Vorlesung Schweißmetallurgie Grundwerkstoffe Herstellung, Normung, Prüfung

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1 Vorlesung Schweißmetallurgie Grundwerkstoffe Herstellung, Normung, Prüfung Variante 1, t: 30 mm S355G10+M DIN EN Variante 2, t: 60 mm Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Knuth-Michael Henkel 1

2 Einführung Schwerpunkte & Gliederung Einführung Grundlagen der Schweißmetallurgie Schweißen von Baustählen / Feinkornbaustählen Unlegierte niedriggekohlte Stähle Überblick Unlegierte niedriggekohlte Stähle Unlegierte Baustähle Instrumentierter Kerbschlagbiegeversuch Feinkornbaustähle Überblick Feinkornbaustähle normalgeglühte Feinkornbaustähle Feinkornbaustähle thermomechanische Behandlung Feinkornbaustähle normalgeglühte und thermomechanisch behandelte Feinkornbaustähle Feinkornbaustähle vergütete Feinkornbaustähle Schweißgeeignete (Feinkorn-)Baustähle für Offshore-Konstruktionen Zusatzwerkstoffe Verfahren, Einteilung und Normung Entstehende Schweißgüter und fertigungstechnische Hinweise Schweißen nichtrostender Stähle Schweißen von Eisengusswerkstoffen Schweißen von Aluminium 2

3 Unlegierte niedriggekohlte Stähle Überblick wichtigste unlegierte niedriggekohlte C-Mn-Stähle Baustähle nach DIN EN verschiedene warmfeste Stähle nach DIN EN , DIN EN , DIN EN , SEW 081 Einsatzstähle nach DIN EN (nicht einsatzgehärtet) Schweißeignung der o.g. unlegierten Stähle ähnlich i.d.r. mit allen Lichtbogenschweißverfahren abhängig von wirtschaftlichen, schweißtechnischen und werkstofflichen Gesichtspunkten Schweißverhalten und Verarbeitung haben Einfluss auf Schweißguteigenschaften Schweißverfahren verursacht Reihe werkstofflicher Änderungen in WEZ und SG Beeinflussung der Verbindungseigenschaften Wärmeeinbringung (zusammen mit Vorwärmen) Abkühlgeschwindigkeit, Breite, Korngrößenverteilung und Ausscheidungsneigung in WEZ / SG bei unlegierten Werkstoffen große Wärmeeinbringung unkritischer als bei hochlegierten Werkstoffen, NE-Metallen Grad der Wirkung der vorhandenen Schutzgase von Schweißverfahren abhängig stabiler, kurzer Lichtbogen und weniger bewegter Plasmastrom: i.a. geringere Gasaufnahme aus Atmosphäre vgl. Lichtbogenverhalten von Lichtbogenhandschweißen WIG starke Aufmischung (Parameter, Nahtform) unerwünscht Aufnahme P, S aus Grundwerkstoff z.b. Heißrisse UP bei höhergekohlten Stählen Beachtung Gehalt an H gering halten Vorwärmen, Verfahren, Zusatzwerkstoff 3

4 Unlegierte niedriggekohlte Stähle Überblick ebenfalls werkstoffliche Änderungen des Brennschneidens beachten: WEZ MnS Martensitzeile Ti(C,N) Ferritzeile 4

5 Unlegierte niedriggekohlte Stähle Überblick Schweißeignung wird i.a. bestimmt von Gehalt C: in unlegierten Stählen 0,2 % Kaltrissneigung gering Eigenschaften in WEZ meist ausreichend Gehalt Verunreinigungen (P, S, Gase): entscheidend für Neigung zu verschiedenen Effekten und Auswirkungen Zähigkeit, Entstehung von Poren, Heiß- oder Kaltrissen löslich: verteilt in Matrix oder im Korngrenzbereich gelöst z.b. B, P, Sn nichtlöslich: Ausscheidungen, Einschlüsse z.b. Sulfide, Carbide, Oxide Vorteile von Ausscheidungen: Abbinden von Stickstoff, Erhöhung der Festigkeit im nm-bereich: Dispersionshärtung behindern im nm-bereich Grobkornbildung Grenzflächen als H-Fallen zunehmender Werkstückdicke Mehrachsigkeit und Zunahme der Schweißeigenspannungen Kaltrisse, Spannungsversprödung Zunahme der Abkühlgeschwindigkeit ungünstige Gefüge (hart und spröde) mechanische Gütewerte werden schlechter v.a. quer zur Walzrichtung unzureichende Gleichmäßigkeit des Gefüges und Verteilung von Einschlüssen 5

