Schweißen von Eisen-, Stahl- und Nickelwerkstoffen
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- Anneliese Mann
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1 Schuster Schweißen von Eisen-, Stahl- und Nickelwerkstoffen Leitfaden für die schweißmetallurgische Praxis 2., überarbeitete und erweiterte Auflage
2 Inhaltsverzeichnis Vorwort 1 Erzeugung der Stähle Allgemeines Eisenverhüttung Vorbereitung der Hochofeneinsatzstoffe Hochofenprozess Direkt- und Schmelzreduktionsverfahren Direktreduktionsverfahren Schmelzreduktionsverfahren Stahlraffination Sekundärmetallurgie Vergießen von Stahl Walzprozess Allgemeines Herstellung von Grobblechen Herstellung von Warmband Herstellung von Kaltband Herstellung von Formstahl Herstellung von Stäben und Drähten Rohrherstellung Herstellung nahtloser Rohre Herstellung geschweißter Rohre Literaturhinweise Baustähle Allgemeines Unlegierte Baustähle Werkstoffübersicht Grundwerkstoffe Schweißtechnische Verarbeitung der unlegierten Stähle Mischverbindungen mit unlegierten Baustählen Literaturhinweise Feinkornbaustähle Werkstoffübersicht Grundwerkstoffe Schweißtechnische Verarbeitung der Feinkornbaustähle Mischverbindungen mit hochfesten Feinkornbaustählen Literaturhinweise Wetterfeste Baustähle Werkstoffübersicht Grundwerkstoffe Schweißen der wetterfesten Baustähle Mischverbindungen mit wetterfesten Baustählen Literaturhinweise Betonstahl Werkstoffübersicht Grundwerkstoffe Schweißtechnische Verarbeitung von Betonstählen Literaturhinweise... 46
3 4 Druckbehälterstähle Warmfeste (und druckwasserstoffbeständige) Druckbehälterstähle Werkstoffübersicht Grundwerkstoffe Schweißen der warmfesten (und druckwasserstoffbeständigen) Druckbehälterstähle Mischverbindungen mit warmfesten Stählen Literaturhinweise Kaltzähe Druckbehälterstähle Werkstoffübersicht Grundwerkstoffe Schweißtechnische Verarbeitung der kaltzähen Druckbehälterstähle Mischverbindungen mit kaltzähen Druckbehälterstählen Literaturhinweise Verschleißbeständige Stähle Sonderbaustähle mit erhöhtem Verschleißwiderstand Werkstoffübersicht Grundwerkstoffe Schweißtechnische Verarbeitung verschleißfester Sonderbaustähle Literaturhinweise Hartmanganstahl Werkstoffübersicht Grundwerkstoffe Schweißtechnische Verarbeitung von Hartmanganstahl Mischverbindungen mit Hartmanganstählen Literaturhinweise Gusswerkstoffe Stahlguss Werkstoffübersicht Grundwerkstoffe Schweißen von Stahlguss Literaturhinweise Gusseisen Werkstoffübersicht Grundwerkstoffe Schweißen von Gusseisen Mischverbindungen mit Gusseisen Literaturhinweise Chromstähle Ferritischer Chromstahl Werkstoffübersicht Grundwerkstoffe Schweißtechnische Verarbeitung der ferritischen Chromstähle Martensitischer Chromstahl Werkstoffübersicht Grundwerkstoffe Schweißtechnische Verarbeitung der martensitischen Chromstähle Weichmartensitische Chrom-Nickel-Stähle Werkstoffübersicht Grundwerkstoffe Schweißtechnische Verarbeitung der weichmartensitischen Chrom-Nickel-Stähle Hitzebeständiger Chromstahl Werkstoffübersicht Grundwerkstoffe Schweißtechnische Verarbeitung der hitzebeständigen Chromstähle Mischverbindungen mit Chromstählen Literaturhinweise... 93
