Werkstoffauswahl - aber richtig! Deutsche Edelstahlwerke GmbH

Transcription

Werkstoffauswahl - aber richtig!
- Empfehlungen zu nichtrostenden Stählen - Schulungsunterlagen -
Deutsche Edelstahlwerke GmbH
Frank Wilke,
www.dew-stahl.com
Einteilung der nichtrostenden Stähle und Entwicklungsbereiche
Optimierte
Eigenschaften
Familien-Stammbaum
Duplex
Ferrit (C↓
↓) 1.4016
Ni-arme
Werkstoffe
Martensit
(C↑
↑) 1.4021
Cu, Ti,
Nb, S,
N, .....
1.4401
B
a
u
m
Ersatz für
Ni Basis
1.4307
Eigenschaften
1.4057
1.4418
Austenit
(V2A)
1.4305
1.4460
1.4541
1.4512 Sonder
1.4301
1.4511
1.4006
1.4462
1.4571
1.4435
Austenit
(V4A)
1.4404
Mo
EN DIN
10088
Ni
Cr
1
Edelstahl Rostfrei – Werkstoffauswahl
Ferrit mit Untergruppen
Duplex
Austenite
4122 M
4724 F
3813
4429
4567
4875
4460
3543 H
4125 H
4731 M
3816
4430
4570
4876
4462
3892 F
4313 M
4732 M
3818
4435
4571
4878
4501
4000 F
4418 M
4735 F
3911
4436
4573
4882
4596
4002 F
4502 F
4742 F
3948
4438
4576
4893
4820
4003 M
4509 F
4748 M
3952
4439
4578
4910
4821
4005 M
4510 F
4762 F
3954
4440
4580
4919
4872
4006 M
4511 F
4763 F
3964
4441
4586
4941
4015 F
4512 F
4767 F
3974
4442
4610
4943
4016 F
4513 F
4903 M
4300
4455
4695
4944
4021 M
4520 F
4911 M
4301
4465
4696
4958
3541 H
4024 M
4521 F
4913 M
4303
4466
4697
4959
4028 M
4522 F
4914 M
4305
4503
4698
4961
4031 H
4523 F
4921 M
4306
4505
4828
4962
4034 H
4525 F
4922 M
4307
4506
4829
4971
4037 H
4532 PH
4923 M
4310
4519
4833
4980
4529
4841
4988
4044 M
4534 PH
4924 M
4311
4057 M
4542 PH
4926 M
4314
4536
4842
4104 M
4545 PH
4933
4316
4539
4845
4105 F
4548 PH
4934 M
4318
4541
4847
4850
4106 M
4564 PH
4936 M
4332
4544
4108 M
4568 PH
4938
4337
4546
4853
4110 M
4594 PH
4939 M
4361
4550
4860
4112 H
4700 F
4370
4551
4861
4113 F
4712 F
4401
4556
4863
4116 H
4713 F
4404
4561
4864
4117 H
4718 M
4406
4563
4871
4120 M
4720 F
4427
4565
4873
F = Ferrit, M = Martensit, H = härtbar, PH = aushärtbar
Alle Werkstoffe 1.xxxx
Werkstoffe mit unterschiedlichen Werkstoff-Nummern,
aber ähnlicher oder gleicher Analyse
0473 = 1160
2305 = 3530
3559
= 7015
4301
= 6900
6523 = 6526
0495 = 1133
2316 = 4122
3563
= 7223
4310
= 4324WL
6566 = 6571
0570 = 1133
2331 = 7227
3566
= 7242
4311
= 6907
6571 = 6757
0601 = 1221
2361 = 4112 KLM
3567
= 7243
4401
= 4919
6580 = 6586
6580 = 6604
2745 = 5860
3570
= 7311
4429
= 4910
1060 = 1180
2766 = 6747
3576
= 6571
4429
= 6967
6657 = 6721
1191 = 1194WL
2780 = 4828
3941
= 4303
4541
= 4544WL
6926 = 6944WL
= 4941
1303 = 5231
2782 = 4841
3945
= 4311
4541
2787 = 4057
3952
= 4429
4541
= 4878
7030 = 7036
2057 = 3503
2823 = 5029
3953
= 4438
4541
= 6903
7131 = 7139
2067 = 3505
2892 = 4542
3954
= 4565
4542
= 4548WL
7218 = 7258
3958
