DE102008010973A1 - Verfahren zur Beurteilung der Korrosionsbeständigkeit von Werkstoffen - Google Patents

Verfahren zur Beurteilung der Korrosionsbeständigkeit von Werkstoffen Download PDF

Info

Publication number
DE102008010973A1
DE102008010973A1 DE200810010973 DE102008010973A DE102008010973A1 DE 102008010973 A1 DE102008010973 A1 DE 102008010973A1 DE 200810010973 DE200810010973 DE 200810010973 DE 102008010973 A DE102008010973 A DE 102008010973A DE 102008010973 A1 DE102008010973 A1 DE 102008010973A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
specimen
corroded
test body
microscope
image
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE200810010973
Other languages
English (en)
Inventor
Joerg Abel
Peter Schuetzbach
Norman Krings
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE200810010973 priority Critical patent/DE102008010973A1/de
Publication of DE102008010973A1 publication Critical patent/DE102008010973A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N17/00Investigating resistance of materials to the weather, to corrosion, or to light

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Ecology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating And Analyzing Materials By Characteristic Methods (AREA)
  • Testing Resistance To Weather, Investigating Materials By Mechanical Methods (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beurteilung der Korrosionsbeständigkeit von Werkstoffen, bei dem in einem ersten Schritt ein Prüfkörper aus einem zu prüfenden Werkstoff einer korrosiven Umgebung ausgesetzt wird, in einem zweiten Schritt das korrodierte Material von dem Prüfkörper entfernt wird und in einem dritten Schritt die durch die Entfernung des korrodierten Materials im Prüfkörper entstandenen Vertiefungen erfasst werden.

