ISOARC/ISOFIL Kataloge 2 - ISO Schweisstechnik AG

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Erläuterung der DIN-Norm Arbeits- und Hauptschweisspositionen Erläuterung der DIN EN 499 Norm: Seite: 6
Wissenswertes über nichtrostende Edelstähle Begriffbestimmung Nichtrostender Stahl ist ein in Normen festgelegter Begriff für eine technisch genau umrissene Gruppe von Stählen und steht für eine Vielfalt von Bezeichnungen wie „rostbeständig“, „rostsicher“, „rostfrei“, „korrosionsbeständig“ usw. Nichtrostende Stähle sind Eisenbasiswerkstoffe mit im allgemeinen mindestens 12% Chrom. Sie können darüber hinaus andere Legierungselemente enthalten und zwar hauptsächlich Nickel und Molybdän, die das Korrosionsverhalten verbessern. Die wichtigste Eigenschafte der nichtrostenden Stähle ist ihre besondere Beständigkeit gegenüber vielen aggressiven Medien. Chrom besitzt die Fähigkeit sich bei der Anwesenheit von Sauerstoff mit einer dünnen Oxidschicht zu überziehen. Das Metall wird dadurch gegenüber seiner Umgebung in einen passiven Zustand versetzt. Stahl mit mindestens 12% Chrom wird in ähnlicher Weise passiv wie das reine Chrom-Metall. Gefügeausbildung Austenit + Ferrit oder Vollaustenit Die Gefügeausbildung ist abhängig von: 1) der chemischen Analyse 2) der Abkühlungsgeschwindigkeit bei der Erzeugung des Stahls 3) dem Kaltverformungsgrad 4) der Wärmebehandlung Es wird unterschieden zwischen: A) Austenit (96-98%) + Delta-Ferrit (4-12%) und B) Voll-Austenit (100%) A) Austenit+Delta-Ferrit: Man spricht von austenitischem Gefüge mit gewissen Anteilen Ferrit, oder auch von labilem Austenit. Durch ein stabilisierendes Glühen bei 1050°C mit anschliessender rascher Abkühlung (Wasserabschreckung) wird der Ferritanteil vermindert, ohne dass dies nachteilig ist. Ein gewisser Anteil im Stahl und besonders im Schweissgut ist erwünscht (verhindert die Heissrissanfälligkeit). Ferrit erniedrigt die Korrosionsbeständigkeit (besonders über 15%). Die max. Betriebstemperatur für Stähle mit Ferrit soll 350°C nicht überschreiten. Einglühen im Bereich von 500-950°C soll vermieden werden (Korrosions- und Versprödungsgefahr). B) Austenit (100%): Man spricht von Vollaustenit oder stabilem Austenit. Er neigt zur Heissrissanfälligkeit und Wiederaufschmelzungsrissen. Er hat eine sehr gute Korrosionsbeständigkeit und mech. Eigenschaften besonders bei tiefen Temperaturen. Chemische Analyse für Austenitischen Chrom-Nickel-Stahl: C Kohlenstoff 0.03-0.12% Austenitbildner Cr Chrom 17.0-20.0% Ferritbildner Ni Nickel 8.0-12.0% Austenitbildner Nb Niob (8x% C) Stabilisation Ti Titan (5x% C) Stabilisation Si Silizium etwa 1% Desoxidation Mn Mangan etwa 2% Desoxidation Mo Molybdän 0-2.5% Ferritbildner Korrosionsarten Die Bezeichnung „nichtrostend“ oder „rostfrei“ bürgt nicht für eine absolute Beständigkeit. Je nach Zusammensetzung und Beanspruchung können auch die nichtrostenden Stähle angegriffen werden. Folgende Arten von Korrosionsangriffen können vorkommen: A) Allgemeine Korrosion: Man spricht von allgemeiner Korrosion, wenn die ganze Stahloberfläche gleichmässig angegriffen wird. Sie ist abhängig vom umgebenden Medium. B) Interkristalline Korrosion oder Kornzerfall: Ein Angriff, der den Korngrenzen folgt. Dies kann entstehen, wenn ein austenitischer Stahl zu lange im kritischen Temperaturbereich von ca. 550°C -850°C gehalten wird. Seite: 12 Dabei werden Chromkarbide an den Korngrenzen ausgeschieden, die mit sauren Medien zum Kornzerfall führen. Einfluss des Kohlenstoffgehaltes auf die Interkristalline Korrosion: C-Gehalt Stabilisiert Anfällig gegen I.K. max. 0.03% nicht nötig nicht möglich 0.03-0.07 nicht stabilisiert möglich 0.03-0.07 stabilisiert (Ti.Nb) nicht möglich 0.07-0.12 nicht stabilisiert anfällig 0.07-0.12 stabilisiert (Ti.Nb) anfällig Merke: Bei niedrigerem Kohlenstoffgehalt ist die Anfälligkeit des Materials für interkristalline Korrosion geringer! Die Zeit-/Temperaturkurven dieses Diagramms beziehen sich auf ein und denselben austenitischen Chrom-Nickel-Stahl ohne Molybdän. Der Kohlenstoffgehalt wurde jedoch variiert. Bei niedrigeren Kohlenstoffgehalten dauert es, wie man sieht, länger ehe interkristalline Korrosion entsteht. Beim Versuch wurden die Proben 216 Std in einer Lösung aus 10% Kupfersulfat (CuSo 4 ) in 10% Schwefelsäure (H 2 So 4 ) gekocht. C) Lochfrass: Oertliche Angriffe mit geringer Flächenausbreitung aber oft beträchtlicher Tiefe. Lochfrass wird hauptsächlich in Gegenwart von Halogenverbindungen, vorab Chloriden, hervorgerufen, die ein Durchbrechen der passiven Oberflächenschicht verursachen. Durch Erhöhen der Cr- und Mo-Gehalte kann die Lochfrasskorrosion vermindert werden. D) Spannungsrisskorrosion: Transkristalline Rissbildung als Folge des Zusammenwirkens von Zugspannungen und meist chlorhaltigen Verbindungen. E) Spaltkorrosion: Unter Spaltkorrosion versteht man örtliche Angriffe, die sich in engen Spalten bei verminderter Sauerstoffzufuhr ergeben. F) Galvanische Korrosion: Wenn ein Stahl in einem Elektrolyt mit einem edleren Metall in Kontakt kommt bezeichnet man den dadurch verursachten Angriff als galvanische Korrosion. Das unedlere Metall wird verstärkt angegriffen. Sigma-Phasenausscheidung bei 600-900°C: Sigma-Phasenausscheidung tritt bei austenitischen Cr-Ni-Stählen und beim Schweissgut auf, wenn sie längerer Zeit Temperaturen zwischen 600°- 900°C ausgesetzt sind. Die Sigma-Phase scheidet sich wesentlich früher aus wenn Ferrit vorhanden ist. Dagegen scheidet sich die Sigma-Phase bei Vollaustenit erst nach längerer Zeit aus. Sigma-Phase vermindert Korrosionsbeständigkeit. Sie verschlechtert die Kerbzähigkeit besonders bei tiefen Temperaturen. Abhilfe: Durch Lösungsglühen (1050°C/Wasser) wird die Sigma-Phase wieder in Delta-Ferrit bzw. Austenit aufgelöst, wodurch der schädliche Einfluss beseitigt wird. Spezial
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