= 4301
4546WL = 4550
2083 = 4034
3505 = 3514WL
2241 = 8159
3523 = 7147
4014WL = 4021
2242 = 7701
3541 = 4034
4044WL = 4057
5025
= 7106
7734WL = 7736
2249 = 8152
3543 = 4125 KLM
4300
= 4314WL
5920
= 5934WL
7734WL = 8521
2296 = 4005
3544 = 4125 KLM
4301
= 4314WL
2302 = 2311
3549 = 4112 KLM
4301
= 4948
6522
= 6543
8507 = 8544WL
Legende: 1.xxxx
WL = Luftfahrt-Variante
4938
= 4939WL
7242 = 7262
2103 = 7108
7323 = 7333
7707 = 8519
xxxx = gängigere Variante
KLM = keine Liefermöglichkeit
Wilke, 05/11
2
Werkstoffauswahl rostfreier Stähle
• Gibt es eine Kundenvorschrift / Spezifikation ?
• Wird am Bauteil geschweißt ?
• Wird das Bauteil im Lebensmittelbereich eingesetzt ?
• Ist das Bauteil gebogen, kalt verformt?
• Unterliegt das Bauteil nach Einbau der Druckbehälterverordnung (TRD, AD...) ?
• Ist das Bauteil über 40mm Ø oder dicker als 10 mm und wird verschweißt ?
• Ist das Bauteil ein dekoratives Bauteil ? Baunorm wichtig ?
• Wird das Bauteil im Innenbereich oder im Außenbereich eingesetzt ? Aufkonzentrationen ?
• Wie hoch ist die korrosive Belastung hochchlorhaltiger Wässer?
• Oberfäche des Produktes? (gebeizt/blank)
Erst danach ist ein sicheres Angebot möglich!
Edelstahl Rostfrei – Korrosionsbeständigkeit
Einfluss vom Chromgehalt auf die allgemeine Korrosionsbeständigkeit
Erst ab 1.4021 ist bedingte
Korrosionsbeständigkeit
gegeben!
Korrosionsempfindlichkeit
1.4005
1.4003
1.4021, 1.4034 ...
1.4016, 1.4307, 1.4404, 1.4435 ....
1.4462 1.4529
HochChromwerkstoffe
12
17
30
Chromgehalt [ %]
3
Kontaktkorrosion
Edelstahl Rostfrei – Korrosionsbeständigkeit
Rostfrei
Verzinkte selbstschneidende
Schraube
Nichtrostende Stähle in Kontakt mit Meerwasser (Rt, Spritzwasser)
DIN
Kurzbezeichnung
Beständig
1.4122
1.4542
X39CrMo17 1
X5CrNiCuNb17 44
1.4305
1.4301
Ergebnis
bedingt
allgem.
---
1)
1)
2)
2)
X8CrNiS18 9
X5CrNi18 10
-0
---
3)
2
1.4571
1.4521
1.4404
X6CrNiMoTi17 12 2
X2CrMoTi18 2
X2CrNiMo17 12 2
0
+
+
5)
5)
5)
4)
4)
4)
1.4462
1.4529
1.4539
X2CrNiMoN22 53
X1NiCrMoCuN25 20 7
X1NiCrMoCuN25 20 5
+++
++++
+++
6)
6)
6)
Oberfläche: Blank, Rz < 4µm, O2-Angebot, nicht geschweißt, Abmessung < 400 mm Ø
1) beständig mit katodischem Schutz
2) Korrosion nach Wochen
3) Korrosion nach Tagen
4) Korrosion nach Monaten
5) bei permanenter Reinigung täglich mit
Trinkwasser bis 2 Jahre
6) uneingeschränkt beständig
4
Edelstahl Rostfrei – Allgemeines
Die ferritischen Stähle besitzen folgende Eigenschaften:
bedingt schweißbar
−
geringe Festigkeit
−
nicht härt- und vergütbar
−
Grobkorngefahr
−
bedingt zerspanbar
+
gute Warm- und Kaltumformbarkeit
+
preiswert
+
hohe Beständigkeit gegen chloridinduzierte Spannungsrisskorrosion.