Description

  • Stand der Technik
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beurteilung der Korrosionsbeständigkeit von Werkstoffen.
  • Zur Auslegung von Bauteilen und Maschinen ist es erforderlich, geeignete Werkstoffe auszuwählen. Von großer Wichtigkeit ist hierbei oft die Korrosionsbeständigkeit der entsprechenden, eingesetzten Werkstoffe. Zur Bewertung der Korrosionsbeständigkeit werden im allgemeinen Werkstücke oder Prüfkörper aus dem zu prüfenden Werkstoff einer mehr oder weniger aggressiven Umgebung ausgesetzt. Abschließend erfolgt eine visuelle Bewertung der Oberfläche des Werkstückes bzw. des Prüfkörpers bezüglich des Korrosionsgrads. Eine derartige Bewertung ist z. B. in der DIN EN ISO 4628-3 beschrieben. Zur Bewertung des Korrosionsgrades werden so genannte „Ri-Grade" von 0 bis 5 definiert. Diese Ri-Grade beschreiben die prozentuale Bedeckung der Oberfläche des Werkstückes bzw. des Prüfkörpers mit Rost. Unter Rost ist hierbei das rostrote, bei der Korrosion von Eisen entstehende Eisenoxid zu verstehen. Gemäß der DIN EN ISO 4628-3 entspricht der Ri-Grad Ri 5 einer Bedeckung der Oberfläche von 40-50%. Die Beurteilung des Korrosionsgrades erfolgt dabei visuell von einer Person. Hieraus ergeben sich zwei wesentliche Nachteile. Einerseits kann die Beurteilung sehr stark von einer Einzelperson abhängen und andererseits breitet sich der Rost z. B. auf nassen Oberflächen sehr stark aus. Der Rost lagert sich nicht direkt dort ab wo er entsteht. Diese Ausbreitung des Rosts in Form von feinen Rostpartikeln führt zu einem großen Unterschied zwischen dem visuell wahrgenommenen Anteil an Rost auf der Oberfläche und der tatsächlich durch Korrosion angegriffenen Oberfläche, die im allgemeinen deutlich kleiner ist. Hieraus kann eine Missinterpretation resultieren. Die Ausbreitung des Rosts durch Fließen der Rostpartikel auf der zu bewertenden Oberfläche ist zudem stark von der Geometrie und den Umgebungsbedingungen, d. h. Feuchte, Sprühnebel usw., abhängig und dadurch schlecht reproduzierbar.
  • Aus US-A 2005/0213430 ist ein Verfahren zur Bestimmung der Korrosion auf einem Werkstück bekannt, das automatisiert durchgeführt werden kann. Hierzu wird zunächst eine digitale Aufnahme einer zu prüfenden Oberfläche erzeugt. Der Prüfkörper mit der zu prüfenden Oberfläche wird anschließend einer korrosiven Umgebung ausgesetzt. Im Anschluss daran wird der gleiche Oberflächenbereich erneut aufgenommen, um ein weiteres digitales Bild zu erhalten. Abschließend werden die digitalen Bilder der Oberflächen vor und nach dem Aussetzen der korrosiven Umgebung voneinander subtrahiert, um den korrodierten Bereich auf der Oberfläche zu lokalisieren. Auch dieses Verfahren hat den Nachteil, dass auf der Oberfläche ausgebreiteter Rost als Korrosion erkannt wird und damit die tatsächlich durch Korrosion angegriffene Oberfläche missinterpretiert werden kann.
  • Vorteile der Erfindung
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur Beurteilung der Korrosionsbeständigkeit von Werkstoffen umfasst folgende Schritte:
    • (a) Aussetzen eines Prüfkörpers aus einem zu prüfenden Werkstoff einer korrosiven Umgebung
    • (b) Entfernen von korrodiertem Material von dem Prüfkörper,
    • (c) Erfassen der durch die Entfernung des korrodierten Materials im Prüfkörper entstandenen Vertiefungen beziehungsweise angegriffenen Flächen.
  • Durch das Entfernen des korrodierten Materials von dem Prüfkörper wird auch der sich an der Oberfläche des Prüfkörpers abgelagerte Rost entfernt. Es bleiben lediglich die durch die Korrosion entstandenen Vertiefungen zurück. Das Erfassen dieser Vertiefungen erlaubt es, die tatsächlich durch Korrosion angegriffene Oberfläche des Prüfkörpers zu bestimmen.
  • Um einen Korrosionsgrad der Oberfläche zu erhalten, wird im allgemeinen die Größe und die Anzahl der durch die Entfernung des korrodierten Materials im Prüfkörper entstandenen Vertiefungen erfasst. Zusätzlich können auch die Form, die Fläche und die Morphologie der Vertiefungen erfasst werden. Durch die Ermittlung der Größe und der Anzahl der Vertiefungen lässt sich neben einer allgemeinen Beurteilung der Korrosionsbeständigkeit auch eine Information über das Korrosionsverhalten des geprüften Werkstoffs gewinnen, da nicht nur die gesamte angegriffene Oberfläche in Form eines Summenparameters ermittelt wird, sondern auch die Anzahl der Einzelangriffe bzw. deren Größe und gegebenenfalls auch die Tiefe jedes Einzelangriffs, d. h. jeder durch Entfernung des korrodierten Materials entstandenen Vertiefung, ortsaufgelöst bestimmt werden kann.
  • Die Erfassung der Vertiefungen, die durch die Entfernung des korrodierten Materials im Prüfkörper entstanden sind, erfolgt im allgemeinen durch Aufnahme eines Bildes der Oberfläche des Prüfkörpers. Um eine von einem Prüfer unabhängige Auswertung zu erhalten, wird vorzugsweise ein digitalisiertes Bild der Oberfläche aufgenommen, das mit gängigen Methoden der Bildverarbeitung ausgewertet werden kann. Ein weiterer Vorteil der Auswertung durch Mittel der Bildverarbeitung ist, dass eine automatisierte Messung ermöglicht wird.
