Verarbeitung nichtrostender Duplexstähle – Ein …

1 Verarbeitung nichtrostender Duplexst hle Ein praktischer Leitfaden2 Verarbeitung nichtrostender Duplexst hle Ein praktischer LeitfadenErste Auflage 2011 IMOA 1999-2011 ISBN 978-1-907470-04-2 Herausgeber: International Molybdenum Association(IMOA), London (Gro TMR Stainless, Pittsburgh, PA (USA)Deutsche bersetzung: Euro Inox mit fachlicher Be-ratung durch Dr. Ulrich Heubner, Werdohl, und Wolf-Berend Busch, BielefeldGestaltung: circa drei, M nchen (Deutschland)IMOA dankt dem International Stainless Steel Forumund Euro Inox f r die Mitwirkung an der sollen die folgenden Unternehmen besonderserw hnt werden, die Beitr ge geleistet sowie Hin-weise gegeben haben: Acerinox, Allegheny Ludlum,Aquatech, Aperam, Baosteel, Columbus Stainless, JSL Limited, Nippon Yakin Kogyo, North AmericanStainless, Outokumpu Stainless, Sandvik, Swagelokund Yieh United Steel Titelseite: Meads Reach, Temple Quai, Bristol (Gro britannien).)

2 Quelle: (Verarbeiter), (Foto)Die International Molybdenum Association (IMOA) hatgr te Anstrengungen unternommen sicherzustellen,dass die in dieser Brosch re enthaltenen Informatio-nen technisch zutreffend sind. Gleichwohl bernimmtIMOA keinerlei Haftung f r deren Richtigkeit oderNutzbarkeit f r allgemeine oder spezielle Leser wird darauf hingewiesen, dass die Ausf h-rungen lediglich der allgemeinen Information k nnen keine Verfahrensvorschriften ersetzen undsollten nicht ohne vorherige sachkundige Beratungim Einzelfall angewandt werden. IMOA, ihre Mitglieder,Mitarbeiter und Berater bernehmen keinerlei Haf-tung oder sonstige Verantwortlichkeit f r finanzielle,materielle oder k rperliche Sch den, die aus der Nutzung der in dieser Ver ffentlichung enthaltenenInformation erwachsen.

3 In der vorliegenden Brosch rewurden vor allem ASTM und EN-Normen herangezo-gen; Werkstoffnormen k nnen jedoch l nderspezifischverschieden der nichtrostenden Duplexst hle53 Chemische Zusammensetzung und Rolle der Zusammensetzung der nichtrostenden Duplexst Rolle der Legierungselemente bei nichtrostenden Duplexst hlen84 Die Metallurgie der nichtrostenden Duplexst hle105 Korrosionsbest urebest ndigkeit gegen ber alkalischen und Spaltkorrosionsbest ndigkeit ndigkeit gegen Spannungsriss-korrosion166 Anwendungsbezogene Spezifikationen und Qualit ferfordernisse Chemische L sungsgl hen und Pr Zugversuche und H rtepr Kerbschlagversuche und metallo-graphische Untersuchungen auf intermetallische

4 Phasenanteile gem metallographischer oder magnetischer Korrosionspr Schwei nahtausf hrung und -pr fung 227 Mechanische Eigenschaften238 Physikalische und L sungsgl Dr cken3111 Spanende Bearbeitung nichtrostender Duplexst Allgemeine Hinweise f r die spanende Verarbeitung nichtrostender Duplexst Drehen und Plandrehen Planfr sen mit gesinterten Hartmetallen Spiralbohren mit HSS-Bohrern3412 Schwei en nichtrostender Duplexst Allgemeine Unterschiede zwischen nichtrostenden austenitischen und Duplexst Wahl des Reinigung vor dem Schwei Vorw W rmeeintrag und Zwischenlagen-temperatur W rmebehandlung nach dem Schwei en Angestrebtes Qualifizierung der Schwei Schwei Wolfram-Lichtbogenschwei en Metall-Schutzgasschwei en (MSG/MAG) F lldrahtschwei Schwei en mit umh llter Stabelektrode (E-Handschwei en) Unterpulverschwei en (UP) Elektronen- und Laserstrahlschwei en Widerstandsschwei en4613 Andere Vorbereitung des zu f genden Bereichs Weichl Hartl Markierungen, Farben, Schmutz und l Schwei spritzer, Anlauffarben, Fluss-mittel, Schlackenreste, Z ndstellen5015 Anwendungen nichtrostender Duplexst hle51 Weiterf hrende Literatur54 Literaturverweise57 Anhang 1.

5 Nichtrostende Duplexst hle Bezeichnungen und Produktnamen 58 Anhang 2: Zusammenfassung von Normen604 Nichtrostende Duplexst hle stellen eine Stahlgruppedar, die hohe Korrosionsbest ndigkeit mit hoher Festigkeit und guter Verarbeitbarkeit vereint. Ihrephysikalischen Eigenschaften liegen zwischen jenender austenitischen und der ferritischen Sorten, in derTendenz jedoch n her an denen von Ferriten und Bau-st hlen. Die Best ndigkeit gegen chloridinduzierteLoch- und Spaltkorrosion ist abh ngig vom Chrom-,Molybd n-, Wolfram- und Stickstoffgehalt. Sie ist h ufig vergleichbar mit jener der Sorte EN (AISI 316), kann aber auch oberhalb der von meer-wasserbest ndigen Sorten wie den 6 %-Mo-Aus -teniten liegen.

