Austenitischer rostfreier Stahl

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Technische Informationen – Rostfreie Stähle
Eigenschaften rostfreier Stähle.
Der vorliegende Artikel beschäftigt sich mit häufig vorkommenden Arten rostfreier Stähle (früher: Edelstahl) und rostfreier DuplexStähle (zweiphasiges Gefüge; Verhältnis Ferrit-Austenit ca. 50:50). Es soll kurz auf ihre kennzeichnenden Eigenschaften und
Charakteristika eingegangen werden.
Allgemein wird unterschieden in ferritische und austenitische rostfreie Stähle. Sie unterscheiden sich in den Legierungszusätzen. Die
ferritischen enthalten üblicherweise als Legierungszusatz 12-18% Chrom, während die austenitischen neben Chromgehalten um
18% noch Nickelgehalte von mindestens 8% enthalten.
Austenitischer rostfreier Stahl
Allgemeine Klassifikation
Tabelle 1 gibt eine Übersicht über die Zusammensetzung und die mechanischen Eigenschaften einer Reihe von
austenitischen Stählen. Der Basistyp der austenitischen Stähle ist 302, besser bekannt unter der Bezeichnung 18-8, ein
Name, der oft auch anderen Typen dieser Sorte gegeben wird. Die Gruppierung erfolgt anhand der
Legierungsbestandteile. Als Hauptlegierungsbestandteile kommen noch Molybdän, Mangan, Titan, Silizium, Wolfram,
Vanadium, Kobalt, und Niob in Frage.
Durch diese Zusätze werden die gewünschten Eigenschaften des Werkstoffes entsprechend den
Einsatzbestimmungen erreicht. Duplex-Stähle verbinden die Vorteile der Eigenschaften.
Tabelle 1: Zusammensetzung und mechanische Eigenschaften von austenitischen rostfreien Stählen:
Typ
Nominale
Zusammensetzung
[%]
AISI 301
1.4310
x10CrNi18-8
max. 0,15C;
16-19,5Cr;
6,0-9,5Ni
AISI 302
max. 0,15C;
17-19Cr ;
8-10Ni
AISI 303
AISI 304
1.4301
X5CrNi18-10
AISI 305
1.4303
X4CrNi18-12
AISI 308
AISI 309
AISI 310
AISI 314
AISI 316
1.4401
X5CrNiMo
17-12-2 ;
AISI 317
AISI 321
1.4541
X6CrNiTi18-10
AISI 347
max. 0,15C;
17-19Cr ;
8,0-10,0Ni;
0,60Mo (Auf
Anfrage)
max.
0,07C;
18-20Cr;
8-12Ni
max. 0,12C;
17-19Cr;
10-13Ni
max. 0,08C;
19-21Cr;
10-12Ni
max. 0,20C;
22-24Cr;
12-15Ni
max. 0,25C;
24-26Cr;
19-22Ni
max. 0,25C;
23-26Cr;
19-22Ni
max. 0,08C;
16-18Cr;
10-14Ni;
2,0-3,0Mo
max. 0,08C;
18-20Cr;
11-15Ni;
3,0-4,0Mo
max. 0,08C;
17-19Cr;
9-12Ni;
Ti= min.5xC
max. 0,08C;
17-19Cr;
9-13Ni;
Nb+Ta=
min.10xC
Zustand
(a,b)
Streckgrenze
[ MPa ]
Zugfestigkeit
[ MPa ]
Rek
[%]
Brinell-Härte
HB
[ N/mm² ]
RockwellHärte
[ HRC ]
Kerbschlagarbeit
(c)
[J]
weichgeglüht
275
760
60
165
B85
135
kaltverfestigt/kaltverformt
bis 1035
bis 1275
60-8
-
bis C41
-
weichgeglüht
275
620
55
B82
135
kaltverfestigt/kaltverformt
bis 1035
bis 1240
55-10
-
bis C35
-
weichgeglüht
240
620
55
160
B84
kaltverfestigt/kaltverformt