  • Um zu vermeiden, dass Unebenheiten in der Oberfläche, z. B. auf Grund von Materialdefekten oder grobe Rauheiten der Oberfläche als Schädigungen durch Korrosion erkannt werden, ist es bevorzugt, ein Bild der Oberfläche des Prüfkörpers aufzunehmen, bevor der Prüfkörper der korrosiven Umgebung ausgesetzt wird. Nachdem der Körper der korrosiven Umgebung ausgesetzt wurde wird ein Vergleich der Oberflächen des Prüfkörpers, bevor dieser der korrosiven Umgebung ausgesetzt wird und nachdem dieser der korrosiven Umgebung ausgesetzt wurde und das korrodierte Material entfernt wurde, durchgeführt. Durch diesen Vergleich werden grobe Rauheiten der Oberfläche bzw. Defekte in der Oberfläche nicht als Vertiefungen erkannt, die durch Korrosion und Entfernen des korrodierten Materials entstanden sind. Weiterhin lässt sich hierdurch z. B. auch erkennen, ob derartige Defekte in der der Oberfläche beispielsweise als Korrosionskeime wirken. Zudem können durch einen Vergleich der Oberflächen des Prüfkörpers, bevor dieser der korrosiven Umgebung ausgesetzt wurde und nachdem dieser der korrosiven Umgebung ausgesetzt und das korrodierte Material entfernt wurde, Erkenntnisse zum Korrosionsmechanismus gewonnen werden.
  • Die Aufnahme des Bildes der Oberfläche des Prüfkörpers erfolgt vorzugsweise mit einem Mikroskop. Durch die Verwendung des Mikroskops können bereits kleine Vertiefungen, die durch Entfernung des korrodierten Materials entstehen, erfasst werden. Zudem können durch die Möglichkeit, selbst kleinste Korrosionsangriffe zu erfassen, auch die Prüfzeiten reduziert werden. Unter kleinste Korrosionsangriffe im Sinne der vorliegenden Erfindung werden Korrosionsangriffe von zum Teil weniger als 50 μm verstanden. Ein weiterer Vorteil der genauen Detektion von Korrosionsangriffen ist es, dass sich auch geringe Änderungen der Versuchsbedingungen, z. B. Änderungen in der Temperatur, des Feuchtegehaltes, der Leitfähigkeit, der Konzentration von in der Umgebung enthaltenen Medien oder auch Materialunterschieden ermitteln lassen. Ein Korrosionsangriff bezeichnet hierbei jede be liebige Stelle, an der Material des Prüfkörpers durch Korrosion angegriffen wurde und dadurch Material korrodiert ist.
  • Das Mikroskop, das zur Aufnahme des Bildes der Oberfläche des Prüfkörpers eingesetzt wird, ist beispielsweise ein Lichtmikroskop, ein Konfokalmikroskop oder ein Rasterelektronenmikroskop. Alternativ ist es jedoch auch möglich, an Stelle eines Mikroskops z. B. eine hochauflösende Kamera oder einen hochauflösenden Scanner zum Erfassen der Oberfläche des Prüfkörpers einzusetzen. Auch die hochauflösende Kamera bzw. der Scanner erlauben eine Erfassung auch sehr kleiner Vertiefungen, die durch das Entfernen des korrosiven Materials vom Prüfkörper entstanden sind.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird neben der Anzahl und der Größe der durch das Entfernen des korrodierten Materials entstandenen Vertiefungen auch deren Tiefe erfasst. Durch das Erfassen der Tiefe lassen sich auch Aufschlüsse über das Korrosionsverhalten des geprüften Werkstoffes gewinnen. Insbesondere, wenn zusätzlich eine Vormessung des Probenkörpers, insbesondere bezüglich dessen Topographie und Morphologie bzw. einer örtlich aufgelösten Information der Materialzusammensetzung erfolgte, können durch einen Vergleich mit dem lokalen Auftreten von Korrosion und dem lokalen Ausmaß der Korrosion nach dem Aussetzen des Prüfkörpers der korrosiven Umgebung und dem Entfernen des korrodierten Materials Erkenntnisse zum Korrosionsmechanismus gewonnen werden. Die örtlich aufgelöste Information der Materialzusammensetzung lässt sich zum Beispiel durch so genanntes „chemical imaging" beispielsweise mit Hilfe der Rasterelektronenmikroskopie mit EDX-Detektoren gewinnen.
  • Die Erfassung der Tiefe der durch das Entfernen des korrodierten Materials entstandenen Vertiefungen erfolgt vorzugsweise, indem die Aufnahme in verschiedenen Tiefen von der Oberfläche des Prüfkörpers fokussiert wird. Hierzu wird die Fokusebene in kleinen Schritten von der Referenzebene weg oder auf die Referenzebene zu bewegt. Die Bewegungsrichtung ist dabei abhängig davon, ob an der Oberfläche des Prüfkörpers mit der Messung begonnen wird oder in einer vorgegebenen Tiefe. Solange der Bereich, dessen Tiefe bestimmt werden soll, nicht in der Fokusebene liegt, erscheint dieser so wie seine Umgebung nur unscharf im Bild. Die Schärfe kann bei einer automatisierten Auswertung z. B. mit Hilfe eines Schärfemaßes erkannt werden. Der Bereich, der in der Fokusebene oder sehr nahe bei der Fokusebene liegt, wird scharf dargestellt und das Schärfemaß hat einen maximalen Wert. Die Schrittweite, mit der die Bewegung der Fokusebene erfolgt, die Anzahl der getätigten Schritte, d. h. die Anzahl der Veränderungen der Lage der Fokusebene, sowie die Position der Referenzebene, von der aus die Messung begonnen wird, sind bekannt. Die Tiefe des gemessenen scharfen Bereiches kann damit relativ zur Referenzfläche als Vielfa ches der Schrittweite angegeben werden. Die maximale Tiefe ergibt sich durch den letzten Schritt, zu dem noch ein scharfer Bereich auf dem Bild erscheint und dem ersten Schritt, zu dem kein scharfer Bereich mehr auf dem Bild erscheint. Als Referenzebene wird vorzugsweise die Oberfläche des eingesetzten Prüfkörpers eingesetzt. Die Messung erfolgt somit durch schrittweise Bewegung der Fokusebene von der Referenzebene weg.
  • Als Fokusebene wird jeweils die Ebene verstanden, in der die Aufnahme die maximale Schärfe aufweist.
  • Das Entfernen des korrodierten Materials von dem Prüfkörper in Schritt (b) erfolgt z. B. mit Hilfe einer Säure und einem Inhibitor, um einen weiteren Angriff zu inhibieren. Eingesetzt wird beispielsweise 16%-ige Salzsäure mit 1,75 Gew.-% Urotropin als Inhibitor. Weitere geeignete Substanzen zum Entfernen des korrodierten Materials sind z. B. Beizmittel wie Zitronensäure oder Entroster-Mittel. Das eingesetzte Beizmittel ist dabei jeweils selektiv auf das oxidierte Material derart abzustimmen, dass kein Angriff oder zumindest kein signifikanter Angriff des Materials des Prüfkörpers erfolgt.
