 beschreibt denselben Ablauf: Durch die Chromkarbide an den Korngrenzen können die Bereiche unter den Mindestgehalt von 10,5 % Chrom absinken, was zu Kornzerfall führen kann.
Sensibilisierung in der Wärmeeinflusszone
Die Wärmeeinwirkung, die zu den Karbiden führt, tritt laut Merkblatt 821 zum Beispiel beim Schweißen in der Nähe der Naht auf, in der Wärmeeinflusszone. Das Merkblatt 830 nennt die Werkstoffveränderung Sensibilisierung: Bleibt der Werkstoff bei einer Wärmebehandlung oder beim Schweißen längere Zeit im Bereich von 500 °C bis 800 °C, scheiden sich chromreiche Karbide auf den Korngrenzen aus, und die korngrenzennahen Bereiche verarmen an Chrom.
In chloridhaltigen Wässern kann eine Sensibilisierung laut Merkblatt 830 außerdem die Wahrscheinlichkeit für Lochkorrosion in den korngrenzennahen Bereichen erhöhen. Den Mechanismus der Lochkorrosion beschreibt Lochfraß an Edelstahl.
Kohlenstoff aus Schutzgas und Zusatz
Kohlenstoff kann auch beim Schweißen selbst in die Naht gelangen. Laut Merkblatt 823 ist darauf zu achten, dass durch Zusatz- und Hilfsstoffe wie die Schutzgase kein Kohlenstoff, etwa über Kohlendioxid, in die Schweißnaht eingebracht wird. Höhere CO2-Gehalte im Schutzgas können das Schweißgut aufkohlen und vermindern seine Beständigkeit gegen interkristalline Korrosion.
L-Güten und stabilisierte Güten
Bei den austenitischen Stählen wird der interkristallinen Korrosion laut Merkblatt 821 auf zwei Wegen begegnet: Der Kohlenstoffgehalt wird stark abgesenkt, oder der Kohlenstoff wird durch Titan oder Niob abgebunden. Bei den ferritischen Stählen reicht das Absenken des Kohlenstoffs in der Regel nicht; dort ist die Abbindung durch Titan oder Niob erforderlich.
Die Ti- oder Nb-stabilisierten Sorten und die Sorten mit abgesenktem Kohlenstoffgehalt sind laut Merkblatt 821 im geschweißten beziehungsweise sensibilisierten Zustand beständig gegen interkristalline Korrosion, und zwar nach Maßgabe der Erzeugnisformen und -abmessungen, die DIN EN 10088-2 und DIN EN 10088-3 dafür nennen. Als Beispiele nennt Merkblatt 830 die kohlenstoffarmen Güten 1.4307 und 1.4404 sowie die mit Titan stabilisierten Güten 1.4541 und 1.4571.
Das Merkblatt 823 formuliert es so: „Gegen interkristalline Korrosion sind die austenitischen Stähle mit einem niedrigen C-Gehalt (≤ 0,03 % C) ohne Wärmenachbehandlung auch bei größeren Wanddicken (> 6 mm) sicher“, und weiter: „LC-Güten oder stabilisierte Stähle sollten deshalb für geschweißte Bauteile bevorzugt werden.“ Stähle mit mehr als 0,03 % Kohlenstoff können laut demselben Merkblatt ohne Wärmenachbehandlung bei Wanddicken über 6 mm – abhängig von der Korrosionsbeanspruchung – interkristalline Korrosion zeigen, bevorzugt in der Wärmeeinflusszone.
Einordnung: Das sind Aussagen des Merkblatts. Für welche Güte in welcher Erzeugnisform und Abmessung die Beständigkeit im geschweißten Zustand gilt, verweist das Merkblatt 821 auf DIN EN 10088-2 und DIN EN 10088-3.
Was ist transkristalline Korrosion?
Transkristallin nennen die ISER-Merkblätter die Risse der Spannungsrisskorrosion: Laut Merkblatt 821 verlaufen sie bei nichtrostenden Stählen im Allgemeinen transkristallin. Laut Merkblatt 823 entstehen sie bevorzugt bei austenitischen Stählen, wenn chloridhaltige Medien bei erhöhten Temperaturen unter Zugspannung auf den Werkstoff einwirken.