6 Unlegierte niedriggekohlte Stähle Überblick Eigenschaften Erreichbare Qualität Wirkung auf den Grundwerkstoff Lichtbogenhandschweißen MSG-Schweißen WG-Schweißen UP-Schweißen gut abhängig von Schweißer Rauche, Dämpfe und bewegter Gasschutz begrenzen Qualität Bindefehler, Poren, Einschlüsse in Mehrlagentechnik und basischen Elektroden hohe Zähigkeit möglich geringe Wärmeeinbringung (Zünd-/ Heftstellen) hohe Abkühlgeschwindigkeit (Härtesteigerung in WEZ, ES mehrachsig) Umhüllung als Speicher für H: Trocknen basisch umhüllter Stabelektroden gut Handhabung Porosität, Bindefehler anfälliger gegenüber Rost, Oberflächen- Belägen (keine Pulver, Umhüllungen) O, N in Schmelze z.t. sehr gering geringe bis sehr große Wärmeeinbringung einstellbar (Variante) sehr geringer Gehalt an H im SG möglich sehr gut bei blankem Nahtbereich (Lichtbogen: nur Wärme ohne Reaktionsprodukte) kleine Naht querschnitte: feineres Korn und schmalere WEZ relativ geringe Wärmeeinbringung hohe Abkühlgeschwindigkeit extrem geringer Gehalt an H in SG möglich hohe Qualität (Draht-Pulver-Wahl und Einstellwerte) hoher Aufschmelz grad weniger empfindlich gegen Rost- / Blechablagerungen (basische Pulver) geringe Mengen N, aber O aus Pulver häufig große Wärmeeinbringung: breite WEZ (Grobkornbildung) geringe Abkühlgeschwindigkeit und leichtes Ausgasen große Aufmischung 6

7 Unlegierte niedriggekohlte Stähle Unlegierte Baustähle Anteil von ca. 70 % an Weltstahlproduktion unlegierte Stähle (ferritisch-perlitisches Gefüge) mit Anwendung in Maschinen-, Fahrzeugbau, Hoch- und Tiefbau, Brückenbau, Schiffs- und Offshore-Technik warmgeformt nach Normalglühen / normalisierendes Walzen, Kaltumformung S185, E295, E335, E360: keine Anforderungen Chemie nicht schweißgeeignet S235: Schweißkonstruktionen z.b. in Stahlbau, Flansche, Armaturen S275, S355: Schweißkonstruktionen mit höheren Anforderungen (Schweißeignung, Festigkeit, Duktilität) Normung in DIN EN (technische Lieferbedingungen: Teil 2) Schweißeignung häufig ausreichend (Maximalhärte der WEZ: 350 HV) bis ca. 0,25 % C Auswahl nach Gütegruppen (Kerbschlagarbeit) höhere Sprödbruchsicherheit gewünscht mehrachsige Beanspruchung (technische Kerben, Schweißnähte, dickwandige Bauteile) tiefe Temperaturen schlagartige Beanspruchung Höchstwerte P-, S-Gehalt: JR: 0,035 %; J0: 0,030 %; J2 und K2: 0,025 % 7