  • Bevorzugt wird das erfindungsgemäße Verfahren zur Beurteilung der lokalen Korrosionsbeständigkeit von Eisenwerkstoffen, insbesondere von Stählen, nichtrostenden Stählen, Gusseisen eingesetzt. Weiterhin kann das erfindungsgemäße Verfahren auch zur Beurteilung der lokalen Korrosionsbeständigkeit jedes anderen Materials, insbesondere auch Aluminium oder Aluminiumlegierungen eingesetzt werden.
  • Das Verfahren zum Entfernen des korrodierten Materials ist dabei abhängig vom eingesetzten zu prüfenden Werkstoff und gegebenenfalls dem korrosiven Medium, dem der Prüfkörper ausgesetzt wurde.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Eine Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
  • Die einzige Figur zeigt ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • In der einzigen Figur ist ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt.
  • In einem ersten Schritt 1 wird ein Prüfkörper aus dem zu prüfenden Material bereitgestellt. Als Prüfkörper wird üblicherweise ein Quader aus dem zu prüfenden Werkstoff verwendet. Neben der quaderförmigen Gestalt kann der Prüfkörper jedoch auch jede beliebige andere Form annehmen. Alternativ zu einem Prüfkörper aus nur einem Material ist es auch möglich, z. B. Prüfkörper einzusetzen, die aus verschiedenen Materialien gefertigt sind. So können z. B. mehrere Quader oder würfelförmige Körper mit jeweils gleichen Abmessungen miteinander verbunden werden, so dass eine Oberfläche erzeugt wird, die aus unterschiedlichen Werkstoffen besteht. Im allgemeinen werden jedoch Prüfkörper aus nur einem Material eingesetzt. Eine weitere Eigenschaft des Prüfkörpers, die eingestellt wird, ist z. B. auch die Oberflächengüte. Auf diese Weise kann z. B. festgestellt werden, ob ein Werkstück oder ein Bauteil aus einem bearbeiteten Material stärker für Korrosion anfällig ist als aus einem nicht an der Oberfläche bearbeiteten Werkstoff. Die Werkstoffbehandlung der Oberfläche umfasst z. B. Schleifen, Fräsen oder jede beliebige andere spanende oder nicht-spanende Bearbeitung.
  • In einem optionalen zweiten Schritt 2 erfolgt eine erste Erfassung der zu prüfenden Oberfläche. Die Erfassung der Oberfläche erfolgt z. B. durch Aufnahme eines Bildes der Oberfläche. Um eine automatische Bildauswertung zu ermöglichen, wird das Bild der Oberfläche des Prüfkörpers vorzugsweise digitalisiert. Alternativ ist es auch möglich ein digitales Bild der Oberfläche aufzunehmen. Um die Korrosionsbeständigkeit hinreichend präzise beurteilen zu können, ist es bevorzugt, ein vergrößertes Bild der Oberfläche aufzunehmen. Hierzu erfolgt die Aufnahme z. B. mit Hilfe eines Mikroskops. Alternativ ist es auch möglich, die Oberfläche z. B. mit einem hochauflösenden Scanner oder einer hochauflösenden Kamera zu erfassen.
  • Wenn zur Erfassung der Oberfläche ein Mikroskop eingesetzt wird, so kann dies z. B. ein Lichtmikroskop, ein Konfokalmikroskop oder ein Elektronenmikroskop sein. Die Art des eingesetzten Mikroskops ist z. B. abhängig von der gewünschten Vergrößerung der Oberfläche und der Möglichkeit zur Sichtbarmachung einer eindeutigen Abgrenzung von Defekt zur Umgebung.
  • Die Erfassung der Oberfläche des Prüfkörpers in Schritt 2 erfolgt nur dann, wenn eine vergleichende Messung durchgeführt werden soll. Durch die vergleichende Messung lassen sich z. B. Unebenheiten oder Vertiefungen, die z. B. durch ein Bearbeitungsverfahren erzeugt wurden, eliminieren.
  • Nach der gegebenenfalls erfolgten Aufnahme der Oberfläche wird der Prüfkörper in einem dritten Schritt 3 einer korrosiven Umgebung ausgesetzt. In Abhängigkeit vom Einsatzbe reich des Bauteils oder der Maschine, die aus dem zu prüfenden Werkstoff gefertigt wird, ist die korrosive Umgebung z. B. eine Atmosphäre, die mit gasförmigen Medien oder bei Übersättigung auch als Nebel vorliegenden Medien angereichert ist. Die Atmosphäre ist dabei üblicherweise Luft. Medien, mit denen die Atmosphäre angereichert sein kann, sind z. B. Salznebel, Wasser, Kohlenwasserstoffe, wässrige Lösungen und Mischungen daraus. Alternativ ist es auch möglich, dass der Prüfkörper z. B. einer beliebigen gasförmigen oder flüssigen Substanz ausgesetzt wird. Wenn der Prüfkörper einer gasförmigen Substanz ausgesetzt wird, so wird der Prüfkörper üblicherweise in eine gegen die Umgebung abgedichtete Prüfkammer positioniert und die Prüfkammer wird anschließend mit der gasförmigen Substanz geflutet. Bei einer flüssigen Substanz wird der Prüfkörper im allgemeinen in die Substanz eingetaucht. Gasförmige Substanzen, auf deren Korrosionsbeständigkeit der Prüfkörper aus dem zu prüfenden Werkstoff geprüft werden kann, kann jedes beliebige Gas sein. Üblicherweise eingesetzte Gase sind z. B. Chlor, Wasserstoff, inerte Gase, HCl, NH3, CO2, Abgase, beispielsweise von Verbrennungskraftmaschinen, Wasserdampf, NOx, organische gasförmige Stoffe und Mischungen daraus. Als Flüssigkeiten, denen der Prüfkörper ausgesetzt wird, eignen sich z. B. Wasser, wässrige Lösungen von Salzen, beispielsweise von löslichen Chloriden, Fluoriden, Carbonaten, Hydroxiden, Sulfaten und Peroxiden wie Natriumchlorid, Calciumchlorid, Magnesiumchlorid, Natriumsulfat oder Wasserstoffperoxid, Säuren, z. B. Salzsäure, Schwefelsäure, Phosphorsäure, Essigsäure, Ameisensäure, salpetrige Säure, Basen, z. B. wässrige Alkalihydroxidlösungen, oder Lösungsmittel, insbesondere organische Lösungsmittel, beispielsweise Alkohole, beispielsweise Ethanol, Methanol, Glykole, Kraftstoffe, Biokraftstoffe, Mischungen von Ethanol und Ottokraftstoff, organische Säuren und Mischungen daraus.
  • Nach einer vorgegebenen Zeit wird der Prüfkörper aus der korrosiven Umgebung entnommen. Übliche Zeitspannen, denen der Prüfkörper der korrosiven Umgebung ausgesetzt wird, liegen in Abhängigkeit vom korrosiven Medium und dem Material des Prüfkörpers im Bereich von 0,5 bis 800 Stunden. So liegt die Zeitspanne, der ein Prüfkörper aus einem nichtrostenden Stahl einem Biokraftstoff ausgesetzt wird zum Beispiel im Bereich von 100 bis 800 Stunden.