+
je nach Analyse gute Korrosionsbeständigkeit
⅃
magnetisch
⅃
gleicher Wärmeausdehnungskoeffizient wie Edelbaustahl
−
1.4511
mit ferritischem
Gefüge (Cr)
Beispiele:
1.4003, 1.4016, 1.4105,
1.4509, 1.4512, 1.4521
Stammbäume + Werkstoff-Datenblätter s. www.dew-stahl.com
Die austenitischen Stähle besitzen folgende Eigenschaften:
+
−
+
+
+
+
−
−
−
⅃
sehr gute Korrosionsbeständigkeit mit steigendem Legierungsgehalt, insb. Cr, Mo
jedoch anfällig für Spannungsrisskorrosion
sehr gute Warm- und Kaltumformbarkeit bedingt durch das hohe Verformungsvermögen (Duktilität, Dehnung)
sehr gute Schweißbarkeit
niedrige Wärmeleitfähigkeit
hohe Kerbschlagarbeitswerte auch bei tiefen Temperaturen, kaltzäh
nicht härtbar, jedoch Steigerung der Festigkeitswerte durch Kaltverfestigung
hoher Wärmeausdehnungskoeffizient
Preis
nicht magnetisierbar
1.4301
mit austenitischem
Gefüge (Cr, Ni)
Beispiele:
1.4307, 1.4404
1.4529, 1.4539
5
Edelstahl Rostfrei – Verarbeitung
Bewertung der 4301-Gruppe am Beispiel Langprodukte
1.4301
Standard f. < 40 Ø
+ leicht beschaffbar
- > 60 Ø Schweißprobleme
- nicht als AISI 304 L
1.4306
Sonderanwendungen
+ Salpetersäurequalität
+ ferritfrei
+ amagnetisch
- teuer
- kein Nirocut ® - bedingt spanbar
1.4307
neuer Standard > 40 Ø
+ universell einsetzbar
+ deckt 1.4301 mit ab
1.4567
Kaltstauchgüte < 16 Ø
+ gut kaltumformbar
- > 18 Ø nicht sinnvoll
- begrenzt spanbar
1.4541
trad. Werkstoff KKW
+ bekannt
- schlecht spanbar
- schlecht polierbar
- niedrige Streckgrenze
1.4305
Automatengüte
+ bekannt
+ sehr gut spanbar
- nicht für Druckbehälter
- nicht unter Raumtemperatur
+ Nirocut ®
- nicht für Lebensmittel
Charakteristische Element
C
Ni
S
4301 0,07
8,05 0,020
4306 0,02 10,55 0,005
4307 0,02
8,05 0,020
4567 0,02
9,05 0,005
4541 0,05
9,05 0,020
4305
0,07
8,05
0,28
- nicht schweißbar
- korrosionsbeständig wie Ferrit
4057
- nicht für Bau
- keine Kerbschlagzähigkeit
- schlecht kaltstauchbar
Ti
Cu
-------- 3,10
0,20 ---
--
Die Duplex-Stähle (austenitisch-ferritisch) besitzen folgende Eigenschaften:
+die 0,2% Dehngrenze liegt deutlich oberhalb der der austenitischen Stähle, bei
guten Zähigkeitskennwerten
+ günstige Dauerschwingfestigkeit auch in korrosiven Medien
+ bessere Beständigkeit gegen chlorinduzierte Spannungsrisskorrosion
gegenüber austenitischen Stählen
+ gute Umformbarkeit
+ gute Schweißbarkeit
+ hohe Kerbschlagzähigkeit gegenüber Stählen gleicher Festigkeit
− bedingt zerspanbar
⅃
magnetisierbar
1.4462
mit austenitischferritischem Gefüge
(Cr↑, Ni↓, Mo)
Duplex-Stähle
Beispiele:
1.4362, 1.4460
1.4501
6
Die martensitischen Stähle besitzen folgende Eigenschaften:
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
-
hohe Verschleißfestigkeit und Schneidhaltigkeit
gute Umformbarkeit
hohe Festigkeit
härtbar bzw. vergütbar
ansprechende, optimierte Korrosionsbeständigkeit
verbesserte Duktilität gegenüber früheren Martensiten
verbesserte Zerspanbarkeit gegenüber früher erzeugten Standardmartensiten
verbesserte Tieftemperatureigenschaften bei – 40 °C bei entsprechender Behandlung
sichere spannungsarme Fertigung
hohe Verfügbarkeit am Markt
international genormt
geringere Legierungszuschläge als Austenite Preis
Wärmebehandlungsaufwand, speziell nach dem Schweißen
1.4313
mit martensitischem
Gefüge (Cr, C, Ni)
Beispiele:
1.4057, 1.4021
1.4313, 1.4418
Verarbeitung vor Einsatz Fertigungsaufwand!