bis 690
bis 1240
55-30
bis 350
bis C35
weichgeglüht
240
585
55
150
B80
kaltgverfestigt/kaltverformt
bis 1035
bis 1240
55-10
bis 330
bis C35
155
115
135
135
weichgeglüht
255
585
55
156
B82
weichgeglüht
240
585
55
150
B80
kaltverfestigt/kaltverformt
bis 1035
bis 1240
55-10
bis 330
bis C35
weichgeglüht
275
620
65
165
B85
135
135
135
weichgeglüht
275
655
65
170
B87
weichgeglüht
345
690
40
180
B90
120
kaltverfestigt/kaltverformt
bis 860
bis 1035
40-10
-
bis C30
-
weichgeglüht
240
585
55
150
B80
120
kaltverfestigt/kaltverformt
bis 860
bis 1035
55-10
bis 300
bis C30
-
275
620
55
160
B85
weichgeglüht
120
-
weichgeglüht
240
600
55
150
B80
120
kaltverfestigt/kaltverformt
bis 860
bis 1035
55-10
bis 300
bis C30
-
weichgeglüht
240
634
50
160
B84
120
kaltverfestigt/kaltverformt
bis 860
bis 1035
50-10
bis 300
bis C30
-
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1
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Erklärungen zur Tabelle:
a)
b)
c)
Eigenschaften im kaltverformten Zustand sind für ungefähr ½ gehärtetes Metallblech, ausgenommen für 303, von daher sind
die Eigenschaften angelehnt an einen getrockneten Stoff.
Austenitisch rostfreier Stahl wird weichgeglüht zwischen 1010 und 1120°C.
Bei Zimmertemperatur
Somit ergeben sich folgende allgemeine Klassifikationen für austenitischen Stahl:
1.
Basis rostfreier Stahl 18-8 (Legierungsbestandteile von Chrom und Nickel), AISI 302 und 304 (Amerikanische
Normbezeichnung; American Iron & Steel Industrie), Werkstoff Nr. 1.4301 bzw. X5CrNi18-10
2.
Typen mit einem höheren Nickelgehalt, um die Neigung zur Formungshärte zu verringern und die
Tiefzieheigenschaften zu verbessern, 305 (1.4303 bzw. X4CrNi18-12).
3.
Die besonders korrosionsbeständigen, molybdänhaltigen Typen 316 (1.4401 bzw. X5CrNi17-2-2) und
317.
4.
Stabilisierte Typen, 321 (1.4541 bzw. X6CrNiTi18-10) und 347.
5.
Die Stähle mit einem besonders niedrigen Kohlenstoffgehalt, 304L und 316L.
6.
Die Schweißelektrodentypen, 308 und 309.
7.
Die oxydationsbeständigen Typen, 308 und 309 (1.4833 bzw. X18CrNi23-13), 310 (1.4845 bzw. X8CrNi25-21),
314 und 302B.
8.
Die Variante für spanende Bearbeitung, 303.
Zähigkeit in Bezug auf Kerbschlag wird für die einzelnen Typen nicht angegeben, weil man sicher davon ausgehen
kann, dass die Kerbschlagwirkung von austenitischem Stahl in ihrer Gesamtheit bei allen Temperaturen hoch ist. Ohne
diese Einschränkung werden normalerweise Kerbschlagwerte von rund 135J bei Temperaturen von -195°C (flüssiger
Stickstoff) erreicht. Für noch niedrigere Temperaturen gibt es bislang nur wenig Erfahrungswerte, aber diejenigen, die
zur Verfügung stehen zeigen ebenso gute Eigenschaften bei Einkerbungen.
Zu 1.