4 8 Chrom-Nickel-(Molybdän-)Stähle Austenitische Chrom-Nickel-(Molybdän-)Stähle Werkstoffübersicht Grundwerkstoffe Schweißtechnische Verarbeitung der Chrom-Nickel-Stähle Unstabilisierte austenitische Stähle Werkstoffübersicht Grundwerkstoffe Schweißtechnische Verarbeitung Stabilisierte austenitische Stähle Werkstoffübersicht Grundwerkstoffe Schweißtechnische Verarbeitung Austenitische Stähle mit erhöhtem Molybdängehalt Werkstoffübersicht Grundwerkstoffe Schweißtechnische Verarbeitung Hitze- und zunderbeständige austenitische Stähle Werkstoffübersicht Grundwerkstoffe Schweißtechnische Verarbeitung Zweiphasige Chrom-Nickel-Stähle (Duplexstähle) Werkstoffübersicht Grundwerkstoffe Schweißtechnische Verarbeitung Mischverbindungen mit Chrom-Nickel-(Molybdän-)Stählen Literaturhinweise Schweißtechnische Verarbeitung artfremder Stähle Allgemeine Hinweise Schweißtechnische Verarbeitung, Anforderungen an Mischverbindungen Anforderungen an Mischverbindungen Schweißtechnische Hinweise Anforderungen an Schweißzusatzwerkstoffe für Mischverbindungen Vermischung beim artfremden Schweißen Literaturhinweise Stahlgüte und Güteauswahl Auswahl der Stahlsorten im Hinblick auf die Bruchzähigkeit Auswahl der Stahlsorten im Hinblick auf ihre Eigenschaften in Dickenrichtung Weitere Güteeigenschaften Rissauffangvermögen der Wärmeeinflusszone Kaltumformbarkeit Literaturhinweise Nickel und Nickellegierungen Allgemeines Werkstoffkundliche Grundlagen Erzeugung von Nickel Physikalische Eigenschaften Chemische Eigenschaften und Korrosionsverhalten Nickel und Nickellegierungen Reinnickel Nickellegierungen Übersicht der Nickellegierungen
5 Nickel-Kupfer-Legierungen Nickel-Eisen-(Eisen-Nickel-)Legierungen Nickel-Chrom-(Eisen-)Legierungen Nickel-Chrom-(Kobalt-)Legierungen Nickel-(Chrom-)Molybdän-Legierungen Eigenschaften ausgewählter Nickellegierungen Chemische Zusammensetzung wichtiger Nickellegierungen nach ISO Art der Legierungsbildung ausgewählter Nickellegierungen Schweißtechnische Verarbeitung Grundregeln Besonderheiten beim Schweißen von Nickel und Nickellegierungen Porenbildung in Schweißverbindungen aus Nickellegierungen Vorbereitung zum Schweißen Wärmebehandlung und Wärmebehandlungszustand Nahtvorbereitung beim Schweißen von Nickel und Nickellegierungen Schweißtechnische Hinweise Lichtbogenhandschweißen WIG-Schweißen MIG-/MAG-Schweißen UP-Schweißen Schweißen plattierter Werkstoffe Hemdauskleidung (Wallpapering) Normung von Nickel und Nickellegierungen Allgemeines DIN-Normen für Nickel und Nickellegierungen ISO-Normen für Nickel und Nickellegierungen Mischverbindungen mit Nickellegierungen Literaturhinweise Übersicht zu ausgewählten schweißmetallurgischen Problemen Verhalten der Stähle beim Schweißen Begriff der Schweißbarkeit Gefügeaufbau einer Schweißverbindung Erstarrung von Schweißverbindungen Literaturhinweise Korrosion von metallischen Werkstoffen Vorbetrachtungen Allgemeiner Grundvorgang der Korrosion Grundvorgang der chemischen Korrosion Grundvorgang der elektrolytischen Korrosion Übersicht zu ausgewählten Korrosionsarten Übersicht zu wichtigen Korrosionsprodukten Ausgewählte Probleme zu speziellen Korrosionsarten Gleichmäßige Flächenkorrosion (Rost) Interkristalline Korrosion (IK) Messerschnittkorrosion (MsK) Spannungsrisskorrosion (SpK) Lochkorrosion (LK) Spaltkorrosion (SK) Bimetallkorrosion (BK)
