interkristallin

Metalle sind nicht durchgehend massiv. Sie bestehen aus Kristallen oder Körnern, die wie unregelmäßige Steine in einer Mauer zusammengepackt sind. Die Grenzen, an denen diese Körner aufeinandertreffen, heißen Korngrenzen. Interkristallin beschreibt alles, was an diesen Grenzen vorkommt: Risse, Korrosion, Versprödung oder andere Schäden, die dem Kornaufbau folgen, statt ihn zu durchschneiden.

Im Gegensatz dazu durchschneidet transgranularer Bruch die Körner selbst, ohne Rücksicht auf ihre Ränder. Interkristalliner Bruch ist oft schwächer und schneller, weil Korngrenzen bereits Schwachstellen darstellen. Atome sind dort weniger dicht gepackt, und Verunreinigungen sammeln sich während der Erstarrung oder Wärmebehandlung an diesen Grenzflächen an. Eine Spannung, die anderswo das Metall nur verformen würde, kann an einer Korngrenze einen Riss auslösen und ihn schnell ausbreiten.

Interkristalline Korrosion ist besonders gefährlich bei Edelstählen. Wenn diese Legierungen auf bestimmte Temperaturen erhitzt werden, bilden sich Chromkarbide an den Korngrenzen und erschöpfen das Chrom im umgebenden Metall. Die verarmte Zone korrodiert leicht in chlorid- oder säurehaltigen Umgebungen und erzeugt ein Netzwerk von korrodierten Pfaden zwischen den Körnern. Dieser Schadensfall hat zu Ausfällen bei geschweißten Behältern, Befestigungselementen und Rohrleitungen im Betrieb geführt.

Interkristalliner Spannungsrisskorrosion (ICSCC) tritt auf, wenn ein Metall gleichzeitig bleibende Zugspannung und eine korrosive Umgebung erfährt. Austenitische Edelstähle in heißen Chloridlösungen oder Kohlenstoffstähle in ätzenden alkalischen Lösungen sind anfällig. Der Riss folgt den Korngrenzen, was die Erkennung durch Sichtprüfung schwieriger macht als ein einzelner transgranularer Bruch.

Die Vermeidung beruht auf metallurgischer Kontrolle: richtige Wärmebehandlung zur Vermeidung von Sensibilisierung, Verwendung von stabilisierten oder kohlenstoffarmen Edelstahlsorten, Auswahl von Legierungen, die gegen die zu erwartende Umgebung beständig sind, sowie Spannungsarmglühen oder Kugelstrahlen zur Verringerung von Eigenspannungen. Schweißnachbehandlung (PWHT) bei bestimmten Temperaturen kann die Chromverteilung wiederherstellen und das Zeitfenster der Anfälligkeit schließen.