Basis 18-8; AISI 302 und 304 (1.4301 bzw. X5CrNi18-10)
Diese Stahltypen und insbesondere Typ 304 stellen mehr als die Hälfte der gesamten Produktion von rostfreien Stählen
dar. Typ 304 ist das Arbeitspferd unter den rostfreien Stählen: er wird für den täglichen Gebrauch genutzt, wie etwa für
Haushaltsgeräte, Architektur, allgemeine Anwendungsbereiche, aber auch für hochwertige Nutzungen, etwa für
Kernreaktoren und kryogene Geräte. Neben guten Eigenschaften in Bezug auf Korrosion bieten diese Stahltypen eine
ausgezeichnete Formbarkeit sowie sehr gute Schweißbarkeit. Typ 304, für den die AISI-Klassifizierung einen
Kohlenstoffgehalt von maximal 8,88% angibt, wird heutzutage mit einem viel niedrigeren Kohlenstoffgehalt produziert,
etwa 0,04%, weil der AOD-Schmelzprozess (Argonbehandlung) eine Abkühlung vereinfacht. Das Schweißen
dünnwandigen Materials wird dann nicht eine Sensitisierung auf diesem Niveau von Kohlenstoff zur Folge haben.
Diese Typen werden ab und zu im formungsgehärteten Zustand gebraucht. Die Temperatur, die für die kalte Formung
gegeben ist, beeinflusst in einigem Ausmaß die mechanischen Eigenschaften, in Verhältnis zu dem, was martensitisch
geformt würde, wenn die Temperatur etwas herabgesetzt würde. Kalt Formen bei Temperaturen unter null ergibt eine
interessante und brauchbare Kombination aus Stärke und Zähigkeit.
Zu 2.
Stahl mit höherem Nickelgehalt: AISI 305 (1.4303 bzw. X4CrNi18-12)
Der höhere Nickelgehalt dieses Stahltyps (10 bis 13%) stabilisiert das Austenitische, wodurch martensitische
Verformung verhindert wird. Die daraus resultierende geringe Verformungshärte wird bei intensiven
Formungsbearbeitungen gebraucht, z.B. Ziehen und Tiefziehen. Typische Anwendungsbereiche sind Füllhalterkappen,
komplexe Fässer und kalt gepresste Befestigungsmittel.
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2
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Zu 3.
Typen mit hoher Korrosionsbeständigkeit: AISI 316 en 317 (1.4401 bzw. X5CrNi17-2-2)
Diese Stahltypen enthalten 2 bis 3% bzw. 3 bis 4% Molybdän. Molybdän erhöht die Korrosionsbeständigkeit in
reduzierenden Medien sowie den Widerstand gegen Spaltkorrosion und Lochkorrosion in Chloridlösungen. In
Anbetracht dessen, dass Molybdän ein starker Ferritförderer ist, muss der Nickelgehalt erhöht werden, um die Bildung
von (Delta-)Ferrit zu verhindern. Zusätzliche günstige Effekte von Molybdän sind die verbesserte hohe
Kriechtemperatur und Zugfestigkeit.
Zu 4.
Stabilisierter Stahl: AISI 321, 347 en 348 (1.4541 bzw. X6CrNiTi18-10)
Hierbei handelt es sich um die klassische deutsche Form des Chrom-Nickel-Stahls. Neben der generellen
Kohlenstoffreduzierung ist die Titanstabilisierung (auch mit Niob möglich) eine weitere Möglichkeit, die
Kohlenstoffanteile abzubinden. Das besser reagierende Titan verbindet sich hier mit dem Kohlenstoff zu Titancarbid.
Die Kohlenstoffreduzierung ist die elegantere Methode, da sich gerade die Titancarbide in einer deutlichen
Verschlechterung der Zerspanbarkeit zeigen und durch das Herausreißen dieser Karbide beim Schleifen und Polieren
eine geringere Oberflächentiefe erzielt wird.
