Korrosionsbeständige Stähle

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1 Korrosionsbeständige Stähle Herausgegeben von Prof. Dr.-Ing. habil. Dr. h.c. Hans-Joachim Eckstein 272 Bilder und 55 Tabellen Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie GmbH, Leipzig Inhaltsverzeichnis Der Lehrer und Forscher Eduard Maurer und sein Beitrag zur Entwicklung der nichtrostenden Stähle I. Werkstoffkundliche Grundlagen korrosionsbeständiger Stähle Das System Fe-Cr-Ni als Grundlage für die Abschätzung der Gefügebildung in korrosionsbeständigen Stählen Das ternäre System Fe-Cr-Ni Einfluss von Zusatzelementen auf die Lage der Phasengrenzlinien im System Fe-Ni-Cr Das Zustandsfeld Ferrit Austenit zwischen 950 und 1150 C Einleitung Veränderung des Zweiphasengebietes Ferrit-Austenit in Abhängigkeit von weiteren Legierungselementen und der Temperatur Charakterisierung der Konzentrationsverhältnisse im Ferrit und Austenit durch Verteilungskoeffizienten Zusammenfassung und Schlussfolgerungen Gefügeschaubilder für technisch interessante Zustände und Ansätze für deren Berechnung Einleitung Einfluss verschiedener Faktoren auf den Ferritanteil korrosionsbeständiger Stähle Probleme beim Aufstellen von Gefügeschaubildern und empirische Formeln für die Gefügebeurteilung Anwendung von Schaubildern und empirischen Formeln für die Gefügeabschätzung in korrosionsbeständigen Stählen Zusammenfassung und Schlussfolgerungen Erstarrung korrosionsbeständiger Stähle ein Überblick Einleitung Zum Übergang von ferritischer zu austenitischer Primärerstarrung Zur Lage des Erstarrungsintervalls Mikroseigerungen und Erstarrungsgefüge Makroseigerungen und Makrogefüge Erstarrung ferritisch-austenitischer Stähle Erstarrungsablauf

2 5.2. Seigerungen Austenitbildung in ferritisch-austenitischen CrNi-Stählen bei der Abkühlung Einleitung Isotherme Umwandlung des unterkühlten Ferrits Austenitbildung bei kontinuierlicher Abkühlung Austenitbildung in ferritisch-austenitischen Stählen des Typs X5CrNiTi Austenitbildung in ferritisch-austenitischen Stählen des Typs X5CrNiMoN Zusammenfassung Zur Ferritbildung beim Erwärmen ferritisch-austenitischer Stähle Einleitung Einfluss der chemischen Zusammensetzung auf die Ferritbildung Einfluss von Haltezeit und Aufheizgeschwindigkeit auf die Ferrit bildung Quantitative Beschreibung der Ferritbildung und isotherme Zeit-Temperatur- Auflösungsschaubilder Zusammenfassung Martensitbildung in korrosionsbeständigen Stählen Zur Stabilität des Austenits in korrosionsbeständigen Stählen Martensitbildung in korrosionsbeständigen Stählen bei Abkühlung Beanspruchungsbedingte Martensitbildung in korrosionsbeständigen Stählen Zur Ermittlung der Martensitanteile in korrosionsbeständigen Stählen Zur ternären Diffusion in den Teilphasen des ferritisch-austenitischen Stahles X5CrNiTi Ausscheidungen in korrosionsbeständigen Stählen ein Überblick Rolle von Ausscheidungen im Komplex der Wechselbeziehungen von Gefüge und Eigenschaften Austenitische Stähle Ferritische Stähle Ferritisch-austenitische Stähle Ausscheidungen in korrosionsbeständigen Stählen Austenit Karbide und Karbonitride Intermetallische Verbindungen aʹ-phase Ausscheidungsverhalten ferritisch-austenitischer Stähle Einleitung Stickstofflegierte CrNiMo-Duplexstähle Ausscheidungsverhalten des korrosionsbeständigen ferritisch-austenitischen Stahles X5CrNiTi Zusammenfassung Aushärtung ferritisch-austenitischer CrNi-Stähle II. Eigenschaften korrosionsbeständiger Stähle Übersicht zum Korrosionsverhalten korrosionsbeständiger Stähle