6 Spongiose Maßnahmen zur Beseitigung bzw. Verminderung der Korrosionsgefahr Untersuchung von Korrosionsvorgängen Literaturhinweise Werkstoffbedingte Schweißfehler Kaltrisse Definition des Begriffes Kaltriss Einflussgrößen auf die Kaltrissbildung Aufhärtungsrisse Wasserstoffinduzierte Risse Lamellarrissigkeit, Terrassenbruch Allgemeingültige Maßnahmen zur Vermeidung von Kaltrissen Kaltrissprüfung Allgemeines zur Kaltrissprüfung Selbstbeanspruchte Kaltrissprüfung Fremdbeanspruchte Kaltrissprüfung Heißrisse Definition des Begriffes Heißriss Voraussetzungen für die Heißrissbildung Mechanismus der Heißrissbildung Erstarrungsrisse (solidification cracks) Wiederaufschmelzrisse (liquation cracks) Risse durch Verformbarkeitsabfall (DDC) Den Heißrissen zuordenbare Risserscheinungen Möglichkeiten zur Heißrissvermeidung Metallurgische Möglichkeiten Technologische Möglichkeiten Heißrissbildung und Deltaferrit Heißrissprüfung Selbstbeanspruchte Heißrissprüfverfahren Fremdbeanspruchte Heißrissprüfverfahren Hohlräume Definition des Begriffes Hohlraum Lunker Poren Einschlüsse Deltaferrit in Schweißverbindungen hochlegierter Stähle Allgemeines Wirkungen des Deltaferrits in austenitischen Stählen und Schweißgütern Bildungsmechanismus und Morphologie des Ferrits in Chrom-Nickel-Stählen Bestimmung von Ferrit Zum Problem der Ferritmessung Ferritzahl-System Zustandsdiagramme Ferritzahlmessung Wirkungen der Schweißbedingungen auf den Ferritanteil im Schweißgut Wirkungen von Wärmebehandlungen auf den Ferritanteil im Schweißgut Spezifikation von Ferrit Allgemeines Ferritfreies oder -armes Schweißgut (FN 0 bis FN 0,5)
7 Ferritanteil < FN 0, Ferritanteil < FN 0, Schweißgut mit niedrigen bis mittleren Ferritanteilen (FN 3 bis FN 15) Schweißgut mit hohem Ferritanteil (> FN 15) Einflüsse auf den gemessenen Ferritanteil Literaturhinweise Alte Stähle und deren Schweißeignung Allgemeines Besonderheiten nicht mehr gebräuchlicher Stahlherstellungsverfahren Empfohlene Werkstoffprüfungen zur Bewertung der Schweißeignung Literaturhinweise Hinweise zur Wärmebehandlung von Stählen und Schweißverbindungen Wärmebehandlungstechnische Begriffe Empfehlungen zum Vorwärmen von Schweißverbindungen Allgemeines Vorwärmung von Stählen der Festigkeitsklasse S355 (St 52) nach DVS Vorwärmung von Feinkornbaustählen nach SEW 088 (t 8/5 -Konzept) Vorwärmung beim Lichtbogenhandschweißen (Tabelle von MROSKO) Wärmebehandlung von Grundwerkstoffen Normalglühen (Normalisieren) Grobkornglühen Weichglühen Perlitglühen Spannungsarmglühen Diffusionsglühen Härten und Anlassen Vergüten Praktische Hinweise