Die Zusammenstellung von 321 stimmt mit der von 304 überein, allerdings wurde Titan hinzugefügt, mindestens dem
fünffachen Kohlenstoffgehalt entsprechend. Bei Typ 347 ist der Karbidbilder ein Gemisch aus Niobium und Tantal, das
in einer Höhe von mindestens dem Zehnfachen des Kohlenstoffgehaltes hinzugefügt wurde. Bei Typ 348 liegt dieselbe
Zusammensetzung vor, allerdings ist hier der Tantalgehalt auf 0,1% beschränkt. Dieser Typ ist überwiegend durch
Niobium stabilisiert. Die mechanischen Eigenschaften bei Zimmertemperatur der stabilisierten Typen sind dieselben
wie die von Typ 304.
Zu 5.
Extra niedriger Kohlenstoff-Stahl: AISI 304L en 316L
Dieser Stahl enthält maximal 0,03% Kohlenstoff, mit dem Ziel, die Sensitisierung beim Schweißen oder während des
spannungsarmen Glühens zu reduzieren. Die extra niedrigen Kohlenstofftypen werden mittlerweile häufiger genutzt als
stabilisierter Stahl, vor allem weil diese Stahltypen durch den AOD-Schmelzprozess in ökonomisch
verantwortungsvoller Weise produziert werden können. Die Streckgrenze dieser L-Typen ist niedriger als die von ihren
304- und 316-Gegenspielern und aus diesem Grund sind die ihnen zugebilligten Entwicklungswerte niedriger. Um
dieses Problem zu lösen wurden angepasste Typen entwickelt, bei denen Stickstoff zugefügt wurde. Dies sind die
Typen 304LN und 316LN, die bis zu 0,18% Stickstoff enthalten. Stickstoff in einer festen Lösung erhöht die
Streckgrenze bis mindestens auf das Niveau der Standardtypen 304 und 316. Außerdem verträgt Stickstoff
Sensitisierung.
Zu 6.
Schweißelektrodentypen: AISI 308 en 309
Ein Anwendungsbereich dieser Stahltypen ist der für Schweißelektroden. Das Zusammensetzungsgleichgewicht billigt
im zusammengeschmolzenen Schweißmetall die Bildung einer beherrschten Menge Deltaferrit zu, eine Forderung, um
Wärmerisse von austenitischem rostfreiem Stahl zu verhindern. Für diese Stahltypen gibt es noch weitere
Anwendungsgebiete, doch dazu später.
Zu 7.
Oxidationsbeständige Typen AISI 302B, 308, 309, 310 und 314
Die Typen 308, 309 und 310 verfügen über einen hohen Chromgehalt, durch den sie einen guten Widerstand gegen
Oxidation bei hohen Temperaturen verfügen. Der erhöhte Nickelgehalt verbessert den Widerstand gegen wechselnde
Oxidation. Der höhere Legierungswert von Typ 310 trägt zu einer sehr hohen Stärke bei hohen Temperaturen bei.
Die Typen 302B und 314 enthalten 2 bis 3% bzw. 1,5 bis 3% Silizium. Der hohe Anteil an Silizium verbessert nicht nur
den Widerstand gegen Oxidation, sondern senkt bzw. unterdrückt er in vielen Fällen vollkommen das Auftreten von
Abkühlung bei hohen Temperaturen.
Zu 8.
Spanbare Typen: AISI 303 und 303Se
Der hohe Schwefel- und Selengehalt dieser Stahltypen verbessert ihre Spanbarkeit. Aus diesem Grund werden sie
ausschließlich in Form von dicken und dünnen Stäben produziert und sie werden überwiegend für die
Massenproduktion von Drahtschneide-Automaten gebraucht. Die Version mit Selen wird für große Durchmesser und
Wanddicken verwendet und ist nicht so gebräuchlich wie die Schwefel enthaltende Variante. Die
Korrosionsbeständigkeit dieser Typen wird durch die Anwesenheit von Sulfiden negativ beeinflusst und es muss darauf
geachtet werden, dass sie nicht an Stellen verwendet werden, an denen ihre Korrosionsbeständigkeit nicht ausreichend
ist.