  • Nach dem Entnehmen des Prüfkörpers aus der korrosiven Umgebung wird das korrodierte Material von dem Prüfkörper entfernt. Wenn der Prüfkörper aus einem eisenhaltigen Metall gefertigt ist, handelt es sich bei dem korrodierten Material im allgemeinen um Eisenoxide. Die Entfernung des korrodierten Materials ist abhängig vom eingesetzten zu prüfenden Werkstoff und der Zusammensetzung der korrosiven Umgebung, insbesondere dem eingesetzten Medium. Geeignete Verfahren zum Entfernen des korrodierten Materials sind z. B. Beizen (Lösen) und/oder Polieren. Im allgemeinen erfolgt das Entfernen des korrodier ten Materials durch Spülen, zum Beispiel mit 16%-ige Salzsäure mit 1,75 Vol.-% Urotropin als Inhibitor oder einem Beizmittel wie Zitronensäure oder einem Entroster-Mittel. Hierdurch wird gleichzeitig die Oberfläche des Prüfkörpers inhibiert, so dass keine weitere Änderung an der Oberfläche hervorgerufen wird. Durch die Entfernung des korrodierten Materials vom Prüfkörper bleibt an den Stellen, an denen der Prüfkörper korrodiert ist, jeweils eine Vertiefung zurück. Nach dem Entfernen des korrodierten Materials in Schritt 4 werden in einem fünften Schritt 5 die durch die Entfernung des korrodierten Materials im Prüfkörper entstandenen Vertiefungen erfasst. Das Erfassen der Vertiefungen erfolgt im allgemeinen durch Aufnahme eines Bildes der Oberfläche. Die Aufnahme erfolgt dabei üblicherweise nach dem gleichen Prinzip wie in Schritt 2. Um auch kleinste Veränderungen der Oberfläche erkennen zu können, ist es bevorzugt, eine vergrößerte Aufnahme der Oberfläche zu erstellen. Hierzu wird das Bild mit einem Lichtmikroskop, einem Konfokalmikroskop oder einem Elektronenmikroskop aufgenommen. Alternativ ist es auch möglich, die Aufnahme mit einem hochauflösenden Scanner oder einer hochauflösenden Kamera zu erstellen.
  • Nach dem Entfernen des korrodierten Materials kann die Oberfläche des Prüfkörpers poliert werden, um einen besseren Kontrast von Vertiefung zur Umgebung zu erhalten. Der Abtrag durch das Polieren ist im allgemeinen sehr gering und beträgt vorzugsweise weniger als 5 μm. Dieser Abtrag ist bei einer Tiefenmessung und gegebenenfalls auch bei einer Größenbetrachtung der Vertiefungen zu berücksichtigen.
  • Die durch das Entfernen des korrodierten Materials im Prüfkörper entstandenen Vertiefungen werden z. B. dadurch erkannt, dass die Oberfläche des Prüfkörpers, die erfasst wird, angestrahlt wird. Das Anstrahlen kann z. B. mit Licht oder einem Elektronenstrahl erfolgen. An der zu prüfenden Oberfläche entsteht ein Helligkeitskontrast zwischen Vertiefungen und nicht angegriffener Oberfläche. Durch diesen Helligkeitskontrast ist es möglich, mit üblichen Mitteln der Bildverarbeitung die Vertiefungen als Objekt zu erfassen und z. B. bezüglich deren Anzahl, Größe und Form zu quantifizieren. Die entsprechende Vergrößerung durch Mikroskope, hochauflösende Kameras oder Scanner ermöglicht auch die Erfassung sehr kleiner Vertiefungen.
  • Wenn Schritt 2 durchgeführt wurde und somit eine Aufnahme der Oberfläche des Prüfkörpers getätigt wurde, bevor dieser der korrosiven Umgebung ausgesetzt wurde, ist es möglich, Oberflächeneffekte, beispielsweise Defekte oder grobe Rauheiten, zu eliminieren. Hierzu wird eine Bildsubtraktion der Bilder der Oberfläche durchgeführt, die einmal vor dem Aussetzen der korrosiven Umgebung und nach dem Aussetzen der korrosiven Umgebung und Entfernung des korrodierten Materials aufgenommen wurden. Hierdurch können Fehlinterpretationen, die sich z. B. durch größere Vertiefungen, die sich aus unsauberer Bearbeitung der Oberfläche ergeben, eliminiert werden.
  • Neben der Größe, Anzahl und Form der Vertiefungen kann auch deren Tiefe erfasst werden. Die Erfassung der Tiefe erfolgt z. B. durch ein schrittweises Absenken der Fokusebene bis zum Grund der Vertiefung. Der Grund der Vertiefung ist dann erreicht, wenn kein scharfer Bereich mehr auf dem Bild zu erkennen ist. Solange die Vertiefung noch nicht erreicht wurde, sind auf jedem Bild scharfe Bereiche zu erkennen. Die Tiefe der Vertiefung ergibt sich durch die Anzahl der Schritte und den gewählten Abstand der Fokussierebene.
  • Durch die Bestimmung der Tiefe der Vertiefungen können zusätzliche Informationen zum Korrosionsverhalten gewonnen werden.
  • Die Auswertung des gewonnenen Bildes der Oberfläche erfolgt im allgemeinen in Bezug auf die Anzahl, Größe, Größenverteilung, Form, Tiefe, Fläche, Gesamtfläche und das Aspektverhältnis der Vertiefungen. Unter dem Aspektverhältnis ist in diesem Zusammenhang die Fläche bzw. der Durchmesser der Vertiefung zu deren Tiefe zu verstehen.
  • Weiterhin kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Auswertung durch Vergleich mit den topographisch/morphologischen Begebenheiten bzw. der chemischen Zusammensetzung am Ort des Auftretens des Korrosionsangriffs erfolgen. Hierzu müssen die Prüfkörper jedoch mit entsprechenden Messverfahren vor der Prüfung vorgemessen werden. Geeignete Messverfahren hierzu sind insbesondere Aufnahmen mit einem Lichtmikroskop, einem Rasterelektronenmikroskop mit EDX-Detektor oder einen Konfokalmikroskop.
  • In diesem Zusammenhang ist unter Korrosionsangriff der Bereich zu verstehen, an dem der Werkstoff des Prüfkörpers korrodiert.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - US 2005/0213430 A [0003]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • - DIN EN ISO 4628-3 [0002]
    • - DIN EN ISO 4628-3 [0002]