Arbeitsschritt
Günstiger
Werkstoff-Nr.
Ungünstige
Werkstoff-Nr.
Schmieden
1.4006 (F)
1.4301 (A)
1.4112 (F)
1.4529 (A)
Stanzen
1.4003
1.4713
Fügen (SZW)
1.4016
1.4034
Bohren
1.4003
1.4112
Zerspanen
1.4104
1.4539
Polieren
1.4116
1.4571
Biegen
1.4016
1.4713
Glühen
1.4301
1.4542
7
Edelstahl Rostfrei – Verfestigungsverhalten
WerkstoffNr.
Kurzname
1.4003
X2CrNi12
1.4016
X6Cr17
Korrosionsbeständigkeitsklasse /
Anforderungen
I
gering
Festigkeitsklassen
( mindest Streckgrenze )
S235 S275 S355 S460 S690
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
1.4301
X5CrNi18-10
1.4541
X6CrNiTi18-10
1.4318
X2CrNiN18-7
1.4567
X3CrNiCu18-9-4
X
X
X
X
X5CrNiMo17-12-2
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
1.4401
1.4404
X2CrNiMo17-12-2
1.4571
X6CrNiMoTi17-12-2
1.4439
X2CrNiMoN17-13-5
1.4539
X1NiCrMoCuN25-20-5
1.4462
X2CrNiMoN22-5-3
1.4565
X3CrNiMnMoNbN23-18-5-4
1.4529
X1NiCrMoCuN25-20-7
1.4547
X1CrNiMoCuN20-18-6
II
mäßig
III
mittel
X
X
X
X
IV
stark
X
X
X
X
X
X
X
X
Auszug aus Bauaufsichtlicher Zulassung Z 30.3-6
Edelstahl Rostfrei – Bauaufsichtliche Zulassung – Teil 2
1)
Durch regelmäßige Reinigung zugänglicher Konstruktionen
oder direkte Beregnung wird die Korrosionsbelastung
erheblich verringert, so dass um eine KWK abgemindert
werden kann. Bei möglicher Aufkonzentration der Stoffe
auf Oberflächen ist eine KWK höher zu wählen.
2)
Durch regelmäßige Reinigung zugänglicher Konstruktionen
kann die Konstruktionsbelastung erheblich verringert
werden, so dass Abminderung um eine KWK möglich ist.
3)
Bei Begrenzung der Lebensdauer auf 20 Jahre ist eine
Abminderung auf KWK l möglich, wenn Lochkorrosion bis
100 µm toleriert wird (keine optischen Anforderungen).
4)
Als unzugänglich werden Konstruktionen eingestuft,
deren Zustand nicht oder nur unter erschwerten Bedingungen kontrollierbar ist und die im Bedarfsfall nur
mit sehr großem Aufwand saniert werden können.
