Zustand, in dem sich auf einer Metalloberfläche eine dichte, nur wenige Nanometer dicke Oxidschicht bildet und die Auflösung eines Metalls, das sich thermodynamisch auflösen müsste, nahezu zum Stillstand kommt.
Japanische Bezeichnung: 不動態
„Passivität“ kommt in 7 Übungsfragen aus 3 Themen vor, darunter Biomaterialien, Korrosion und Oberflächenbehandlung, Werkstoffverarbeitung und Fügen.
Fachgebiet: Korrosion und Oberflächenbehandlung
Lösung: C. Er enthält etwa 11 % Cr oder mehr, wodurch sich eine wenige nm dicke Passivschicht bildet, die sich von selbst erneuert
Nichtrostender Stahl enthält etwa 11 % Cr (nach der Normdefinition 10,5 %) oder mehr; dadurch bildet sich auf der Oberfläche eine nur wenige nm dicke Passivschicht, die hauptsächlich aus Cr-Oxid besteht und die weitere Auflösung des Metalls verhindert. Wichtig ist, dass sich die Schicht in sauerstoffhaltiger Umgebung auch nach einer Verletzung von selbst erneuert. Die Passivität bleibt daher in oxidierenden Umgebungen wie Salpetersäure gut erhalten, bricht aber in sauerstoffarmen Umgebungen, bei hohem Chloridgehalt und in reduzierenden Säuren (z. B. Salzsäure) leicht zusammen. Das Potential der gesamten Legierung wird nicht so edel wie das von Gold oder Platin; die Hauptaufgabe von Ni ist die Stabilisierung des austenitischen Gefüges. Mehrere mm dicke Oxidzunderschichten entstehen bei der Hochtemperaturoxidation, neigen zu Rissen und Abplatzen und sind etwas völlig anderes als die Passivschicht.
Lösung: B. Lochkorrosion; Wechsel zu einer Mo-haltigen Sorte wie SUS316
Chloridionen durchbrechen die Passivschicht örtlich an Schwachstellen und verursachen Lochkorrosion, bei der kleine Löcher in die Tiefe vorangetrieben werden. Im Loch wird die Lösung durch Hydrolyse der gelösten Metallionen sauer, und zur Wahrung der Elektroneutralität wandern Chloridionen hinein, sodass sich die Korrosion selbst beschleunigt. Da die große passive Oberfläche ringsum als Kathode und der Lochgrund als kleine Anode wirken, kann die Korrosion rasch bis zum Durchbruch fortschreiten. Abhilfe ist der Wechsel zu Sorten mit mehr Mo, Cr und N, die die Schicht stärken (z. B. SUS316 mit etwa 2–3 % Mo); die aus diesen Gehalten berechnete Wirksumme (PREN) dient als Auswahlkriterium. Da es sich nicht um eine gleichmäßige Flächenkorrosion handelt, ist eine größere Wanddicke keine wirksame Maßnahme. Mehr Kohlenstoff fördert die Bildung von Cr-Carbiden an den Korngrenzen (Sensibilisierung) und senkt die Korrosionsbeständigkeit sogar.
Nichtrostender Stahl enthält etwa 11 % Cr (nach der Normdefinition 10,5 %) oder mehr; dadurch bildet sich auf der Oberfläche eine nur wenige nm dicke Passivschicht, die hauptsächlich aus Cr-Oxid besteht und die weitere Auflösung des Metalls verhindert.
Was ist der Hauptgrund dafür, dass nichtrostender Stahl an …Chloridionen durchbrechen die Passivschicht örtlich an Schwachstellen und verursachen Lochkorrosion, bei der kleine Löcher in die Tiefe vorangetrieben werden.
SUS304 (japanische Norm JIS) wird in chloridreichem Meerwas…Dort scheiden sich an den Korngrenzen Cr-Carbide wie Cr₂₃C₆ aus, und die Cr-Konzentration unmittelbar neben den Korngrenzen sinkt unter den Wert, der für die Passivität nötig ist, sodass die Korrosion entlang der Korngrenzen fortschreitet.
Beim Schweißen austenitischer nichtrostender Stähle wie SUS…Die Titanoberfläche ist mit einer wenige nm dicken TiO₂-Passivschicht bedeckt, die in Körperflüssigkeiten stabil ist, sodass sich Knochen entlang dieser Oberfläche bildet.
Welche Erklärung der Osseointegration, wie man sie etwa bei…Die Freisetzung von Metallionen durch eine Schädigung der Passivschicht ist ein anderes Problem, etwa bei der Reibkorrosion (Fretting-Korrosion).
Wird für den Schaft eines künstlichen Hüftgelenks ein Metal…Nichtrostender Stahl Lochkorrosion Sensibilisierung Elastizitätsmodul (E-Modul) Stress Shielding Wärmeeinflusszone Osseointegration Hydroxylapatit Knochenzement β-Titanlegierung