Claims (10)

  1. Verfahren zur Beurteilung der Korrosionsbeständigkeit von Werkstoffen, folgende Schritte umfassend: (a) Aussetzen eines Prüfkörpers aus einem zu prüfenden Werkstoff einer korrosiven Umgebung, (b) Entfernen von korrodiertem Material von dem Prüfkörper, (c) Erfassen der durch die Entfernung des korrodierten Materials im Prüfkörper entstandenen Vertiefungen beziehungsweise angegriffenen Flächen.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe und die Anzahl der Vertiefungen erfasst wird.
  3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erfassung der Vertiefungen ein Bild der Oberfläche des Prüfkörpers aufgenommen wird.
  4. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bild der Oberfläche des Prüfkörpers aufgenommen wird, bevor der Prüfkörper einer korrosiven Umgebung ausgesetzt wird und ein Vergleich der Oberflächen vor und nach dem Aussetzen der korrosiven Umgebung und dem Entfernen des korrodierten Materials durchgeführt wird.
  5. Verfahren gemäß Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme des Bildes der Oberfläche des Prüfkörpers mit einem Mikroskop erfolgt.
  6. Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Mikroskop ein Lichtmikroskop, ein Konfokalmikroskop oder ein Rasterelektronenmikroskop ist.
  7. Verfahren gemäß Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Aufnahme des Bildes der Oberfläche ein hochauflösender Scanner oder eine hochauflösende Kamera eingesetzt wird.
  8. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefe der durch das Entfernen des korrodierten Materials entstandenen Vertiefungen erfasst wird.
  9. Verfahren gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefe der durch das Entfernen des korrodierten Materials entstandenen Vertiefungen erfasst wird, indem die Aufnahme in verschiedenen Tiefen von der Oberfläche des Prüfkörpers fokussiert wird.
  10. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Entfernen des korrodierten Materials durch ein Beizmittel erfolgt.
DE200810010973 2008-02-25 2008-02-25 Verfahren zur Beurteilung der Korrosionsbeständigkeit von Werkstoffen Withdrawn DE102008010973A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200810010973 DE102008010973A1 (de) 2008-02-25 2008-02-25 Verfahren zur Beurteilung der Korrosionsbeständigkeit von Werkstoffen