für die Wärmebehandlung von Grundwerkstoffen Abschätzen der Höhe der Glühtemperatur Richtwerte für das Aufheizen und Abkühlen von Stahlwerkstoffen Aufheizgeschwindigkeit von Stahlguss Haltezeit beim Spannungsarm- bzw. Normalglühen Zeitwerte für die Wärmebehandlung von Schweißkonstruktionen Übersicht zu ausgewählten Wärmebehandlungsprozessen Literaturhinweise Werkstoffprüfung, Werks- und Abnahmeprüfzeugnisse Werkstoffprüfung Werks- und Abnahmeprüfzeugnisse Literaturhinweise Europäische Normung von Stählen, Schweißzusätzen und Hilfsstoffen Normung von Stählen Allgemeines Aufbau des Bezeichnungssystems Definition und Einteilung der Stähle Bezeichnung von Stahlwerkstoffen Hauptsymbole Zusatzsymbole
8 Bezeichnungsbeispiele für Stähle nach europäischer Normung Bezeichnung entsprechend der mechanischen Eigenschaften Bezeichnung entsprechend der chemischen Zusammensetzung Nichtrostende (hochlegierte) Stähle Literaturhinweise Umstellung auf internationale Normen bei den Schweißzusätzen Bezeichnung von umhüllten Stabelektroden für das Lichtbogenhandschweißen Allgemeines Grundaufbau einer Kurzbezeichnung für umhüllte Stabelektroden Verbindlicher Teil Nicht verbindlicher Teil Bezeichnungen und Anforderungen Bezeichnungsbeispiele Bezeichnungsbeispiel nach ISO 2560-A (unlegiert) Bezeichnungsbeispiel nach ISO/DIS A (EN 757) (hochfest) Bezeichnungsbeispiel nach ISO 3580 (warmfest) Bezeichnungsbeispiel nach EN 1600 (rostbeständig) Bezeichnung von Drähten und Schweißgütern beim Schutzgasschweißen Grundaufbau einer Schweißgutbezeichnung nach ISO A Bezeichnungen und Anforderungen Bezeichnungsbeispiel für Schweißgüter nach ISO A Bezeichnung eines Schweißgutes Drahtelektrode für das Schutzgasschweißen Bezeichnung von Drähten und Schweißgütern beim Unterpulverschweißen Grundaufbau einer Schweißgutbezeichnung nach ISO A Bezeichnungen und Anforderungen Bezeichnungsbeispiele für Schweißdrähte nach ISO Draht-Pulver-Kombination für das Mehrlagen-Unterpulverschweißen Draht-Pulver-Kombination für das Lage-/Gegenlage-Unterpulverschweißen Drahtelektrode zum Unterpulverschweißen Bezeichnungsbeispiel für Schweißdrähte nach ISO Draht-Pulver-Kombination für das Unterpulverschweißen Draht-Pulver-Kombination für das Unterpulverschweißen (wärmenachbehandelt) Bezeichnung von Gasen zum Schutzgasschweißen und zum Schneiden Einteilung der Schutzgase nach ISO Bezeichnungsbeispiele nach ISO Bezeichnung von Pulvern für das Unterpulverschweißen Definition des Begriffes Schweißpulver Grundaufbau einer Kurzbezeichnung für Schweißpulver Verbindlicher Teil Nicht verbindlicher Teil Bezeichnungen und Anforderungen Bezeichnungsbeispiel nach ISO/DIS (EN 760) Beschreibung der Schweißpulvertypen nach ISO/DIS (EN 760) Mangan-Silikat-Typ (MS) Calcium-Silikat-Typ (CS) Calcium-Magnesium-Oxid (CG) Calcium-Magnesium-basische Oxide (CB) Calcium-Magnesium-Oxide mit Eisen (CI) Calcium-Magnesium-basische Oxide mit Eisen (IB)