6 Allen Duplexst hlen ist gemeinsam,1 Einleitungdass ihre Best ndigkeit gegen chloridinduzierteSpannungsrisskorrosion deutlich h her ist als die der Nickelaustenite ( der AISI-300er-Familie).Auch ihre Festigkeit ist deutlich h her als im Falleder Austenite bei gleichzeitig guter Duktilit t und Z der Verarbeitung gibt es viele Gemein-samkeiten zwischen austenitischen und Duplex-Sorten, allerdings auch bedeutende hohe Legierungsgehalt und die hohe Festigkeitder Duplex-St hle machen es erforderlich, die Ver- arbeitungstechniken anzupassen. Der vorliegendeLeitfaden wendet sich an Verarbeiter bzw. Nutzer mitErgebnisverantwortung f r die Verarbeitung .

7 Er bietetpraktische Informationen f r die erfolgreiche Arbeitmit nichtrostenden Duplexst hlen. Vorherige Erfah-rung in der Verarbeitung nichtrostender St hle wirdvorausgesetzt. Vergleiche beziehen sich zumeist aufSt hle der AISI-300er-Serie bzw. Verarbeitung nichtrostender Duplexst hle unter-scheidet sich von derjenigen anderer nichtrostenderSt hle, ist aber nicht cke aus nichtrostendem Duplexstahl in Stockholm, Schweden (Quelle: Outokumpu) 52 Geschichte der nichtrostenden Duplexst hleNichtrostende Duplexst hle, also Sorten mit ann -hernd gleichen Gef geanteilen von Austenit und Fer-rit, gibt es seit rund 80 Jahren. Die fr hesten Sortenenthielten Chrom, Nickel und Molybd n.

8 Die erstenDuplex-Knetlegierungen wurden 1930 in Schwedenhergestellt und in der Celluloseproduktion nach demSulfitverfahren eingesetzt. Sie sollten das Problemder interkristallinen Korrosion l sen, das bei den fr -hen, hochkohlenstoffhaltigen austenitischen Sortenauftrat. Duplex-Stahlguss wurde 1930 in Finnlandhergestellt. 1936 wurde in Frankreich das Patent f reinen Vorl ufer des sp teren Uranus 50 erteilt. DerStahl AISI 329 (heute EN ) b rgerte sich nachdem Zweiten Weltkrieg ein und wurde vielfach f rW rmetauscherrohre bei Prozessen eingesetzt, beidenen Salpeters ure verwendet wurde. Eine der ers-ten Sorten, die speziell im Hinblick auf verbesserteBest ndigkeit gegen Spannungsrisskorrosion (SRK)entwickelt wurde, hie 3RE60.

9 In den darauf folgen-den Jahren wurden nichtrostende Duplexsorten so-wohl als Walz- wie auch als Gusslegierungen in zahl-reichen industriellen Anwendungen, Beh ltern,W rmetauschern und Pumpen, Duplex-St hle der ersten Generation wiesenbereits vorteilhafte Eigenschaften auf, hatten jedochim geschwei ten Zustand ihre Grenzen. In der W rme-einflusszone (WEZ) war ihre Z higkeit wegen eineszu hohen Ferritanteils begrenzt und auch die Korrosi-onsbest ndigkeit war deutlich geringer als im Grund-werkstoff. Dadurch war das Einsatzgebiet dieser fr -hen Duplexst hle auf ungeschwei te Teile und damitauf wenige, spezielle Anwendungen beschr nkt. 1968er ffnete die Entwicklung des AOD- (argon oxygendecarburization-) Prozesses die M glichkeit, eineganze Bandbreite neuer nichtrostender St hle herzu-stellen.

10 Zu den Fortschritten, die mit dem AOD-Pro-zess m glich wurden, geh rte auch das gezielte Hin-zulegieren von Stickstoff. Die Stickstofflegierung vonDuplexst hlen erlaubte es, im geschwei ten Zustandeinen Grad von Z higkeit und Korrosionsbest ndig-keit zu erreichen, der sich dem des Grundwerkstoffsann herte. Die verbesserte Austenitstabilit t wirkteauch der Bildung unerw nschter intermetallischerPhasen nichtrostenden Duplex-St hle der zweiten Gene-ration sind durch das Hinzulegieren von Stickstoffcharakterisiert. Ihr Aufkommen in den sp ten 1970erJahren fiel mit der Erschlie ung von l- und Gas -feldern in der Nordsee zusammen, die Bedarf annichtrostenden St hlen mit herausragender Korro -sionsbest ndigkeit, guter Verarbeitbarkeit und hoher Festigkeit weckte.