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200810010973 DE102008010973A1 (de) 2008-02-25 2008-02-25 Verfahren zur Beurteilung der Korrosionsbeständigkeit von Werkstoffen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102008010973A1 true DE102008010973A1 (de) 2009-08-27

Family

ID=40896721

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE200810010973 Withdrawn DE102008010973A1 (de) 2008-02-25 2008-02-25 Verfahren zur Beurteilung der Korrosionsbeständigkeit von Werkstoffen

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102008010973A1 (de)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102830057A (zh) * 2012-09-10 2012-12-19 西南石油大学 一种固井水泥石腐蚀评价方法
CN103852415A (zh) * 2014-03-18 2014-06-11 太原理工大学 用表面分形维数评价渗铬p110油套管钢耐蚀性的方法
CN111028229A (zh) * 2019-12-19 2020-04-17 中国特种飞行器研究所 一种基于图像处理技术的金属或涂层腐蚀检测方法
CN112268908A (zh) * 2020-10-16 2021-01-26 北京北冶功能材料有限公司 一种铁镍合金带材锈蚀程度的评价方法
DE102022207926A1 (de) 2022-08-01 2024-02-01 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein Paste zur Überprüfung der Korrosionsbeständigkeit von Werkstoffen, Verfahren zu ihrer Herstellung sowie Verfahren zur korrosiven Schädigung eines korrodierbaren Bauteils

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050213430A1 (en) 2004-03-03 2005-09-29 Vladimir Jovancicevic High resolution statistical analysis of localized corrosion by direct measurement

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050213430A1 (en) 2004-03-03 2005-09-29 Vladimir Jovancicevic High resolution statistical analysis of localized corrosion by direct measurement

