Edelstahl. Dr. rer. nat. Sigurd Lohmeyer

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1 Edelstahl Dr. Sven Ekerot Dr.-Ing. Werner Küppers Prof. Dr. rer. nat. Bruno Predel Dr.-Ing. Karl Schmitz Dr. rer. nat. Franz Schreiber Dr.-Ing. Dietmar Schulz Dr.-Ing. Rolf Zeller Kontakt & Studium Band 70 Herausgeber: Prof. Dr.-Ing. Wilfried J. Bartz Technische Akademie Esslingen Fort- und Weiterbildungszentrum Ing. (grad.) Elmar Wippler expert verlag 7031 Grafenau 1 /Württ.

2 Inhaltsverzeichnis Geleitwort: Prof. Dr. Heinz Spähn Herausgeber-Vorwort: Prof. Dr.-Ing. Wilfried J. Bartz Autoren-Vorwort: 1 Das System Eisen-Kohlenstoff Zustandsdiagramm und Festkörperreaktionen 15 Prof. Dr. rer. nat. Bruno Predel 1.1 Phasengleichgewichte Diffusionsgesteuerte Umwandlungen des Austenits Das Zeit-Temperatur-Umwandlungs-Diagramm (ZTU-Diagramm) Martensitbildung Einige Bemerkungen zu den Stählen 22 2 Systeme nichtrostender Stähle Zustandsdiagramme, Legierungselemente, Gruppierungen Eisen-Kohlenstoff-Phasen Eisen-Nickel-Kohlenstoff-Phasen Eisen-Chrom-Kohlenstoff-Phasen Die a-phase Eisen-Chrom-Nickel-Kohlenstoff-Phasen Einteilung der nichtrostenden Stähle Weitere Legierungselemente Eigenschaften und Eigenschaftsänderungen der vier Gruppen nichtrostender Stähle 35

3 3 Potentialänderungen bei Korrosionsvorgängen Prof. Dr. rer. nat. Bruno Predel 3.1 Grundlagen des Mechanismus der elektrochemischen Korrosion Sauerstoff korrosion Wasserstoff korrosion Korrosionselemente 3.2 Strom und Reaktionsgeschwindigkeit 3.3 Elektrodenpotential, Überspannung und Polarisation 3.4 Meßtechnische Ermittlung von Stromspannungskurven 3.5 Stromspannungskurven Wasserstoffelektrode Anodische Metallauflösung Stromspannungskurve bei der Säurekorrosion 3.6 Schlußbemerkung 4 Praktisches Messen von Potentialen und Spannungsrißkorrosionen an Chrom-Nickel-Stählen 4.1 Stromdichte-Potential-Messungen Potentiale Stromdichte-Potential-Kurven von Chrom-Nickel-Stählen Außenschaltungsfreie Potentialeinstellungen Anwendungsbeispiel 4.2 x;mechanisch-chemische Prüfung der Spannungsrißkorrosions- / festigkeit 5 Korrosion nichtrostender Stähle 5.1 Die Wirkungen der Legierungsbestandteile 5.2 Korrosionsvorgänge Chromverarmungstheorie Lochfraß Spannungsrißkorrosion (SRK) Interkristalline Korrosion (IK) Interkristalline Schwingungskorrosion Spaltkorrosion Verformungsbedingte Korrosion Evans- oder Belüftungselement 5.3 Verbindungsverfahren

