Einfluß des Gefügezustandes und der Gefügebeständigkeit auf die Zeitstandfestigkeit niedriglegierten vanadincarbidhaltigen Schweißgutes

Glühversuche von 5 000 h Dauer bei 600 °C, Gefügeuntersuchungen und Zeitstandversuche bei 525 bis 600 °C bis rd. 16 000 h Dauer an drei verschiedenen Schweißgutzusammensetzungen mit rd. 0,05 % C, 0,3 % Si, 0,7 % Mn, 0,6 bis 1,1 % Cr, 0,5 bis 0,95 % Mo, 0,3 % V und bis 0,5 % W. Bedeutung des Kohlenstoffgehaltes für die Ausscheidungsverfestigung durch Vanadincarbid. Einfluß der Gefügebeständigkeit in Abhängigkeit vom Molybdän- und Wolframgehalt auf die Zeitstandfestigkeit.     

Einfluß des Molybdängehaltes auf die Zeitstandfestigkeit von Chrom-Vanadin-Stählen mit unterschiedlicher Streckgrenze bei Raumtemperatur

Auswertung der Ergebnisse von Zeitstandversuchen an Stählen mit rd. 0,5% Cr, 0,25% V und 0 bis 0,95% Mo im Hinblick auf den Einfluß des Molybdängehaltes und der Streckgrenze bei Raumtemperatur auf die Zeitstandfestigkeit bei Beanspruchungszeiten bis zu 200 000 h. Folgerungen für die zweckmäßige Kombination von Molybdängehalt und Streckgrenze bei Raumtemperatur vor allem für die langen Beanspruchungszeiten.     

Einfluß langsamer Temperaturwechsel auf das Kriechen von Chrom-Molybdän-Vanadin-Stahlguß mit rd. 1% Cr im Zeitstandversuch

Zeitstandversuche bei 500 und 550°C bis rd. 20 000 h Dauer an einem warmfesten ferritischen Stahlguß GS-17 CrMoV 5 11 mit 0,16% C, 0,43%Si, 0,76% Mn, 1,35% Cr, 1,02% Mo und 0,26%V in den Wärmebehandlungszuständen 950°C 6 h/Luft + 710°C 12 h/Ofen und 950°C 6 h/Öl + 710°C 12 h/Öl. Zeitstandversuche mit regelmäßigen langsamen Temperaturwechseln von 450 bis 500, von 500 bis 550 und von 525 bis 575°C bis rd. 10 000 h Dauer. Vergleich der Zeitdehnlinien für Zeitstandversuche mit gleichbleibender und mit veränderlicher Temperatur. Gegenüberstellung der mittleren und der scheinbaren Versuchstemperatur. Scheinbare Aktivierungsenergie für Kriechen bei hohen und bei niedrigen Spannungen. Metallkundliche Deutung der Versuchsergebnisse.     

Entspannungsverhalten warmfester Chrom-Molybdän-Vanadin-Stähle mit 0,52 bis 0,94% V bei 550 °C

Ermittlung des Entspannungsverhaltens bis 10 000 h Dauer bei 550 °C an zwölf Versuchsschmelzen von Chrom-Molybdän-Vanadin-Stählen mit rd. 0,17 und 0,24% C, 0,4% Mn, 0,4% Si, 1,2% Cr, 0,6 und 1% Mo sowie 0,52 bis 0,94% V und Zusätzen weiterer Legierungselemente, wie rd. 0,6% W, 0,007% B, 0,34% Nb, 0,15% Ti oder 0,018% Zr. Untersuchung des Ausscheidungszustandes mit Elektronenmikroskop und elektrolytischer Rückstandsisolierung. Bedeutung des Verhältnisses der Stoffmengengehalte an Vanadin und Kohlenstoff für die Mischkristallverfestigung der Grundmasse und den Entspannungswiderstand.     

Gefügezustand und Zeitstandfestigkeit des Schweißgutes niedriglegierter warmfester Stähle für den Turbinenbau

Allgemeine Anforderungen an die Eigenschaften von Schweißverbindungen warmfester Stähle für den Turbinenbau. Gefügezustand und Zeitstandfestigkeit des Schweißgutes von Chrom-Molybdän-Vanadin-Stählen mit rd. 0,08% C, rd. 0,6 bis 1,6% Cr, rd. 0,5 bis 1% Mo und rd. 0,25 bis 0,4% V. Vorübergehende Neigung zu verformungsarmen Zeitstandbrüchen nach einer Beanspruchungsdauer von rd. 5 000 h.     