8 Unlegierte niedriggekohlte Stähle Unlegierte Baustähle 8

9 Unlegierte niedriggekohlte Stähle Unlegierte Baustähle Lieferzustand bleibt Hersteller überlassen, wenn nicht anders vereinbart +N: normalgeglühter bzw. normalisiert gewalzter Zustand +AR: wie gewalzt ( as rolled ) keine besonderen Walz- und Wärmebehandlungsbedingungen Angabe des CEV in Bescheinigung, Zertifikat Neigung bzgl. Aufhärtungsrissbildung (CEV 0,40 bis 0,45 Ma%) CEV = C + Mn 6 + Cr+Mo+V + Ni+Cu 5 15 gilt für Stähle mit C > 0,18 Ma% Konzept der Gütegruppen: Kerbschlagarbeit bzw. Übergangstemperatur T Ü,27 / T Ü,40 v.a. JR J0 J2 K2 Verformungsbruch Mischbruch Trennbruch 9

10 Instrumentierter Kerbschlagbiegeversuch Verformungsbruch: großer Energiebedarf z.t. starke Streuungen im Kerbschlagbiegeversuch Typ F Sprödbruch: geringer Energiebedarf Erfassung der Gesamtenergie zu Rissbildung und Rissausbreitung nur Eignung zur Aussage bzgl. Trennbruchneigung Zuordnung Hoch- / Tieflage maßgebend instrumentierter Kerbschlagbiegeversuch genormt in DIN EN ISO Kraft und Verformungsverlauf während des Schlagvorgangs Typ F: WEZ Schweißung an S690 Typ B Typ E Mischbruch: Rissauslösung bei Übergang F gy F m F iu F a 1: Rissbildung 2: stabile Rissausbreitung 3: instabile Rissausbreitung Typ E: SG Schweißung an S690 Ermittlung charakteristischer Kräfte und Arbeiten mittels Ausgleichskurve F gy : Fließkraft F m : Höchstkraft F iu : Kraft bei Risseinleitung F a : Kraft bei Rissauffang erhöht Aussagekraft Energie, Spannungen und Bedingungen bei Rissauslösung bestimmbar Berechnung des Anteils der Verformungsbruchfläche oder Überführung zu J-Integral möglich 10

11 Feinkornbaustähle Überblick für z.b. schlagartige Beanspruchungen, tiefe Temperaturen unlegierte Baustähle nicht ausreichend (Festigkeit, Duktilität) höherfeste Stähle mit Vorteilen und Nachteilen geringeres Bauteilgewicht Einsparung Rohstoff, Energie, Transport geringere Wandstärken geringere Eigenspannungen und bessere Sprödbruchsicherheit unter Beachtung der Knicksicherheit in Herstellung teurer und Schweißaufwand höher Erhöhung der Festigkeit nicht über C (Schweißbarkeit, Zähigkeit) Mischkristallverfestigung: Legieren mit Mn ( bis ~1,7 %), Ni, Cr, Si Aufhärtungsrisse möglich (kritische Abkühlgeschwindigkeit sinkt): CEV Kornfeinung: Zugabe von Al, Nb, B, V, Ti führt zu Bildung von Carbiden, Carbonitriden, Boriden, Nitriden nach Normalglühen oder thermomechanischer Behandlung feinkörniges, ferritisch-perlitisches Gefüge mit erhöhter Festigkeit und Zähigkeit Hemmung des Kornwachstums im Austenitgebiet Behinderung der Rekristallisation Fremdkeimbildung und feinkörnige Austenitumwandlung wichtiges Kornfeinungselement Al (bis ~0,02 %) Bildung AlN 11