3 1.1. Einleitung Elektrochemische Gleichgewichte Zum Ablauf elektrochemischer Korrosionsreaktionen Zum Passivierungsverhalten korrosionsbeständiger Stähle Verhalten korrosionsbeständiger Stähle unter verschiedenen Bedingungen des Korrosionsangriffs Prüfung von Korrosionseigenschaften korrosionsbeständiger Stähle Einleitung Korrosionsuntersuchungen Prüfverfahren Ebenmässige Korrosion Passivierungsverhalten Lochfrasskorrosion durch Anionen Spaltkorrosion Interkristalline Korrosion Spannungsrisskorrosion Zusammenfassung Zum Verhalten korrosionsbeständiger Stähle gegen eben mässigen Angriff in ausgewählten Angriffsmitteln unter besonderer Berücksichtigung ferritischaustenitischer Stähle Vergleichende Betrachtung von potentiodynamischen Stromdichte-Potential-Kurven Beständigkeit ferritisch-austenitischer Stähle in ausgewählten Angriffsmedien Zum Verhalten korrosionsbeständiger Stähle gegen Spannungsrisskorrosion unter besonderer Beachtung ferritisch-austenitischer Stähle Ferritische Cr-Stähle und austenitische CrNi-Stähle Ferritisch-austenitische Stähle Untersuchungsergebnisse am Stahl X5CrNiTi Zum Verhalten korrosionsbeständiger Stähle gegen inter kristalline Korrosion unter besonderer Beachtung ferritisch-austenitischer Stähle Ursachen der interkristallinen Korrosion korrosionsbeständiger Stähle Interkristalline Korrosion ferritisch-austenitischer Stähle Untersuchungsergebnisse am Stahl X5CrNTTi Zum Verhalten korrosionsbeständiger Stähle gegen Lochfrass unter besonderer Beachtung ferritisch-austenitischer Stähle Ursachen und Ablauf der Lochfrasskorrosion korrosionsbeständiger Stähle Lochfrassanfälligkeit korrosionsbeständiger Stähle Lochfrass-und Spaltkorrosion ferritisch-austenitischer Stähle Einfluss des Legierungselementes Cr und des Begleitelementes Mo auf die Korrosionseigenschaften des Stahles X8CrMiTi Einleitung Versuchsdurchführung Ergebnisse und Diskussion

4 7.4. Zusammenfassung Einfluss von Legierungs- und Begleitelementen auf ausgewählte Eigenschaften austenitischer CrNi-Stähle Literaturübersicht Untersuchungen zum Einfluss von Legierungs- und Begleitelementen auf ausgewählte mechanische Eigenschaften Untersuchungsprogramme Versuchsergebnisse Zusammenfassung III. Technologie der korrosionsbeständigen Stähle Hochlegierte nichtrostende Stähle eine Übersicht Einleitung Ferritische Stähle Austenitische Stähle Ferritisch-austenitische Stähle Stahlguss Anwendungen Herstellung korrosionsbeständiger Stähle unter besonderer Berücksichtigung ferritisch-austenitischer Stähle Einleitung Physikalisch-chemische Grundlagen der Erschmelzung korrosions beständiger Stähle Frischen Desoxydation und Entschwefelung des Stahles Schlackenreduktion Legieren des Stahlbades und Legierungskorrektur Technische Verfahren zur Erzeugung korrosionsbeständiger Stähle Herstellung des Stahles X5CrNiTi Erschmelzung im basischen Lichtbogenofen Erschmelzung nach dem VOD-Verfahren Gussstruktur von Blöcken der Stahlmarke X5CrNiTi Stranggiessen korrosionsbeständiger Stähle ein Überblick Einleitung Verfahrenstechnik Stahlerzeugung Giesssystem Kokillenbereich Strangführung und-richten Weiterbehandlung Metallurgische Aspekte Vergiessbarkeit Mikrogefüge und Mikroseigerungen Makrogefüge und Makroseigerungen

5 3.4. Folgerungen und Ausblick Warmumformung, Wärmebehandlung und mechanisch -technologische Eigenschaften des Stahles X5CrNiTi Einleitung Warmumformung Material für die Untersuchungen zum Formänderungsverhalten Versuchsbeschreibung zur Ermittlung des Warmumformvermögens Versuchsergebnisse Kriterien für das Warmumformvermögen Nutzanwendung für die Warmumformung in der Praxis Wärmebehandlung Mechanisch-technologische Eigenschaften Rohrherstellung aus dem Stahl X5CrNiTi Einleitung Untersuchungen zum Schrägwalzen von Rohrluppen Untersuchungen zum Strangpressen von Rohrluppen Untersuchungen zur Wärmebehandlung und Kaltumformung Schlussbemerkungen Walzdrahtherstellung aus dem ferritisch-austenitischen Stahl X5CrNiTi Herstellung von gezogenem Draht aus dem Stahl X5CrNiTi Zum Stand des Schweissens korrosionsbeständiger Stähle Einleitung Einsatzgrenzen der konventionellen austenitischen korrosions beständigen Stähle Stand und Richtung der Entwicklung Delta-Ferritgehalt und Heissrissanfälligkeit Primärerstarrung und Heissrissanfälligkeit Primärerstarrung in Abhängigkeit vom Verhältnis der Chrom- und Nickel-Äquivalente Anwendung des Schweissgut-Erstarrungsdiagramms Schweissen des Stahles X2CrNiMoN Zusatzwerkstoff mit besonderer Beständigkeit gegen Lochfrass- und Spannungsrisskorrosion Schweissen des Stahles X2CrNiSi Heissrisstests unter Fremdbeanspruchung Gegenmittel gegen das Auftreten von Heissrissen Schlussbemerkungen Sachwörterverzeichnis