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Rostfreier Duplex-Stahl (austenitisch-ferritisch)
Die Rostfrei-Stahlklasse ist seit Langem bekannt, hat aber bis vor ungefähr zehn Jahren keine praktische Rolle in der
Anwendung gespielt. Der gestiegene Bedarf an rostfreiem Stahl mit besserem Widerstand gegen durch Chloride
induzierte Risse bildende Spannungskorrosion sowie höhere mechanische Stärke haben seitdem Duplex-Stahl
vollkommen ins Blickfeld der Anwendung gerückt. Als Ergebnis ausgiebiger Forschungen und Entwicklungen sind
zahlreiche neue Knetlegierungen entwickelt worden und es gab genügend technische Entwicklungen, um Duplex-Stahl
als eine eigene Stahlsorte zu behandeln, zwischen einerseits ferritischem Edelstahl (Edelstahl = alte Bezeichnung für
rostfreier Stahl) und andererseits austenitischem Edelstahl. Damit kombiniert Duplex-Stahl eine Anzahl von
Eigenschaften aus beiden genannten Sorten: die Festigkeit, die mechanische Stärke, Korrosionsstabilität und die
Verarbeitbarkeit sind noch besser als die von austenitischem Edelstahl. Die prädominierenden Phasen bei DuplexStahl sind Ferrit und Austenit. Das Verhältnis zwischen diesen Phasen spielt für die Definition der Eigenschaften eine
wichtige Rolle.
1
Kommerziell lieferbare Duplex-Legierungen
Tabelle 2 gibt eine Übersicht über die schon etwas älteren sowie über eine Anzahl jüngst entwickelter DuplexLegierungen und über ihre Zusammensetzung. Der Gehalt an Chrom liegt bei diesen Stahltypen auf drei verschiedenen
Niveaus: 18, 22 und 25%. Der Nickelgehalt variiert von 3 bis 6%, und seine Hauptfunktion ist die Strukturbeherrschung.
Alle Legierungen enthalten Molybdän, was ein Hinweis darauf ist, dass dieser Stahl für korrodierende Anwendungen
entwickelt wurde, für die im Allgemeinen eine Korrosionsbeständigkeit gefordert wird, die höher als die von Typ 304 ist
und in manchen Fällen sogar besser als die von Typ 306. Die neueren Legierungen enthalten auch einen höheren
Gehalt an Stickstoff, welcher für die Strukturbeherrschung, Stärke und verbesserte Korrosionsbeständigkeit hinzugefügt
wurde. Im Falle von Gusslegierungen kann das Verhältnis von austenitisch und ferritisch anhand von Schaeffler- oder
Delong-Diagrammen vorausberechnet werden. Diese Diagramme sind aber leider nicht genau auf Knetlegierungen
anwendbar, da das Ferrit, das -wie in diesen Diagrammen vorgegeben- beim Erstarren entsteht, beim warmen
Verarbeiten (ca. 1000 bis 1200°C) teilweise in Austenit übergeht.
Ein adäquates Äquivalenzdiagramm für Knetlegierungen ist (noch) nicht vorhanden. Die ersten Duplex-Stahltypen
waren sensibel in Bezug auf Wärmerisse, die vom Chromkarbid auf den austenitisch-ferritischen Grenzflächen
ausgingen. Dieses Problem wurde gelöst durch Senkung des Gehaltes an Kohlenstoff oder durch Zugabe von Titan,
welches wiederum den Kohlenstoff zum Titankarbid bindet.
Tabelle 2: Legierungszusammenstellung in gew. % von kommerziellen rostfreien Duplex-Stählen, Richtwerte für mechanische
Eigenschaften im weichgeglühten Zustand bei Zimmertemperatur.