Auszug aus Bauaufsichtlicher Zulassung Z 30.3-6 (Mai 2011)
8
Der Widerspruch zwischen Verarbeitung und Einsatz an zwei Beispielen
Verfahrensschritt
W.-Nr.
1.4404
Stahlherstellung
Ja
Strangguss
Nein
Warmverformen
Ja
1-hitzig Walzen
Nein
Ja
Lösungsglühen /
abkühlen aus
Schmiedehitze
Nein
Ja
Gut spanbar
Nein
Ja
Mit SZW einfach
schweißbar
Nein
Wärmebehandeln
Mech. Bearbeitung
Fügen
W.-Nr.
1.4529
Oberflächenbehandeln
Einfach
Beizen nach
Schweißen
Beschaffungskosten
1700 1)
Basis Preis (€/t)
5100 1)
1) Beispiel Stab Ø 20 mm Blankstahl
2925 2)
LZ-Zuschlag (€/t)
5980 2)
Schwierig
2) Stand Mai 2011
Ersatz von teurem Rostfrei-Austenit durch:
Festigkeit
(Austenit)
Korr.Aufwand
universeller Kosten
Widerstand Bearbeitung Einsatz
⊕
⊕⊕
⊕⊕
⊕⊕

⊕
⊕⊕
⊕
⊕
⊕⊕
⊕⊕⊕
⊕⊕

⊕
⊕
⊕⊕
⊕⊕⊕

⊕⊕

("V2A-Stahl")
Ferrit
Martensit
Duplex
  = ungünstig
⊕⊕ = günstig
9
Werkstoffe und deren üblicher Verwendungszweck, Teil Langprodukte
Werkstoff-Nr.
Format
Verwendung
1.4003
∅, flach
Konstruktionsstahl bis – 60 °C
1.4005
∅
gut spanbar, weichmagnetisch, wenig rostbeständig
1.4006
∅, flach
Turbinenschaufeln, Wasserpumpenwellen
1.4016
Ø, flach
Ferrit, dekorative Teile
1.4021
∅, flach
Konstruktionsstahl, beständig gegen neutrale Wässer
1.4034
∅
Wälzlagerstahl, Verschleißteile
1.4057
∅
Konstruktionsstahl,verschleißbeständig, härtbar,Wellen
1.4104
∅
Automatenstahl, Konstruktionsstahl
1.4105
∅
weichmagnetischer Werkstoff, beständiger als 4005
1.4108
∅
verschleißbeständiger Sonderstahl
1.4112
∅
härtbar, verschleißbeständig
1.4116
∅, flach
Messerstahl
1.4122
∅
Konstruktionsstahl, Wellenwerkstoff
1.4125
∅
verschleißbeständiger Sonderstahl
1.4301
∅, flach
V2A, Standardaustenit
1.4305
∅
Standardaustenit, Automatenstahl
1.4306
∅, flach
nur noch im Einsatz für Salpetersäure
1.4307
∅, flach
wie 4301, für geschweißte dicke Bauteile
1.4310
∅, flach
Federstahl
1.4313
∅
Konstruktionsstahl
1.4316
∅
Standardschweißdraht für Rostfrei
Werkstoffe und deren üblicher Verwendungszweck
Werkstoff-Nr.
Format
Verwendung
1.4362
Ø
Duplex, dekorative Teile
1.4401
∅, flach
wie 4301, jedoch korrosionsbeständiger
1.4404
∅, flach
wie 4401, jedoch für geschweißte Bauteile (dickwandig)
1.4418
∅, flach
Konstruktionsstahl hochfest und korrosionsbeständig
1.4441
∅, flach
Implantatstahl
1.4462
∅, flach
Konstruktionsstahl Duplex, CL-beständig
1.4501
∅, flach
Konstruktionsstahl Duplex, hochkorrosionsbeständig
1.4509
Ø, flach
1.4512
Ø, flach
1.4529
∅, flach
hochkorrosionsbeständiger Austenit bei Zugspannungen
1.4539
∅, flach
Austenit, hochkorrosionsbeständig, Armbänder, CL
1.4541
∅, flach
wie 4301, schweißbar, stabilisiert
1.4542
∅, flach
hochfester aushärtbarer Stahl, Korrosion wie 4057
1.4550
∅, flach
wie 4301, Niob-stabilisiert für Luftfahrt- und
1.4567
∅
wie 4301 aber Kaltstauchstahl
1.4571
∅, flach
wie 4404, stabilisiert für geschweißte dicke Querschn.