Einordnung: Interkristalline Korrosion geht von den Korngrenzen aus und hat ihre Ursache in Chromkarbiden. Spannungsrisskorrosion setzt laut Merkblatt 821 drei Bedingungen gleichzeitig voraus – Zugspannung, ein spezifisches Medium und einen empfindlichen Werkstoff. Was dagegen hilft, steht unter Spannungsrisskorrosion.
Lösungsglühen
Laut Merkblatt 821 ist das Lösungsglühen die abschließende Wärmebehandlung austenitischer Stähle: bei den in DIN EN 10088-2 und DIN EN 10088-3 angegebenen Temperaturen, mit anschließender Abkühlung in Wasser oder an Luft, um die Ausbildung von Ausscheidungen zu vermeiden. Bei den ferritischen Stählen lässt sich laut demselben Merkblatt die Chromkarbidausscheidung bei der Abkühlung von Lösungsglühtemperatur nicht unterdrücken – deshalb dort Titan oder Niob.
Einordnung: Die ausgewerteten Merkblätter beschreiben das Lösungsglühen als Behandlung des Werkstoffs, nicht als Nacharbeit an einer fertigen Naht. Merkblatt 823 spricht bei den L-Güten ausdrücklich von Beständigkeit „ohne Wärmenachbehandlung“. Temperaturen und Haltezeiten stehen deshalb nicht auf dieser Seite. Was das Glühen bewirkt und was in einen Glühauftrag gehört, steht unter Lösungsglühen.
Soll ein geschweißtes Bauteil doch wärmebehandelt werden, betrifft das die Verfahrensprüfung: ISO 15614-1:2017 lässt in Abschnitt 8.4.11 das Hinzufügen oder Weglassen einer Wärmebehandlung nach dem Schweißen im Geltungsbereich einer Verfahrensprüfung nicht zu (im Original „Addition or deletion of post-weld heat-treatment is not permitted“); eine Wärmebehandlung braucht eine eigene Verfahrensprüfung mit Wärmebehandlung.
IK-Prüfung nach ISO 3651-2
Eine Sensibilisierung kann laut Merkblatt 830 mit einer Prüfung nach DIN EN ISO 3651-2 als interkristalline Korrosion nachgewiesen werden. Die Werkstofftabellen im Merkblatt 821 geben die Beständigkeit gegen interkristalline Korrosion jeweils „bei Prüfung nach EN ISO 3651-2“ an, getrennt nach Lieferzustand und geschweißtem beziehungsweise sensibilisiertem Zustand. Den Prüfablauf selbst gibt diese Seite nicht wieder.
Was in Schweißanweisung und Protokoll gehört
Einordnung: Für die Frage nach interkristalliner Korrosion zählt, welche Güte verbaut wurde und womit geschweißt wurde. Die Werkstoffnummer steht in der Prüfbescheinigung des Werkstoffs, Zusatzwerkstoff und Schutzgas stehen in der Schweißanweisung (WPS). Eine Wärmebehandlung nach dem Schweißen gehört in die qualifizierte Schweißanweisung, nicht in eine spätere Notiz. Wie die nichtrostenden Güten nach ISO 15608 gruppiert sind, zeigt Werkstoffgruppen nach ISO 15608.
EdelstahlNorm bewertet keine Korrosionsbeständigkeit. Die Software führt die Nachweise der Schweißtechnik — Schweißanweisungen, Verfahrensprüfungen mit Werkstoffgruppen nach ISO 15608, Schweißerqualifikationen, Zusatzwerkstoffe und Prüfmittel.
Dieser Text ist eine Einordnung, keine Rechtsberatung und kein Normersatz. Grundlage sind die ISER-Merkblätter 821 (5. Auflage 2014), 823 (5. Auflage 2019) und 830 (3. Auflage 2012) sowie ISO 15614-1:2017; maßgeblich ist der Wortlaut der jeweils gültigen Fassung.