Typ
Ferral um
255
(a)
7 Mo
(b)
U30
(c)
3 RE60
(d)
SAF 2205
(d)
Nominale Zusammensetzung
[%]
max. 0,08C; 24-27Cr;
4,5-6,5Ni; 2-4Mo;
1,3-4,0Cu
max. 0,08C; 23-28Cr;
2,5-5,0Ni; 1,0-2,0Mo;
Ferrit
[%]
Rp 0,2
Dehngrenze
[ MPa ]
Zugfestigkeit
[ MPa ]
50
min.480
min. 740
min. 20
85
565
683
31
315-440
590-800
20-15
Rek
[%]
max. 0,03C; 20-22Cr;
5,5-8,5Ni; 2,0-3,0Mo;
0,5Cu
30-50
max. 0,03C; 18,5Cr;
4,7Ni; 2,7Mo;
50
450
700-900
30
max. 0,03C; 22Cr;
5,5Ni; 3,0Mo
45
410-450
680-900
25
Erläuterungen zur Tabelle:
a) Handelsmarke von Cabot Corp.
b) Handelsmarke von Carpenter Technology Corp.
c) Handelsmarke von Creusot-Loire.
d) Handelsmarke von Sandvik AB
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2
Ausscheidung von Phasen in Duplex-Stahl
Wenn doppelter Duplex-Stahl bei 1000 bis 1150°C weichgeglüht wird, dann sind die einzigen anwesenden Phasen
Ferrit und Austenit. Im Allgemeinen ist eine schnelle Abkühlung erforderlich, um die Ausscheidung von anderen Phasen
zu verhindern. Bei Temperaturen unter 1000°C ist Duplex-Stahl nicht stabil und es entstehen zusätzliche Phasen:
verschiedene Karbide, bröckelige chromreiche Phasen und Alpha Prime (a‘).
Es werden zwei Typen von Chromkarbiden auf den Körnungsgrenzen ausgeschieden M 7C3 und M22C6. M7C3 präzipitiert
bei 950 bis 1050°C und kann verhindert werden, indem man dieses Temperaturintervall auf weniger als zehn Minuten
beschränkt. M22C6 präzipitiert sehr schnell unterhalb von 950°C. Sigma-Phasen-Präzipitation wird durch Polybdän
verstärkt und kann dadurch umgangen werden, dass man in weniger als in zwei bis drei Minuten bis auf 900°C
herunterkühlt. Alpha-Prime-(a’-)Ausscheidung kommt ausschließlich im Ferrit vor und ergibt eine 475°C-Bröckelung. Da
nur der Ferrit bröckelig wird, während der Austenit unangetastet bleibt, wird die Legierung als Ganzes nicht so stark
bröckelig wie es bei ferritischem rostfreiem Stahl bei der Ausscheidung von Alpha Prime üblich ist.
3
Mechanische Eigenschaften
Die Dehnungsgrenze von Duplex-Stahl ist ungefähr zwei- bis dreimal so hoch wie die von austenitischem rostfreiem
Stahl (400-550 MPa gegenüber 200-250 MPa), während die Zugstärken ungefähr dieselben sind. Die höhere
Dehnungsgrenze ist ein nicht zu unterschätzender Vorteil, der sich zu einer ziemlichen Gewichtseinsparung auswirken
kann. Die Dehnbarkeit von Duplex-Stahl ist niedriger als die von austenitischem rostfreiem Stahl, ist aber
nichtsdestotrotz ausreichend für die Anwendung in den meisten Betriebsbereichen.
Die Zähigkeit von Duplex-Stahl liegt zwischen der von austenitischem und der von ferritischem rostfreiem Stahl. Die
Varianz in Bezug auf die Zähigkeit, ausgedrückt durch die Zähigkeit-Brüchigkeit-Übergangstemperatur, wird durch die
Menge an Ferrit-Phase bestimmt. Die Austenit-Phase, die sehr zäh ist, hat darauf günstige Auswirkungen.