12 Feinkornbaustähle Überblick Ausscheidungshärtung: Erhöhung der Streckgrenze insbesondere über Zugabe geringer Mengen von V, Ti, B, Nb, Zr Mikrolegieren Bildung feinverteilter Carbide, Carbonitride, Boride, Nitride nach Normalglühen / thermomechanischer Behandlung findet Ausscheidungshärtung statt Einteilung hochfester, schweißgeeigneter Feinkornbaustähle normalgeglühte, thermomechanisch behandelte Feinkornbaustähle mit R eh < 500 MPa wasservergütete, hochfeste Feinkornbaustähle mit R eh > 500 MPa Untergruppe mit sehr hohen Festigkeiten (R eh ~ 2500 MPa) z.t. als ultrahochfeste Stähle bezeichnet ausscheidungshärtende, niedriggekohlte (C < 0,05 %), schweißgeeignete martensitaushärtende Stähle: maraging steel Voraussetzungen / Besonderheiten für technisch sinnvollen Einsatz Beanspruchung der Bauteile möglichst nur auf Zug Stabilitätsverhalten von R eh und v.a. E-Modul (bei Stählen ähnlich) bestimmt Verringerung der Wanddicke nur begrenzt möglich Witterungseinflüsse (Korrosionsreserven) müssen beachtet werden Dauerfestigkeit steigt nicht proportional zur Festigkeit / Streckgrenze: zunehmende Kerbempfindlichkeit: kleinste Kerben / Defekte (Korngrenzen, Poren, Einschlüsse, konstruktive Kerben) rissbegünstigend höhere Streckgrenze v.a. bei höheren Verhältnissen κ = σ o σ u nutzbar Beanspruchungen im hohen Zeitfestigkeitsgebiet mit dynamischen Amplituden: quasistatische Beanspruchung 12

13 Feinkornbaustähle normalgeglühte Feinkornbaustähle normalisierend gewalzte Feinkornbaustähle in DIN EN genormt normalgeglühte bzw. normalisiert gewalzte Stähle mit Gütegruppen N bzw. NL (20 J bzw. 27 J bei 20 C, quer) zunehmend stärkere Anwendung in Stahl-, Druckbehälter- und Rohrleitungs-, Maschinenbau normalisierendes Walzen mit Endumformung in bestimmten Temperaturbereich Werkstoffzustand, der Normalglühen entspricht Vorteil: Entfall des Normalglühens und nicht mit Glühzunder behaftete Oberfläche Nachteil: geringere Leistung in Walzstraße: Halbzeug muss an Luft (0,5 K/s) auf Endwalztemperatur abkühlen Druckbehälterstähle in DIN EN genormt Ausführungen zu Flacherzeugnissen aus schweißgeeigneten Feinkornbaustählen Unterteilung nach Beanspruchung: Grundreihe z.b. P355N warmfeste Reihe z.b. P355NH kaltzähe Reihe z.b. P460NL1 kaltzähe Sonderreihe z.b. P355NL2 Festigkeit identisch für gleiche Streckgrenzen, aber Kerbschlagarbeiten sehr verschieden 13

14 Feinkornbaustähle normalgeglühte Feinkornbaustähle Einsatz warmfester Stähle i.d.r. bei Temperaturen von 400 bis 750 C z.b. Energiegewinnung und umsetzung (Dampfkessel, Turbinenschaufeln) Anforderungen: Warmfestigkeit, Zeitstandfestigkeit, Zunder- und Korrosionsbeständigkeit, Versprödung vermeiden Warmzugfestigkeit R m / Warmdehngrenze R p0,2 und Kriechprozesse (ab 400 C, längerer Zeitraum) von Bedeutung Warmfestigkeit unlegierter Stähle (bis ca. 450 C): feinkörnige Erschmelzung und niedrige Mo-Gehalte Warmfestigkeit niedriglegierter Stähle (bis ca. 580 C): Legieren mit Cr, Mo, Ni, V, W, Nb Bildung feinstverteilter Sondercarbide Einsatz kaltzäher Stähle zwischen 10 C und 200 C z.b. Schiffe, Offshore-Konstruktionen, Flüssiggasherstellung Einsatz bei tiefen Temperaturen bestimmt durch Zähigkeit: Sprödbruch sicherer Einsatz ferritisch-perlitischer Stähle nur in Hochlage möglich sprödbruchbegünstigend: äußere Bedingungen (mehrachsige Spannungszustände, schlagartige Beanspruchung) kaltzäh: mind. 27 J bei 40 C (quer) NL1, NL2 bzw. ML1, ML2 Erhöhung der Zähigkeit bei un- und niedriglegierten Stählen über feinkörniges Gefüge, niedrige Gehalte P und S, Vergütung (Einsatz 40 C bis 60 C) normalgeglühte, thermomechanisch gewalzte Feinkornbaustähle nach DIN EN und -4 z.b. S355NL, S460ML (Feinkorn-)Stähle mit höherer Streckgrenze nach DIN EN z.b. S690QL normalgeglühte, thermomechanisch gewalzte Feinkornbaustähle für Druckbehälter nach DIN EN und -5 z.b. P275NL1, P355ML2 14