Einfluß des Molybdängehaltes auf die Zeitstandfestigkeit von Chrom-Molybdän-Vanadin-Stählen mit niedrigem Kohlenstoffgehalt

Festigkeits- und Gefügeuntersuchungen an fünf Chrom-Molybdän-Vanadin-Stählen mit rd. 0,12% C, 0,5% Cr, 0 bis 1,5% Mo und 0,28% V im vergüteten Zustand und nach zusätzlicher Langzeitglühung (600°C 5000 h). Zeitstandversuche bei 550, 575 und 600°C bis 30 000 h. Röntgenfeinstrukturuntersuchung der isolierten Carbide. Einfluß des Molybdäns auf Ausscheidungs- und Mischkristallverfestigung sowie auf die Art der auftretenden Carbide und deren Wachstumsgeschwindigkeit.     

Zeitstandfestigkeit bei 700 bis 1000 °C von hitzebeständigen Chrom-Nickel-Stahlgußsorten und -Schmiedestählen für Industrieöfen und für Reformerrohre in der Erdölchemie

In Zeitstandversuchen bei 700 bis 1000 °C ermittelte Werte der Zeitstandfestigkeit für 1000 und 10 000 h Beanspruchungsdauer von sieben hitzebeständigen Stahlgußsorten mit rd. 0,10 bis 0.45% C, 0,8 bis 1,5% Si, 20 bis 28% Cr, 20 bis 48% Ni und gegebenenfalls mit Gehalten an Kobalt, Niob und Wolfram sowie einiger Schmiedestähle mit vergleichbarer chemischer Zusammensetzung. Graphischnumerische Extrapolation auf 100 000 h Beanspruchungsdauer. Einflußgrößen auf die Vorhersagegenauigkeit des Extrapolationsverfahrens. Zuverlässigkeit der extrapolierten Werte der 100000–h-Zeitstandfestigkeit bei Temperaturen oberhalb 950 °C. Vergleich der Zeitstandfestigkeit von Stahlguß und Schmiedestählen.     

Über den Einfluß von Chrom,Molybdän und Vanadin auf die Zeitdehnlinien und die Zeitstandfestigkeit niedriglegierter warmfester Stähle bei 550 °C

Zeitstandversuche bis 16 000 h bei 550 °C an 13 Versuchsschmelzen mit rd. 0,15 bis 0,25% C, 0 bis 2,4% Cr, 0,25 bis 1,0% Mo und 0 bis 0,35% V. Zeitdehnlinien und Zeitbruchlinien. Einfluß der Spannung und der Kriechdehnung auf die Dehngeschwindigkeit.     

Zur Untersuchung von Ausscheidungsvorgängen in warmfesten Stählen mit rd. 12% Cr bei 500 und 600 °C

Metallographische, elektronenmikroskopische und röntgenographische Untersuchung des Gefügezustandes von sieben verschiedenen warmfesten Stählen mit rd. 0,20% C, rd. 12% Cr und Gehalten an Molybdän bis 2,2%, Vanadin bis 1,11% und Wolfram bis 3,97% nach dem Lösungsglühen bei 1300 °C und Abschrecken in Wasser sowie nach anschließendem Glühen bei 500 und 600 °C während 0,5 bis 5000 h. Gehalt an δ-Ferrit im lösungsgeglühten Zustand. Nachweis der aufeinanderfolgenden Carbidausscheidungsreaktionen im angelassenen Martensit und der Bildung von Lavesphase in δ-Ferrit bei Anwesenheit von Molybdän oder Wolfram. Härteänderung in Abhängigkeit von der Glühdauer. Einfluß der Keimbildungsbedingungen auf den Anstieg der Härte durch Ausscheidung von M₇C₃.     

