Rostfreie Stähle. experttujverlag TAE. Grundwissen, Konstruktions- und Verarbeitungshinweise. Prof. Dr.-lng. Paul Gümpel

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1 Rostfreie Stähle Grundwissen, Konstruktions- und Verarbeitungshinweise Prof. Dr.-lng. Paul Gümpel Dipl.-Ing. Gunter Blumhofer Prof. Dr.-lng. Horst Dören Dipl.-Ing. Wolfgang Gebel Dr.-lng. Winfried Heimann Dr. Rudolf Morath Dr.-lng. Karl W. Schmitz Dr.-lng. Georg Uhlig 4., völlig neu bearbeitete Auflage Mit 224 Bildern und 34 Tabellen TAE Kontakt & Studium Band 493 Herausgeber: Prof. Dr.-lng. Dr.h.c. Wilfried J. Bartz Dipl.-Ing. Elmar Wippler experttujverlag

2 Inhaltsverzeichnis Vorwort 1 Einführung in die Werkstoffkunde der nichtrostenden Stähle 1 Winfried Heimann, Paul Gümpel 1.1 Einleitung Anforderungen an die Gebrauchseigenschaften Anwendungsgebiete Beständigkeit gegen Korrosion Mechanische und technologische Eigenschaften Einteilung der nichtrostenden Stähle Abhängigkeit der Gefügeart von den Legierungselementen Einstellung des Gefüges durch Wärmebehandlung Kennzeichnende Stahlsorten Ferritische Stähle Martensitische Stähle Austenitische Stähle Ferritisch-austenitische Stähle Normung 38 2 Korrosion von nichtrostenden Stählen in wassrigen Medien 39 Gunter Blumhofer, Rudolf Morach 2.1 Einleitung Mechanismus der Korrosion Korrosionsmechanismen Elektrochemische Korrosion Stromdichte-Potenzial-Kurven Passivität Erscheinungsformen der Korrosion Allgemein Lochkorrosion Spaltkorrosion Spannungsrisskorrosion (SpRK) Interkristalline Korrosion (IK) Erosionskorrosion Kavitationskorrosion Kontaktkorrosion, galvanische Korrosion Schwingungsrisskorrosion (SwRK) Prüfung der Korrosionsbeständigkeit Literatur- und Quellenverzeichnis Typische Schadensfälle 82

3 3 Umformen von nichtrostendem Kaltband durch Tiefziehen und Streckziehen 83 Karl Schmitz, Wolfgang Gebel 3.1 Einleitung Grundtypen nichtrostender Stähle Mechanische Werte und Verfestigungsverhalten Gefügeumwandlung bei der Umformung Anisotropes Verhalten bei der Umformung Prüfverfahren zur Kennzeichnung des Umformverhaltens Ermittlung des Grenzziehverhältnisses Erichsentiefung und Bulge-Test Lochaufweitverfahren Grenzformänderungsanalyse Finite-Element-Methode Fertigungsverfahren für die Umformung Tiefziehverfahren Tiefziehen mit starren Werkzeugen Tiefziehen mit gezielter Temperaturführung Sondertiefziehverfahren mit starren Werkzeugen Tiefziehen mit Wirkmedien Tiefziehen mit Gummiwerkzeugen Hydromechanisches Tiefziehen Innenhochdruckumformen (IHU) Tiefziehen mit gasförmigem Druckmittel Literatur Oberflächen und Oberflächenbehandlung bei Feinblechen aus nichtrostendem Stahl 116 Karl Schmitz, Wolfgang Gebel 4.1 Einleitung Oberflächenausführungen Oberflächenschutz und -Verfahren beim Umformen von nichtrostenden Kaltband Oberflächenbeschreibungen Topographisch Physikalisch Mechanische Behandlung von Oberflächen Schleifen und Polieren Schleif-und Poliermittel Strahlen Chemische Oberflächenbearbeitung Elektrolytisches Polieren Beizen Färben von nichtrostenden Stählen Färben durch Oxidation Färben in Salzbädern Färben in Säuren Reinigung und Pflege von Oberflächen 134

4 4.10 Fingerprintempfindlichkeit Veränderungen der Oberfläche bei der Verarbeitung Literatur Schweißtechnische Verarbeitung nichtrostender Stähle 140 Horst Dören Einleitung Ausscheidungsvorgänge bei nichtrostenden Schweißgütern Karbidausscheidung unter besonderer Berücksichtigung der interkristallinen Korrosion Die Ausscheidung der Sigmaphase in nichtrostenden Schweißgütern 475 C-Versprödung nichtrostender Schweißgüter Heißrisse Entstehungsmechanismus von Heißrissen Einflussfaktoren auf die Heißrissneigung Heißrissprüfung Das Schweißen nichtrostender Stähle Ferritisch/martensitische nichtrostende Chromstähle mit Kohlenstoffgehalten < 0,12 % Weichmartensitische nichtrostende Chrom-Nickel-Stähle Austenitisch-ferritische Duplex-Stähle Austenitische Stähle Nachbehandlung Das Schweißen von Schweißgutzusammensetzung bei rein mechanischer Beanspruchung bei zusätzlicher Korrosionsbeanspruchung Plattieren Das Schweißen plattierter Bleche. mit zusätzlicher Temperaturbeanspruchung Literatur Verarbeitungsverhalten von nichtrostenden Stählen Georg Uhlig Fügen Löten Kleben Mechanische Fügeverfahren Zerspanen Drehen Fräsen Bohren

5 6.3 Trennen Mechanische Trennverfahren Schneiden Wasserstrahl-Schneiden Thermisches Trennverfahren Plasma-Schneiden Laserstrahl-Schneiden Literatur Neuere Entwicklungen bei nichtrostenden Stählen 224 Paul Gümpel 7.1 Entwicklungstendenzen bei nichtrostenden Stählen Druckaufgestickte nichtrostende Stähle Oberflächenhärtung an austenitischen nichtrostenden Stählen Allgemeine Einleitung Verfahrensbeschreibung Einfluss der Oberflächenhärtung auf die mechanischen Eigenschaften Einfluss der Oberflächenhärtung auf die Verschleißbeständigkeit Einfluss der Oberflächenhärtung auf die Korrosionsbeständigkeit Beispiele aus der praktischen Anwendung des Kolsterisierens Neue pulvermetallurgische Werkstoffe und Verfahrenstechniken Neuartige PM-Werkstoffe Neuartige Fertigungstechnologien für Fertigteile aus nichtrostenden Stählen Literatur 244 Stichwortverzeichnis Die Autoren