15 Feinkornbaustähle thermomechanische Behandlung thermomechanisch behandelte Feinkornbaustähle in DIN EN thermomechanisch gewalzte Stähle mit Gütegruppen M, ML (20 J bzw. 27 J bei 20 C, quer) ferritisch-perlitisches Gefüge mit geringerem Perlitanteil sowie C-Gehalt (< 0,20 %) und Streckgrenzen bis 460 MPa geringe Anteile versprödend wirkender Elemente P, S und N Erreichen der erhöhten Festigkeit durch Normalglühen mittels Al (Stahlherstellung): Abbinden bei Normalglühen (900 C) und Ausscheidung als feine Nitride Kornfeinung Mikrolegierungselementen (V, Nb, Ti, Zr) im Stahl: kornfeinende und durch feindispersive Verteilung Festigkeitssteigerung thermomechanische Behandlung (Temperaturführung) ermöglichen Optimierung Erhalt des Zustands N / NL sowie starke Reduktion des C-Gehalt führen zu geringeren Perlitanteilen höherer Kerbschlagarbeit und damit Sprödbruchsicherheit verbesserter Schweißbarkeit: CEV max. 0,46 % Eigenschaften in hohem Maße von Parametern wie Austenitisierungstemperatur, Abkühlgeschwindigkeit, Umformgrad und Walzend-, Haspeltemperatur abhängig eingestellter Gefügezustand durch Wärmebehandlung allein nicht erreichbar erfordert genaue Verformungs- und Temperatur-Zeitfolge 15

16 Feinkornbaustähle thermomechanische Behandlung allgemeiner Ablauf von Verformung und Temperatur bei Temperaturen um ca C Erwärmen im Stoßofen völlige Auflösung vermeiden: rasches Austenitkornwachstum nicht gelöste Carbide behindern Austenitkornwachstum Vorwalzen bei Temperaturen um ca. 950 C geringe Ausscheidungsneigung Fertigwalzen bei erhöhter Verformung um ca. 750 C keine Rekristallisation mehr starke Gitterverzerrung führt zu Erhöhung begünstigender Keime für Umwandlung (abhängig von Abkühlgeschwindigkeit) beschleunigtes Abkühlen auf Haspeltemperatur (550 C 600 C) Ausscheidung von Teilchen in gewünschter Form, Größe, Verteilung (Mikrolegierungselemente) sehr feine Ferritkörner durch günstige Keimbedingungen Lösen der Mikrolegierungselemente Kornfeinung / Ausscheidungshärtung gleichmäßige Rekristallisation ferritisch perlitisch (< 1 K/s) / bainitisch (~ 15 K/s) ohne Nb mit Nb ΔG = ΔG V + ΔG 0 + ΔG ε ΔG Def mechanische Gütewerte bestimmt durch Ferritkorn und Ausscheidungen Nb / Nb(C,N)-Teilchen: Verzögerung Rekristallisation (x100 zu C-Mn-Stählen) Kornneubildung und Austenitumwandlung zusammen: Quasi-Kaltumformung hohe Störstellendichte als treibende Kraft der feinkörnigen Umwandlung 16

