Alternative Edelstahlgüten zu den klassischen nichtrostenden Austeniten

Transkript

1 Alternative Edelstahlgüten zu den klassischen nichtrostenden Austeniten Ergebnisse des IGF-Vorhabens Nr N der AiF Andreas Burkert Jens Lehmann Annette Burkert BAM, Berlin Praktikertagung im Metallhandwerk, 23. Februar 2012, Kaiserslautern

2 Legierungszuschläge für Halbzeuge /Tonne Preisentwicklung Quelle:

3 Forschungsprojekt - Werkstoffe - Werkstoff Kurzbezeichnung Wirksumme W* Bemerkungen X5CrNi (17 20) Austenit, KWK II, Referenz X2CrNiMo (23 27) Austenit, KWK III, Referenz X2CrNi12 11 (11 13) Ferrit, KWK I X2CrMnNiN (25 29) Lean Duplex, Patent, Mangan X2CrNiN (25 30) Lean Duplex, Patent X2CrNiN (23 29) Duplex, KWK III X2CrTiNb18 18 (18 19) Ferrit X2CrMoTi (23 28) Ferrit, Molybdän X8CrMnNi (17 20) Austenit, Mangan *) W = % Cr + 3,3 % Mo + x % N (Mo 1,0 % ; Austenit/Ferrit: x=0 ; Duplex : x=16)

4 Forschungsprojekt - Werkstoffe -

5 Forschungsprojekt - Oberflächen - Oberflächenzustand W TS GP EP S kaltgewalzt, gebeizt + passiviert Trockenschliff Glasperlen gestrahlt Elektropoliert Verbindungsschweißen, gebeizt + passiviert Probenanzahl: ca Proben

6 Forschungsprojekt - Untersuchungen - Auslagerungsversuche in künstlichen Klimaten Salzsprühkammer + Klimakammer (Cl - Aufkonzentration) Kesternichtest (Cl - + SO 2 ) Erde Reiniger-Lösungen Freibewitterungsversuche (natürliche Klimate) Stadtklima Meeresklima Schwimmhalle Lebensmittelindustrie Spannungsrisskorrosionsversuche (MgCl 2 -Tropfentest) Elektrochemische Untersuchungen Stromdichte-Potential-Kurven Spaltkorrosionsversuche

7 Natürliche Klimate -Probenformen- Oberflächenzustand TS, GP, EP Oberflächenzustand W Oberflächenzustand S Metall / Metall Spaltanordnung durch A4 Unterlegscheibe

8 Auslagerungsstand, Stadtatmosphäre Berlin

9 Stadtatmosphäre Berlin Auslagerungszeit: 12 und 24 Monate Austenite Duplex Ferrite Auslagerungszeit: 24 Monate 1W ANi 2W ANi+Mo 9W AMn 4W DMn 5W D 6W D 7W F 8W FMo 3W F

10 35 mm Klassifizierung des Oberflächenzustandes in Anlehnung an DIN EN ISO 10289:2001 Bewertung des schlechtesten Oberflächenanteils einer Probe Bewertungsfenster 35 x 35 mm Eingruppierung des Oberflächenzustandes in 10 Bewertungsgrade bezogen auf Flächenanteil der Flecken Rand- und Spalteffekte an Probenhalterungen ohne Bewertung 35 mm

11 Stadtatmosphäre Berlin, freibewittert

12 Lochtiefenermittlung Werkstoff

13 Auslagerungsstand, Meeresatmosphäre Helgoland freibewittert überdacht Auslagerungsbeginn September 2009: Werkstoffe: 1, 2, 3, 4, 6, 7, 8, 9 Oberflächen: W, TS, GP, S Auslagerungsbeginn Juni 2010 Werkstoffe: 5 (1.4062, alle Oberflächen) Oberflächen: EP (alle Werkstoffe)

14 Meeresatmosphäre freibewittert Auslagerungszeit: 12 Monate Austenite Duplex Ferrite Auslagerungszeit: 22 Monate 1W W W W W W W W W

15 Meeresatmosphäre freibewittert

16 Meeresatmosphäre freibewittert, 22 Monate

17 Meeresatmosphäre überdacht Auslagerungszeit: 12 Monate Austenite Duplex Ferrite Auslagerungszeit: 22 Monate 1W W W W W W W W W

18 Meeresatmosphäre überdacht, 22 Monate

19 Meeresatmosphäre, Lochtiefen im Spalt, 22 Monate freibewittert überdacht

20 überdacht freibewittert Meeresatmosphäre, Schweißnaht, 22 Monate

21 Auslagerungsversuch Thermalbad Start: Temperatur: C Luftfeuchtigkeit: ~60% Vorbehandlung: 3%ige NaCl-Lösung

22 Thermalbad-Auslagerung, 14 Monate

23 Thermalbad-Auslagerung, 14 Monate

24 Auslagerung Lebensmittelindustrie

25 Reiniger-Auslagerung Acigel VG7 Saurer Schaum- und Gelreiniger Phosphorsäure 30% Salpetersäure < 5% Ausgelagert bei 20 C über 48 Tage Keine Korrosion Supergel VG3 Alkalischer Schaum- und Gelreiniger Isopropanol 5-15% Ausgelagert bei 48 C über 50 Tage Keine Korrosion Flächige Verfärbung TEGO 2000 Desinfektionsmittel Alkylaminoessigsäure mit Alkyldiazapentan 15-30% Ausgelagert bei 48 C über 75 Tage Keine Korrosion flächige Verfärbung

26 Elektrochemische Untersuchungen

27 Elektrochemische Untersuchungen Mittelwerte aus 3 Vergleichsproben, 3 g/l Chlorid, ph 4,5, T = 20 C

28 Elektrochemische Untersuchungen Mittelwerte aus 3 Vergleichsproben Oberflächenzustand W, 3 g/l Chlorid, ph 4,5

29 Elektrochemische Untersuchungen Mittelwerte aus 3 Vergleichsproben Oberflächenzustand W, 3 g/l Chlorid, ph 4,5

30 Spannungsrisskorrosionsversuch MgCl 2 Tropfentest MgCl 2 Tropfen Vorspannung der Proben bis ca. 95% Dehngrenze Beaufschlagung der Proben mit gesättigten MgCl 2 Tropfen im Krümmungsbereich Auslagerung bei 30 C / 35 % r.f. Probenahme nach 300, 600, 1200, 2400, 4800 und h

31 Spannungsrisskorrosionsversuch

32 Ergebnisse des Vorhabens im Überblick