Vergleich der mechanischen Eigenschaften unterschiedlicher Chrom-Molybdän-und Vanadin-Stähle mit rd. 1 % Cr für schwere Schmiedestücke des Dampfturbinenbaus

Mechanische Eigenschaften von Dampfturbinenläufern mit 760 bis 1145 mm Vergütungsdurchmesser aus drei verschiedenen Chrom-Molybdän-Vanadin-Stählen mit rd. 0,24 % C, 0,25 % Si, 0,40 % Mn, 1,1 % Cr, 0,5 % Mo, 0,8 % V und 0,6 % W. Einfluß erhöhter Gehalte an Kohlenstoff, Mangan und Nickel und eines Zusatzes von Titan sowie die Wirkung eines verminderten Vanadingehaltes. Zugversuche bei Raumtemperatur, Ermittlung von Kerbschlagarbeit-Temperatur-Kurven und Zeitstandversuche bis rd. 30 000 h Dauer bei 525 bis 575°C. Vergleich der Eigenschaften im Rand- und Kernbereich der Läufer und über die Länge vom Fuß-zum Kopfbereich der Ausgangsblöcke. Elektronenmikroskopische Untersuchung der Größe und Verteilung der ausgeschiedenen Carbide. Abgrenzung der zweckmäßigen Verwendungsbereiche der untersuchten Stahlsorten.     

Kriechrißverhalten typischer Kraftwerksbaustähle

Zur Auslegung und Überwachung von Hochtemperaturbauteilen für Kraftwerke und thermische Anlagen werden Kenntnisse über das Kriechrißverhalten unter langzeitiger Beanspruchung benötigt. Auf der Basis von Kriechrißversuchen sind für wichtige Kraftwerksbaustähle geometrie- und beanspruchungsunabhängige Beschreibungen zur Kriechrißeinleitung und zum Kriechrißfortschritt zu gewinnen. An vier Kraftwerksbaustählen wurden mit Proben unterschiedlicher Form und Größe Kriechrißversuche in einem weiten Beanspruchungsbereich durchgeführt. Dabei wurden Kriechrißgeschwindigkeiten bis herab zu 5 · 10^?5 mm/h bei Versuchsdauern bis zu 14 000 h erreicht. Die Kriechrißgeschwindigkeit der bei 550°C untersuchten Stähle 30 CrMoNiV 4 11, X 22 CrMoV 12 1 und X 20 CrMoV 12 1 läßt sich mit dem Parameter C₂^* in deutlich engeren Streubändern beschreiben als mit den Parametern C₁^* und K_l. Nur für den bei 450°C untersuchten Stahl X 12 CrNiMo 12 2 eignet sich der Parameter K_l besser zur Beschreibung der Kriechrißgeschwindigkeit. Die Kriechrißeinleitung läßt sich mit einem Zwei-Kriterien-Diagramm abschätzen, das für größere Proben und damit vermutlich auch für größere Bauteile eher überkonservativ ist.     

Aufkohlungsversuche an hitzebeständigen Chrom-Nickel-Stählen und -Legierungen bei Temperaturen von 900 bis 1150 °C

Kohlenstoffaufnahme von 16 hitzebeständigen Chrom-Nickel-Stählen und -Legierungen mit 17 bis 60% Cr, bis zu 72% Fe und 8 bis 80% Ni nach 200 h Glühdauer in Kohlegranulat bei 900 bis 1150 °C. Einfluß von Glühtemperatur und Nickelgehalt auf den Höchstwert der Kohlenstoffaufnahme im oberflächennahen Bereich und auf die Eindringtiefe des Kohlenstoffs. Metallographische Hinweise auf die Bildung von Randschichten. Vergleich mit Betriebserfahrungen bei Rohren für die Äthylenerzeugung.     

Einfluß von Temperatur und Haltedauer beim Spannungsarmglühen auf den Abbau innerer Spannungen und die mechanisch-technologischen Eigenschaften von Stahl 22 NiMoCr 3 7

An einer Bramme aus einer Schmelze des Stahles 22 NiMoCr 3 7 mit rd. 0,2% C, 0,6% Mn, 0,45% Cr, 0,6% Mo und 0,95% Ni Durchführung von Untersuchungen über den Einfluß der Temperatur und der Haltedauer beim Spannungsarmglühen auf die mechanischen Eigenschaften und den Abbau von inneren Spannungen durch Ermittlung der Kennwerte im Zugversuch bei 20 und 350 °C, der Übergangstemperatur im Kerbschlagbiegeversuch für Kerbschlagzähigkeiten von 27 J und 41 J und 50% Anteil an kristallinem Bruchgefüge sowie der Übergangstemperatur im Fallgewichtsversuch (NDT-Temperatur) an bei Temperaturen im Bereich von 450 bis 730 °C jeweils bis zu 100 h geglühten, der Bramme in Querrichtung entnommenen Proben. Härtemessungen in der Wärmeeinflußzone von IIW-Aufschweißproben nach entsprechenden Glühungen. Zeitstand-Zugversuche bei Temperaturen von 450 bis 730 °C mit unterschiedlicher Beanspruchungshöhe und -dauer bis zum Erreichen einer bleibenden Dehnung von wenigstens 0,2%. Erörterung der Ergebnisse mit Folgerungen, besonders für den durch die Verringerung der Härte und die Parameter im Zeitstandversuch mittelbar gekennzeichneten Abbau von inneren Spannungen sowie (hieraus resultierend) für eine vereinfachte Glühbehandlung von Schweißverbindungen.     