Hitzebeständiger Ferrit unter 700 °C
1.4713
∅, flach
1.4718
∅
martensitischer Ventilstahl, Einlassventile
1.4828
∅, flach
hitzebeständiger Austenit bis 800 °C
hitzebeständiger Austenit bis 1000 °C
1.4841
∅, flach
1.4871
∅
austenitischer Ventilstahl, Auslassventile
1.4923
∅, flach
warmfester Stahl, Turbinenschaufeln
10
Kosten
b
i
l
l
i
g
4005
4006
4021
4034
4005
g
e
r
i
n
g
Zerspanung
g
u
t
4006
4021
4003
4034
4006
4104
4021
4003
4003
4122
4122
4003
Fertigungsaufwand
g
e
r
i
n
g
4104
4034
4003
4006
4034
4021
Verfügbarkeit
Markt
h
o
c
h
4021
4057
4104
4006
4016
4301
4005
4541
4016
4104
4034
4305
4305
4301
4016
4301
4057
4057
4305
4404
4057
4301
4122
4404
4305
4305
4341
4301/ 07 NC
4057
4571
4306
4306
4404 NC
4435
4005
4541
4404
4435 NC
4436
4404
4436
4306
4306
4571
4571
4436
4462
4016
4104
t
e
u
e
r
Korrosionsbeständigkeit
4436
4435
4462
4539
h
o
c
h
s
c
h
l
e
c
h
t
4435
4462
4539
4610
4610
h
o
c
h
4541
4571
4462
4539
4406 ESU
4541
4571
4122
4539
4122
g
e
r
i
n
g
4406 ESU
4306
4435
4436
4462
4003
4539
4113
Oberflächen Stabstahl/Blankstahl/Draht; Rostfrei
Oberfläche
Kurzzeichen
Ausführung
geeignet für
1 u, 1 c
schwarz,
mit Zunder
--
1 e
schwarz, mechanisch entzundert
schälen,
drehen
nicht ziehfähig!
gut für
hitzebeständig
gebeizt
schälen, drehen,
ziehen
rauhe Oberfläche
gut für
hitzebeständig
schälen,
Drehautomat
nicht rissfrei
gut für
Schmieden
schälen,
Drehautomat
Schälriefen,
grobe Toleranz
gut für
Schmieden
Fertigprodukt
nicht rissfrei,
ggf. kaltverfestigt
--
Fertigprodukt
nicht technisch
rissfrei, teuer
--
1 d
1 x
1 G
2 H
2 D
grob geschält,
überdreht
grob gefräst
grob geschält,
überdreht
grob gefräst
und rissgeprüft
Blankstahl,
gezogen,
geschält
Blankstahl,
gezogen,
geschält
und entspannt
2 B
wie 2 H
Fertigprodukt
2 G
wie 2 H + geschliffen
Fertigprodukt
Probleme
(Weiterverarbeitung)
hoher Werkzeugverschleiß beim
Zerspanen.
Nicht ziehfähig!
technisch rissfrei,
ggf. kaltverfestigt
Schliff definieren!!
Herstellerabhängig
Sonderfälle
gut für
hitzebeständig
---
11
Beispiele für blanke Stäbe, Rostfrei
Oberfläche
Ausführung
Toleranz Ø
1 x, 1 G
grob
geschält,
grob
gefräst,
überdreht
2 H, 2 B
Blankstahl,
gezogen,
geschält
≥ IT 8
2G
Blankstahl,
geschliffen
≥ IT 6
≥ IT 12
Geradheit
Rundheit
Rauhtiefe
Bemerkungen
keine
Zusage
fühlbare
Riefen,
Rmx < 50
µm
optisch fehlerhaft,
Ra < 15 µm
≤ 0,5 mm/m
1/2 Ø-Tol.