17 Feinkornbaustähle thermomechanische Behandlung V und Ti ähnlich festigkeitssteigernd (Ausscheidungshärtung) zunehmende Sprödbruchempfindlichkeit Bewertung der Methoden zur Festigkeitserhöhung hinsichtlich Übergangstemperatur T ü Versprödungskennzahl K = ΔT ü ΔR p0,2 zwischen 60 bei Kornfeinung und + 35 C/ (N/ mm²) bei Ausscheidungshärtung K-Werte > 1 mit erhöhter Sprödbruchempfindlichkeit neben Versprödungsverhalten Duktilität entscheidend Anisotropie der Werkstoffeigenschaften beachten (z.b. MnS) Sekundärmetallurgie, Legieren mit Ce, Zr usw. Umformtemperatur T m < Rekristallisationstemperatur Umformung vor der Austenitumwandlung im Bereich des metastabilen Austenits Austenitformhärten / Ausforming Umwandlung in Martensit und hohe Versetzungsdichte keine Rekristallisation bzw. Annihilation während Umformung erzeugte Versetzungen als Keime feinnadeliger Martensit mit herausragenden Gütewerten während / nach Umformung Bildung von Carbiden (Cr, Mo, V) Voraussetzung: genügend großer umwandlungsträger / umwandlungsfreier Bereiche nicht geeignet für unlegierte Kohlenstoffstähle 17

18 Feinkornbaustähle thermomechanische Behandlung Umformung während der Austenitumwandlung während der Umwandlung in Perlit-, Bainit-, Martensitstufe während Umwandlung in Perlitstufe: Isoforming feinkörniges, ferritisches Gefüge und eingeformten Carbiden gute Festigkeits- / Zähigkeitseigenschaften während Umwandlung in Martensitstufe: Zerorolling Umformung nach der Austenitumwandlung üblicherweise nach Perlit- oder Bainitumwandlung (1) oder feinkörniges Gefüge mit eingeformtem Zementit besser kaltumformbar und lässt sich stark verfestigen vor Anlassen eines martensitischen Gefüges (2) Anlassgefüge mit feinstverteilten Carbiden bei Erwärmung z.b. durch Schweißen zu beachten kornfeinende Ausscheidungen bei hohen Temperaturen (> 1000 C) in Lösung Wirkung zur Hemmung des Austenitkornwachstums nicht mehr vorhanden um Löslichkeit zu begrenzen, Wärmezufuhr gering halten thermomechanische Behandlung führt zu Werkstoffzustand, der mittels konventioneller Fertigungsschritte (z.b. Wärmebehandlungen wie Normalglühen) nicht erreichbar ist 18

19 Feinkornbaustähle normalgeglühte und thermomechanisch behandelte Feinkornbaustähle Erhöhung der Zähigkeit im Tieftemperaturbereich (NL, ML) Einsatz bis 50 C statt nur bis 20 C (N, M) insbesondere durch Verringerung von versprödend wirkenden P und S Gütegruppen von normalgeglühten und thermomechanisch behandelten Feinkornbaustählen: Stahlsorte Norm Gütereihe Prüftemperatur in C, darunter Kerbschlagarbeit (V-Kerb, quer) Beispiele, Reihen Normalgeglühte Stähle DIN EN N S275N S460N NL S275NL S460NL Normalgeglühte Druckbehälterstähle DIN EN N, NH P355N NL P355NL1 NL P355NL2 Thermomechanisch gewalzte Stähle Thermomechanisch gewalzte Druckbehälterstähle DIN EN M S275M S460M ML S275ML S460ML DIN EN M P355M P460M ML P355ML1 P460ML1 ML P355ML2 P460ML2 19

20 Feinkornbaustähle normalgeglühte und thermomechanisch behandelte Feinkornbaustähle durch Kornfeinung und Ausscheidungshärtung bei hochfesten Stählen Streckgrenzen bis ca. 500 MPa bei gleichzeitig hervorragender Schweißbarkeit erreichbar weitere Festigkeitssteigerung mit ferritisch-perlitischem Gefüge nicht möglich 20