Einfluß der Carbidverteilung auf die Zeitstandfestigkeit niedriglegierter Chrom-Molybdän-Vanadin-Stähle

Zeitstandversuche an sechs Chrom-Molybdän-Vanadin-Stählen mit rd. 0,15% C, 0,5 bis 1,3% Cr, rd. 0,5% Mo und 0,2 bis 0,5% V in verschiedenen Wärmebehandlungszuständen bei 550 bis 625 °C bis zum Erreichen einer gleichbleibenden Kriechgeschwindigkeit im Sekundärbereich des Kriechens. Abgrenzung zweier Spannungsbereiche mit linearem Zusammenhang zwischen dem Logarithmus der Kriechgeschwindigkeit und dem Logarithmus der Spannung. Rechnerische Abschätzung der Grenzspannung zwischen diesen beiden Bereichen unter der Voraussetzung eines Kriechmechanismus nach dem Modell von Orowan. Elektronenmikroskopische Gefügeuntersuchungen an einem Vanadinstahl mit rd. 0,1% C und rd. 0,5% V. Nachweis von Kletterbewegungen der Versetzungen. Hinweise auf Wechselwirkungen der Versetzungen mit in der Grundmasse gelösten Fremdatomen. Einfluß des Teilchenabstandes im Bereich von 900 bis 2000 Å und des Teilchendurchmessers zwischen 300 und 700 Å bei großen Teilchenabständen auf die Kriechgeschwindigkeit. Vergleich mit bekannten Beziehungen zur Errechnung der Kriechgeschwindigkeit.     

Einfluß des Spannungsarmglühens auf die mechanischen Eigenschaften und das Gefüge von schweißsimulierend wärmebehandelten Proben aus warmfesten Feinkornbaustählen

Untersuchung der Eigenschaften des grobkörnigen Gefüges im wärmebeeinflußten Bereich neben einer Schweißnaht an simulierend wärmebehandelten Proben von sechs Feinkornbaustählen, nämlich 17 MnMoV 6 4, 17 MnNiMoV 5 4, 17 MnNiMoNb 6 6, 22 NiMoCr 3 7, 17 MnNiMo 5 4 und 17 NiCrMo 10 6. Einfluß des Spannungsarmglühens vorwiegend bei 580 °C bis 100 h Dauer auf Härte und Kerbschlagzähigkeit. Ermittlung der Übergangstemperatur für die Kerbschlagzähigkeit, der Bruchzähigkeit und der Rißfortschrittgeschwindigkeit. Zeitstandversuche bis 100 h Dauer vorwiegend bei 580 °C an glatten und gekerbten Proben sowie Entspannungsversuche an glatten Proben. Zusammenhang zwischen Zeitstandkerbempfindlichkeit, Zeitbruchdehnung, Entspannungsverhalten und Rißbildung bei Spannungsarmglühen. Abgrenzung der Bedingungen für das Entstehen von Rissen beim Spannungsarmglühen.     

Über die Zeitstandfestigkeit des Schweißgutes von Schweißverbindungen niedriglegierter warmfester Stähle

Durch Lichtbogenschweißen von Hand wird Schweißgut der niedriglegierten warmfesten Chrom-Molybdän-(Vanadin-)Stähle mit 2,25% Cr und 1% Mo sowie mit 0,5% Cr, 0,5% Mo und 0,25% V hergestellt. Ermittlung der mechanischen Eigenschaften bei Raumtemperatur und der Zeitstandfestigkeit bei verschiedenen Temperaturen zwischen 550 und 625°C. Untersuchung des Gefügezustandes und der chemischen Zusammensetzung der elektrochemisch isolierten Carbide. Vergleich der ermittelten Zeitstandfestigkeiten mit den nach ISO-Empfehlungen für die Grundwerkstoffe vorgeschlagenen Werten.     