4 5.3.1 Hartlöten Schweißen Schweiß-Verfahren Schweißzusatzwerkstoffe Nachbehandlung der Schweißnaht Test-Lösungen 94 6 Die neuen ferritischen Stähle 95 Dr. Sven Ekerot 6.1 Übersicht über die wichtigsten Edelstahle Entwicklung der ferritischen Stähle Cr-2Mo-Stahl Chemische Zusammensetzung Mechanische Eigenschaften Korrosionseigenschaften Allgemeine Korrosion Lochfraßkorrosion Spaltkorrosion Spannungsrißkorrosion Interkristalline Korrosion Verarbeitungseigenschaften Kaltstauchen Zerspanbarkeit Umformbarkeit Schweißen Anwendungen Hochlegierte Stähle in Form von Blechen und Bändern und die weitere Entwicklung in diesem Bereich 107 Dr.-Ing. Dietmar Schulz 7.1 Definition der besprochenen Stahlgüten und-formen Marktanpassung Qualitätsbesserung in den letzten Jahren Besondere Anforderungen bei speziellen Einsatzzwecken Technologische Werte sind reproduzierbar Alles eine Frage der Kosten Liefersorten hochlegierter Stähle Martensitische Stähle Ferritische Stähle Superferrite Stabilisierte ferritische Stähle 115

5 7.12 Ferritisch-austenitische Stähle 7.13 Austenitische Stähle 7.14 Sonderwerkstoffe für den chemischen Apparatebau 7.15 Hitzebeständige und hochwarmfeste Stähle 7.16 Zukünftige Entwicklung der Stahlgüten ist auch abhängig vom Bedarf 8 Über das Fügen von nichtrostenden Stählen Dr.-Ing. Werner Küppers 8.1 Grundlagen des Schweißverhaltens 8.2 Das Wolfram-Inertgasschweißen (WIG) 8.3 Das Metall-Inertgasschweißen (MIG) Der Kurzlichtbogen Der Sprühlichtbogen 8.4 Das Plasmaschweißen 8.5 Das Widerstandspunkt-Schweißen 8.6 Das Rollennaht-Schweißen 8.7 Das Bolzenschweißverfahren Umformtechniken für die Verarbeitung von Bandmaterial aus nichtrostenden Edelstahlen Dr.-Ing. Karl Schmitz 10 ' Martensitbildung beim Umformen von austenitischen nichtrostenden Stählen Dr.-Ing. Rolf Zeller 10.1 Probleme beim Umformen von austenitischen nichtrostenden Stählen Änderung der Werkstoffeigenschaften Tribologisches Verhalten 10.2 Umformmartensit in austenitischen nichtrostenden Stählen Quantitative Erfassung des Umformmartensits Martensitbildung bei einachsigen Spannungszuständen Martensitbildung bei mehrachsigen Spannungszuständen Niederhalterloses Tiefziehen Abstreckgleitziehen Auswirkung der Martensitbildung auf Werkstoff- und Werkstückeigenschaften 10.3 Werkzeugprobleme

6 11 Die Oberflächenbearbeitung von nichtrostenden Stählen 197 Dr.-Ing. Werner Küppers 11.1 Beschreibung der Oberfläche Ausführung und Oberflächenbeschaffenheit nichtrostender Bleche und Bänder Schutz der Oberfläche Reinigung von Blechen und Werkstücken aus nichtrostendem Stahl Wärmebehandlung und Oberfläche Längsstreifigkeit der ferritischen Stähle Oberflächenbehandlung von verformten Werkstücken Mechanische Oberflächenbehandlung Schleifen Bürsten und Polieren Kugelstrahlen Das Elektropolieren Sondermetalle und Edelstahle im chemischen Apparatebau 225 Dr. rer. nat. Franz Schreiber 12.1 Einleitung Werkstoffherstellung Was sind Sondermetalle? Vorkommen der Sondermetalle Aufschlug der Sondermetalle Herstellung der Sondermetalle Weiterverarbeitung der Sondermetalle Werkstoffeigenschaften Physikalische Eigenschaften Mechanische Eigenschaften Chemische Eigenschaften Verarbeitung Materialkosten Werkstoffanwendung Werkstoffauswahl Bauteile aus Sondermetallen Apparate in Massivausführung Apparate in Mischbauweise Apparate in plattierter Ausführung Gasreinigungsanlagen aus Edelstahl Zusammenfassung 247

7 Literaturhinweise Autorenverzeichnis Stichwortverzeichnis ^

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