Ermüdung und Korrosion nach mechanischer ... - tuprints

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Durch kathodische Polarisation kann die Oberfläche vor korrosivem Angriff (Song et
al. [1997], Berger et al. [2003]) und Spannungsrisskorrosion (Winzer et al. [2005])
geschützt werden. Zu Beginn der anodischen Polarisation entstehen auf der Magnesiumoberfläche
verteilt wenige Millimeter große, runde Pits (Song et al. [1997]). Es
werden keine tiefen Korrosionslöcher gebildet. Durch die kathodische Reaktion entstehen
nicht nur Wasserstoff, sondern auch Hydroxyl-Ionen, die den lokalen pH-Wert
auf über 11 anheben und den Magnesiumhydroxid-Film lokal stabilisieren können. Es
findet laterales Wachstum der Korrosionslöcher ohne nennenswerten Fortschritt in
die Tiefe statt (Song und Atrens [2003, 2004]), bis sich ein geschlossener schwarzer
Deckfilm ergibt (Song et al. [1997], Öteyaka et al. [2004]). Auf den wachsenden Pits
läuft die Wasserstoffbildungsreaktion ab, in den übrigen Bereichen ist keine Gasentwicklung
zu erkennen. Ist der Deckfilm geschlossen, beginnt die anodische Auflösung
und die Steigung des anodischen Astes sinkt deutlich, d.h. die anodische Aktivität
nimmt ab.
Die Messung von Polarisationskurven von Gussbarren und Druckgussproben aus
AZ91 in 3,5%iger NaCl-Lösung zeigt eine höhere kathodische und eine niedrigere
anodische Stromdichte bei Druckgussproben (Ambat et al. [2000b]). Der höhere An-
teil an β−Phase in der Gusshaut führt zu einer Verschiebung der kathodischen Tafel-
geraden zu höheren Stromdichten und damit auch zu einem höheren Ruhepotential
gegenüber der Polarisationskurve von Gussbarren.
Um den Einfluss des Korrosionsverhaltens auf das Ermüdungsverhalten zu charakterisieren,
gibt es die beiden Möglichkeiten, in einem Tauchversuch die Oberfläche
vollständig mit dem Elektrolyt zu benetzen oder im Salzsprühtest die Oberfläche nur
sehr lokal begrenzt mit dem Elektrolyt in Kontakt zu bringen. Darüber hinaus wird
zwischen einer Vorkorrosion (Tauchversuch oder Salzsprühnebel) ohne mechanische
Belastung und einer Ermüdung im korrosiven Medium (ebenfalls im Tauchversuch
oder Salzsprühnebel) unterschieden.
Salzsprühtests mit NaCl-Lösung an AZ91 hp ergeben Korrosionsraten zwischen 200
und 500 µm/a (Klassen et al. [2004], Öteyaka et al. [2004]). Bei Verwendung von
AZ91 in einer nicht dem „high purity“-Standard entsprechenden Qualität treten im
Salzsprühtest um zwei Größenordnungen höhere Korrosionsraten auf (Öteyaka et al.
[2004]). Die Korrosionsraten von AZ91 hp in Tauchversuchen mit NaCl-Lösung liegen
bei bis zu 1000 µm/a. Der gegenüber Vorkorrosion durch Tauchversuche geringe
Einfluss von Vorkorrosion im Salzsprühnebel zeigt sich auch bei gleichzeitiger