Einfluß der Kaltverformungsart und der natürlichen und künstlichen Alterung auf die Verschiebung der Übergangstemperatur der Kerbschlagzähigkeit allgemeiner Baustähle

Mit DVM-Proben aus den unberuhigt vergossenen Stählen USt 35.2 mit 0,135% C und 0,40% Mn und USt 37-1 mit 0,040% C und 0,34% Mn im normalgeglühten, im über Ac₃ geglühten und langsam (im Ofen) abgekühlten sowie im vergüteten Zustand, im 4, 7 oder 10% kalt verformten Zustand, im quer- und längsgestauchten, im gereckten sowie im gezogenen Zustand, nach viertel-, halb- und neunjähriger Auslagerung, im nicht angelassenen oder bei 250 °C 1 h angelassenen Zustand Aufnahme von Kerbschlagzähigkeit-Temperatur-Kurven zur Untersuchung des Einflusses der Wärmebehandlung, des Grades und der Art der Kaltverformung sowie der natürlichen und künstlichen Alterung auf die Kerbschlagzähigkeit. Folgerung für die Beurteilung der natürlichen Alterung allgemeiner Baustähle bei Raumtemperatur.     

Langzeitversprödung von hitzebeständigem CrNi-Stahlblech und -Schweißgut durch Sigma-Phase

Zur Beurteilung der Versprödungsneigung des hitzebeständigen Stahles X 7CrNi2314 (AISI309) und von Schweißgut (X 12 CrNi25 21) AISI 310 für eine Betriebsbeanspruchung bei 630°C wurden Glühversuche bis zu 30 000h Dauer durchgeführt. Das austenitische Blechmaterial weist einen geringen Anteil an feinzeilig angeordnetem Ferrit auf (ca. 2 %), der sich im Verlauf der Glühbehandlung bei 630°C in Sigma-Phase und Austenit umwandelt. Obwohl damit ein Absinken der Kerbschlagzähigkeit verbunden ist, darf nicht von einer eigentlichen Versprödung gesprochen werden. Die stark anisotrope Verteilung der Sigma-Phase kann sich allerdings bei einer Beanspruchung quer zu den Zeilen ungünstig auswirken. Für die untersuchten vollaustenitischen Schweißgutproben ist kennzeichnend, daß die RT-Kerbschlagzähigkeit oberhalb 1 000 bis 3 000 h verstärkt abfällt. Die Ursache dieser Versprödung liegt in einer zunehmenden Ausscheidung von Sigma-Phase entlang den Austenitkorngrenzen. Die Ergebnisse zeigen, daß zur Beurteilung der Versprödungsneigung in einem Temperaturbereich deutlich unterhalb der optimalen Sigma-Bildungsbedingungen, Langzeitversuche mit mehr als 1000 h Glühdauer notwendig sind.     

Ansätze zur Berechnung der Schwereseigerung von beruhigtem Stahl

Erklärung des Erstarrungsmodells. Aufstellung der Differentialgleichungen für Wärme- und Stofftransport bei Schüttkegelbildung. Vereinfachung der Gleichungen. Berechnung der Seigerung von Kohlenstoff und der Erstarrungsgeschwindigkeit für beruhigten Stahl mit rd. 0,5% C. Vergleich der Rechenergebnisse mit experimentellen Daten.     

Zeitstandbruchverhalten einiger warmfester Stähle unter rechteckzyklisch veränderter Spannung oder Temperatur

Zeitstandversuche bis 10 000 h unter veränderlicher Spannung oder Temperatur an fünf ferritischen Stählen mit 0,10 bis 0,21% C, bis 12% Cr, 0,30 bis 1,1% Mo und bis 0,35% V sowie einem austenitischen Stahl mit 0,065% C, 1,62% Mn, 16,5% Cr, 2,16% Mo und 13,3% Ni. Zuverlässigkeit bekannter einfacher Regeln zur Vorhersage der Beanspruchungsdauer bis zum Bruch unter veränderlicher Spannung oder Temperatur und Unterschiede zwischen dem Verhalten verschiedener Stahlsorten.