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DIN EN ISO 4628-3

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102830057A (zh) * 2012-09-10 2012-12-19 西南石油大学 一种固井水泥石腐蚀评价方法
CN103852415A (zh) * 2014-03-18 2014-06-11 太原理工大学 用表面分形维数评价渗铬p110油套管钢耐蚀性的方法
CN103852415B (zh) * 2014-03-18 2016-04-13 太原理工大学 用表面分形维数评价渗铬p110油套管钢耐蚀性的方法
CN111028229A (zh) * 2019-12-19 2020-04-17 中国特种飞行器研究所 一种基于图像处理技术的金属或涂层腐蚀检测方法
CN112268908A (zh) * 2020-10-16 2021-01-26 北京北冶功能材料有限公司 一种铁镍合金带材锈蚀程度的评价方法
CN112268908B (zh) * 2020-10-16 2024-05-07 北京北冶功能材料有限公司 一种铁镍合金带材锈蚀程度的评价方法
DE102022207926A1 (de) 2022-08-01 2024-02-01 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein Paste zur Überprüfung der Korrosionsbeständigkeit von Werkstoffen, Verfahren zu ihrer Herstellung sowie Verfahren zur korrosiven Schädigung eines korrodierbaren Bauteils
WO2024028288A1 (de) 2022-08-01 2024-02-08 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Paste zur überprüfung der korrosionsbeständigkeit von werkstoffen, verfahren zu ihrer herstellung sowie verfahren zur korrosiven schädigung eines korrodierbaren bauteils

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102014206309B4 (de) System und Verfahren zum Erhalten von Bildern mit Versatz zur Verwendung für verbesserte Kantenauflösung
DE102013202636B4 (de) Verfahren zum erhöhen des nutzens von durch ein chromatisches entfernungssensor-system ermittelten werkstückhöhenmessungen
DE3505331C2 (de) Verfahren und Gerät zur Vermessung des bei der Eindringhärteprüfung in einer Probe hinterlassenen Eindrucks
DE102008010973A1 (de) Verfahren zur Beurteilung der Korrosionsbeständigkeit von Werkstoffen
EP3404403B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur prüfung der qualität von beschichteten oberflächen
DE102016107900A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Kantenermittlung eines Messobjekts in der optischen Messtechnik
EP1344051B1 (de) Ultraschallprüfkopf, insbesondere für die prüfung per hand
DE102017129612A1 (de) Verfahren für ein zerstörungsfreies Prüfen eines Schneideinsatzes zum Bestimmen einer Beschichtungsdicke
CN111896567A (zh) 一种工业ct最小可识别缺陷能力评价方法
DE102014202176A1 (de) Verfahren zum Identifizieren einer Randkontur einer an einem Bearbeitungskopf gebildeten Öffnung und Bearbeitungsmaschine
Szala Application of computer image analysis software for determining incubation period of cavitation erosion–preliminary results
EP2092486A1 (de) Verfahren zur bildmarken-unterstützten bildauswertung
DE102017102338A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Auffinden oder Untersuchen von Oberflächendefekten in einer mehrschichtigen Oberfläche
Feng et al. A microscopy approach for in situ inspection of micro-coordinate measurement machine styli for contamination
Van den Berg et al. A comparison of light microscopy techniques with scanning electron microscopy for imaging the surface cleaning of paintings
DE102020127071B3 (de) Verfahren und Mikroskop mit einer Einrichtung zum Erfassen von Verlagerungen einer Probe gegenüber einem Objektiv
DE102016012371A1 (de) Verfahren und Anlage zum Ermitteln der Defektfläche mindestens einer Fehlstelle auf mindestens einer Funktionsoberfläche eines Bauteils oder Prüfkörpers
DE102004044626B4 (de) Verfahren zur Untersuchung von Transportprozessen
DE102017003175A1 (de) Verfahren zur Bewertung von Korrosionsschäden
DE102012010190B4 (de) Verfahren, Vorrichtung und Endoskop sowieAufsatz
Shen et al. Identification of an unusual pale green material on the surface of an ancient Chinese bronze vessel and application of laser cleaning to its removal
Ricker et al. Bearing Steel Quality Assurance with Next Generation SEM-EDS
DE102010060851A1 (de) Verfahren zur Analyse der Mikrostruktur von Werkstückoberflächen
DE102009026883A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur ortsaufgelösten Aufklärung von Korrosionsmechanismen an Werkstücken
DE102016218433A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung eines Referenzbildes eines Mikroskops

Legal Events

Date Code Title Description
OR8 Request for search as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
R005 Application deemed withdrawn due to failure to request examination
R005 Application deemed withdrawn due to failure to request examination

Effective date: 20150226