Wenn der Ferritgehalt höher als ungefähr 60-70% wird, fällt die Charpy-Einkerbungs-Energie steil ab. Die meisten
kommerziell verwendeten Typen enthalten ungefähr 50% Ferrit und verfügen aus diesem Grund über eine
einigermaßen gute Zähigkeit. Es muss allerdings immer im Kopf behalten werden, dass in Duplex-Knetlegierungen das
Austenit und Ferrit in Reihe und in Walzrichtung liegen und dass die Zähigkeit von der Ausrichtung abhängt. Optimale
Zähigkeits-Werte werden erreicht, wenn die Einkerbungsversuche so durchgeführt werden, dass die Rissrichtung
rechtwinklig zur Reihenstruktur liegt.
Optimale Zähigkeit wird bei Duplex-Stahl durch schnelle Abkühlung von der Schwachglühtemperatur aus erreicht.
Langsame Abkühlung oder Stehen bleiben auf der dazwischen liegenden Temperatur wird zu unterschiedlichen
Graden von Bröckelung führen, bedingt durch die Ausscheidung von Alpha Prime (475°C-Bröckelung) und SigmaPhasenbildung. Die Bildung der Sigma-Phase wird durch Molybdän verstärkt, das als Legierungselement in nahezu
allen kommerziellen Duplex-Stahltypen verwendet wird. Die zwei Erscheinungsformen der Bröckelung werden im
Temperaturbereich von 400-500°C und oberhalb von 700°C wahrgenommen.
4
Korrosion und Spannungskorrosion
Der allgemeine Korrosionswiderstand von kommerziellem rostfreiem Duplex-Stahl variiert in Bezug auf den
Chromgehalt, den Gehalt an Molybdän und Stickstoff. Im überwiegenden Teil des korrodierenden Mediums ist DuplexStahl den Typen 304 und 316 überlegen. Der Widerstand von Duplex-Stahl gegen Lochfraßkorrosion ist ebenfalls dem
der Typen 304 und 316 überlegen. Die Stahltypen aus rostfreiem Duplex-Stahl mit Kupferlegierung, die 25% Chrom
und 3% Molybdän enthalten, haben einen guten Widerstand gegen Korrosion in Meerwasser, sogar in warmem
Meerwasser.
Duplex-Stahl wird unter bestimmten Umständen in CO 2-Leitungssystemen verwendet sowie für bestimmte
säurehaltigen Gas-down-hole-Röhren bei der Ölgewinnung.
Der Widerstand von Duplex-Stahl gegenüber interkristalliner Korrosion variiert innerhalb der kommerziellen
Legierungen hauptsächlich aufgrund der Funktion des Kohlenstoffgehalts und dem Austenit-Ferrit-Gleichgewicht.
Legierungen mit einem hohen Gehalt an Kohlenstoff und einem zum Ferrit schlagenden Phasengleichgewicht sind
empfindlich gegenüber interkristalliner Korrosion und machen ein schwaches Glühen nach dem Schweißen nötig. Die
überwiegende Mehrheit der kommerziellen Legierungen hat einen niedrigen Kohlenstoffgehalt (< 0,03%). Die Fähigkeit
von Duplex-Stahl gegen interkristalline Korrosion Widerstand zu bieten hängt von der Zusammensetzung der Legierung
ab, ebenso vom Schweißprozess und der Umgebung, in dem die Konstruktion zur Anwendung kommt.
Obwohl Duplex-Stahl empfindlich gegenüber einer durch Chloride hervorgerufene Spannungsrisskorrosion ist, hat er
gegenüber austenitischem Edelstahl erhebliche Vorteile. Sein Verhalten wird durch die Zusammensetzung des
Phasengleichgewichts beeinflusst; je höher der Anteil an Ferrit, desto besser ist der Widerstand gegen
Spannungskorrosion. Der Schwellenwert der Spannung, unterhalb derer keine Spannungskorrosion auftritt, ist bei
Duplex-Stahl viel höher als der bei Typ 304. Ebenso wie beim interkristallinen Korrosionsverhalten muss man beim
Widerstand gegenüber Spannungsrisskorrosion bei Duplex-Stahl auf die Zusammensetzung, das Phasengleichgewicht,
das Spannungsniveau und die Umgebung achten.
Ir. A.J. Schornagel
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