9 Zirkon-Silikat-Typ (ZS) Rutil-Silikat-Typ (RS) Aluminat-Rutil-Typ (AR) Aluminat-basischer Typ (AB) Aluminat-Silikat-Typ (AS) Aluminat-Fluorid-basischer Typ (AF) Fluorid-basischer Typ (FB) Typen mit anderen Zusammensetzungen (Z) Literaturhinweise Systematik der US-Normstähle Allgemeines UNS-System Anhang Glossar Begriffsdefinitionen Anschriften ausgewählter Zusatzwerkstoffhersteller Werkstoffvergleich Grundwerkstoffe Unlegierte Baustähle Feinkornbaustähle Warmfeste Druckbehälterstähle Kaltzähe Druckbehälterstähle Druckwasserstoffbeständige Stähle Wetterfeste Stähle Chromstähle Ferritische Chromstähle Martensitische und ausscheidungshärtbare Chromstähle Chrom-Nickel-Stähle Sachwortverzeichnis
Schweißen von Eisen-, Stahl- und Nickelwerkstoffen
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Schuster SehweiSen von Eisen-, Stahl- und Nickelwerkstoffen leitfaden für die schweißmetallurgische Praxis Inhaltsverzeichnis Ziel und Umfang dieses Leitfadens - ein Vorwort 1 1.1 1.2 1.3 2 2.1 2.2 2.3
Kontinuierliche Zeit-Temperatur-Austenitisierungsschaubilder
Inhalt 1 Schweißbarkeit von metallischen Werkstoffen... 1 1.1 Definition der Schweißbarkeit von Bauteilen... 1 1.2 Schweißeignung... 2 1.3 Schweißsicherheit... 5 1.4 Schweißmöglichkeit... 6 1.5 Abschließende
Die in den Verzeichnissen in Verbindung mit einer DIN-Nummer verwendeten Abkürzungen
Inhalt DIN- und DVS-Nummernverzeichnis Verzeichnis abgedruckter Normen, Norm-Entwürfe und DVS-Merkblätter IX Normung ist Ordnung. DIN - der Verlag heißt Beuth XIII Hinweise für das Anwenden des DIN-DVS-Taschenbuches
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~ Inhaltsverzeichnis. Vorwort
~-----.. Inhaltsverzeichnis Vorwort 1 1.1 1.1.1 1.1.2 1.1.3 1.2 1.2.1 1.2.2 1.3 1.3.1 1.3.2 1.3.3 1.4 1.4.1 1.4.2 1.4.3 1.5 1.5.1 1,5.2 1.5.3 1.5.4 1.5.5 1.5.6 1.5.7 1.5.8 1.6 1.6.1 ~;;s~~it":e~:rc~~~~~!~a~~~e~~
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2.1 Begriffe Beeinflussung von Phasengleichgewichten... 17
III 1 SYSTEMATIK DER STÄHLE 1 1.1 Europäische Normung 1 1.2 Einteilung der Stähle nach Hauptgüteklassen... 2 1.2.1 Unlegierte Stähle 2 1.2.2 Nicht rostende Stähle 4 1.2.3 Andere legierte Stähle 5 1.3 Bezeichnungssystem
2. Zusatzwerkstoffe für das Schweißen nicht rostender und hitzebeständiger Stähle
2. Zusatzwerkstoffe für das Schweißen nicht rostender und hitzebeständiger Stähle 2 Zusatzwerkstoffe für das Schweißen nicht rostender und hitzebeständiger Stähle 2.1 Umhüllte Stabelektroden für das Schweißen
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Inhaltsverzeichnis VIII
A Grundlagen der Eisenwerkstoffe 3 A.1 Konstitution............................. 3 A.1.1 Reines Eisen........................ 5 A.1.2 Eisen-Kohlenstoff...................... 9 A.1.2.1 System Eisen-Zementit.............
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Inhaltsverzeichnis. Vorwort
Inhaltsverzeichnis Vorwort 1 Einführung... 1 1.1 Wie es begann... 1 1.2 Normung ist wichtig... 7 1.2.1 Einteilung der Schutzgasschweißverfahren... 7 1.3 Beschreibung des Metall-Schutzgasschweißens... 8
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