21 Feinkornbaustähle vergütete Feinkornbaustähle Vergüten: Mindeststreckgrenzen über 500 MPa durch martensitisches Gefüge nach Wärmebehandlung niedriggekohlter Martensit ausgezeichnete Festigkeit Schlagzähigkeit höhere Sprödbruchunempfindlichkeit gegenüber ferritisch-perlitischen C-Mn-Stählen Ursachen für Eigenschaften des niedriggekohlten Martensits Bruch entsteht bei Schlagbeanspruchung im Ferrit Kerbschlagzähigkeit steigt meist mit abnehmender Größe der jeweiligen Struktur (Korngröße, Dendritenarmabstand, Ausmaße Martensitnadeln) abnehmender C-Gehalt Umwandlungsspannungen während Martensitumwandlung werden geringer kritische Abkühlgeschwindigkeit steigt, d.h. Martensitbildung wird erschwert Temperatur-Zeit-Führung der Wärmebehandlung martensitisch bzw. martensitisch-bainitisches Gefüge Entstehen gerichteter, weicher Gefügebestandteile vermeiden (z.b. PF) M S -Temperatur bei niedriggekohlten Vergütungsstählen relativ hoch (~ 400 C) Selbstanlassen schmelzgrenzennaher Bereiche bei Abkühlung von oberhalb Ac 3 : feindisperse Carbidausscheidungen verringern Gitterspannungen und Rissneigung 21

22 Feinkornbaustähle vergütete Feinkornbaustähle geringer C- Gehalt: kleine, erforderliche kritische Abkühlgeschwindigkeit Zugabe geeigneter Legierungselemente in ausreichender Menge Abhängigkeit der Eigenschaften von den Abkühlbedingungen im Blechinneren: Wanddickeneinfluss Anlassen zwischen 620 C und 720 C deutlich höhere Temperaturen als sonst übliche Vergütungsstähle Einfluss der Legierungselemente neben Festigkeit und Zähigkeit auf Anlassbeständigkeit Vermeiden von Härtesäcken in über der Anlasstemperatur erwärmten Bereichen der WEZ optimale Eigenschaften bei Elementen, die hohe Anlassbeständigkeit und geringem Abfall von M S Sondercarbidbildner Cr, Mn, Ni, Mo hohe Beweglichkeit von Fe, C bedingt rasche Bildung und Ausscheidung von Fe 3 C in grober Form in unlegierten Stählen Bildung thermodynamisch stabilerer Sondercarbide (geringe Diffusionsfähigkeit) bei höheren Temperaturen und Auflösung Fe 3 C 22

23 Feinkornbaustähle vergütete Feinkornbaustähle Kaltrissneigung beherrschbar, aber beim Schweißen unbedingt zu beachten geringste Mengen H sehr schädigend Normung vergüteter Feinkornbaustähle mit höherer Streckgrenze in DIN EN und für Druckbehälter in DIN EN Gütegruppen vergüteter Feinkornbaustähle: Stahlsorte Norm Gütereihe Prüftemperatur in C, darunter Kerbschlagarbeit (V- Kerb, quer) Vergütete Feinkornbaustähle Vergütete Feinkornbaustähle für Druckbehälter DIN EN DIN EN Q QL QL Q / QH QL QL

24 Feinkornbaustähle vergütete Feinkornbaustähle Gefüge S690: 24

25 Schweißgeeignete (Feinkorn-)Baustähle für Offshore-Konstruktionen DIN EN höhere Belastungen (Wellen, Strömungen) und starke Korrosionserscheinigungen z.b. gegenüber Onshore-WEA Anforderungen an schweißgeeignete Baustähle zur Herstellung feststehender Offshore-Konstruktionen Stähle S355 (unlegierter Qualitätsstahl) S420, S460 (legierte Edelstähle) Dickenbeschränkungen: abhängig von Einsatztemperatur und Grad an Verunreinigungen normalisierte Stähle (Lieferzustand +N): bis einschließlich 150 mm thermomechanisch umgeformte Stähle (Lieferzustand +M) bis einschließlich 100 mm Anforderung: 60 J bei 40 C Gütegruppen G 1 bis 12 25

26 Schweißgeeignete (Feinkorn-)Baustähle für Offshore-Konstruktionen Gefüge von Feinkornstählen nach DIN EN beides S355G10 + M, rechts mit extrem wenig Kohlenstoff: sehr unterschiedliche Gefügeausbildungen mechanisch-technologische Eigenschaften sehr verschieden Kerbschlagarbeit von 430 J bei -40 C, t: 60 mm 26