Schäl- und
Ziehkontur
sichtbar,
Rmx < 20
µm
gezogen: grau
geschält: hellblank mit
Schatten
≤ 0,1 mm/m
1/2 Ø-Tol.
nach
Vorgabe,
Rmx 2-12
µm
geschliffen
≤ 1 mm/m
1)
1)
nicht mit Blech vergleichbar!
2 j/2 k/2 F als Stab nicht darstellbar!
Martensit
•
Schweißen vermeiden,
da aufgrund des hohen Kohlenstoffgehaltes: - der Werkstoff versprödet
- die Korrosionsbeständigkeit reduziert wird
•
Vorwärmung auf 100 – 300 °C erforderlich
(mit steigendem C-Gehalt Anstieg der Vorwärmtemp.)
•
Anlassen erforderlich,
zur: - Verbesserung der Zähigkeit
- Reduzierung der Spannungsrissneigung
Duplex
•
gut schweißbar
•
Vorwärmung und Wärmenachbehandlung nicht erforderlich
•
Temperaturbereich von 950 °C auf 400 °C schnell abkühlen
12
Schweißbarkeit
•Bedingt schweißbar, da
aufgrund des
Kornwachstums der
Werkstoff versprödet.
•Schweißenergie gering
halten, z.B. durch
Laserschweißung
•Vorwärmen vermeiden
•Versprödung kann nicht
durch eine anschließende
Wärme-behandlung
rückgängig gemacht werden
Einfluß der Temperatur auf das Kornwachstum
6000
5000
G rain size in µm²
Ferrit:
4000
3000
2000
A
1000
0
0
200
400
600
800
1000
1200
Tem perature in °C
ferritic stainless steels
austenitic stainless steels
Schaeffler-Diagramm mit Gefahrenzonen
Wilke, TKB
13
Berechnung Ferrit-Zahl
Bedingung:
Cr ≥ 10,0 %
Ni ≥ 5,0 %
C, Si, Mn, Mo, Nb, Ti, Cr, Cu je > 0,0 %
Formeln:
3,34
( 1,5 x Si
Cr
Mo
2
x Ti
0,5 x Nb)
2,46
(30
xC
0,5 x Mn
x Ni
0,5 x Cu
0,5 x Co
30
x N)
28,6
x
+
+
+
+
–
x
+
+
+
+
+
-
Die errechneten Werte werden gegen die Grenzen der Tabelle T72 geprüft und ggf. mit
Fehler zurückgegeben.
Nichtrostende Stähle,
Abkühlung aus 1000 °C ⊕ und zu vermeidende Temperatur
Werkstoffgruppe
1000 – 480 °C
480 – 220 °C
210 °C – Rt
zu vermeidende
Temp.
F
schnell
beliebig
beliebig
> 700 °C > 10 Min.
M
schnell
langsam
langsam
480 – 510 °C
A
schnell
beliebig
beliebig
> 480 °C
Duplex
sehr schnell
beliebig
beliebig
> 280 °C
⊕ Umformhitze,
Schweißen, Härten, Abschrecken
14
Tendenzen bei nichtrostenden Stählen
•
Entwicklung von Austenit zu
- Ferrit (Korrosion)
- Martensit (Festigkeit)
- Sonderstähle (produktabhängig)
•
Beispiel Ziel 1.4521 für Ersatz 1.4301
und Trinkwasser-Anwendung
•
„knappere“ Korrosions-Auslegung der Konstruktion
(wegen Umwelt 1 Korrosionsklasse tiefer)
•
„billigstes“ Material (div. Importe, Mn-Stähle Z)
hat sich nicht bewährt
•
hohe Qualität (z. B. Reinheitsgrad) erscheint für
filigrane + hochfeste Teile zunehmend als Grundvoraussetzung
15

Werkstoffauswahl - aber richtig! Deutsche Edelstahlwerke GmbH

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