Untersuchungen zum Einfluß höherer Mo-Gehalte auf das Korrosionsverhalten von höherfesten nichtrostenden ferritisch-austenitischen Stählen

An geschmiedeten Proben unterschiedlicher Wärmebehandlungsquerschnitte aus ferritisch-austenitischen Stählen mit 20–28% Cr, 1,5–6% Mo, ca. 5% Ni, bis ca. 1,5% Cu und bis zu je 0,25% Nb, V und N wurden Untersuchungen auf interkristalline Korrosion, Lochtraß- und Spaltkorrosion in Cl-haltigen Medien, Salpetersäurebeständigkeit und Spannungsrißkorrosion durchgeführt. Die Untersuchungsergebnisse sind wie folgt: Die untersuchten Stähle erwiesen sich selbst bei größeren Mengen an Ausscheidungen auf den Korn- und Phasengrenzen als beständig gegen interkristalline Korrosion im verschärften Strauß-Test. Ursache hierfür ist die unkritische Cr-Verarmung aufgrund der verhältnismäßig geringen Cr-Abbindungsrate in den auftretenden Nitridmodifikationen. Die Lochfraß- und besonders die Spaltkorrosionsbeständigkeit gegen Cl-Ionen wird ab 3,2% Molybdän sprungartig verbessert. Ab ～4% Mo führt die zunehmende Ausscheidungsmenge besonders bei größeren Wärmebehandlungsquerschnitten wieder zu einem Rückgang der Spaltkorrosionsbeständigkeit. In konzentrierter siedender HNO₃ nimmt die Materialverlustrate mit zunehmendem Mo-Gehalt und mit sinkender Abkühlgeschwindigkeit, entsprechend steigendem Wärmebehandlungsquerschnitt, infolge erhöhter Ausscheidungsmenge auf den Korngrenzen zu. Das SpRK-Verhalten zeigt keine bemerkenswerte Abhängigkeit vom Mo-Gehalt. Ein ferritisch-austenitischer Stahl mit rd. 25% Cr, 3,5% Mo, 5% Ni und festigkeitssteigernden Legierungszusätzen von Nb, V, N, der auch Cu-Gehalte von über 1% enthalten kann, weist bei gleichen Festigkeitskennwerten wie X 4 CrNiMoNbVN 27 6 2 wesentlich verbesserte Cl-lonenbeständigkeit auf. Der auf 0,03% begrenzte C-Gehalt gewährleistet IK-Beständigkeit im verschärften Strauß-Test. Dieser Stahl, der die Bezeichnung X 3 CrNiMoNbVN 25 6 4 (Werkstoff-Nr. 1.4530) trägt, wurde in der Zwischenzeit vorwiegend in Schmiedestücken mit Wanddicken bis zu ca. 180 mm für chemisch und mechanisch hoch beanspruchte Teile im Maschinenbau eingesetzt.     

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 der Warmverformung auf das Umwandlungsverhalten und das Gefüge von verschiedenen niedriglegierten Stählen

Bei der Ermittlung von kontinuierlichen ZTU-Schaubildern unter dem Einfluß einer Warmverformung von rund 50% wurde festgestellt, daß die Wechselbeziehungen zwischen der verformungs- und legierungsbedingten Realstruktur des Austenits und den Umwandlungsvorgängen bei der anschließenden Abkühlung sich stark auf die Kinetik der γ/α-Umwandlung auswirkt. Änderungen im Löslichkeitsverhalten und in der Diffusionskinetik der Legierungselemente sowie in der Selbstdiffusion des Eisens als Folge der durch die bei der Umformung eingebrachten Gitterfehler im Austenit beeinflussen sowohl die Keimbildung als auch das Wachstum der verschiedenen Umwandlungsphasen. Die Ergebnisse von Versuchen an mehreren niedriglegierten Kohlenstoffstählen zeigen auf, daß die Austenitumwandlung zu Ferrit und Perlit durch eine erhöhte Konzentration an Gitterleerstellen infolge der Warmumformung beschleunigt wird. Die martensitische Umwandlung wird ebenso von der Defektstellenkonzentration im verformten Austenit in dem Sinne beeinflußt, daß die Martensit-Starttemperatur M_s im Vergleich zum unverformten Zustand zu etwa 30 bis 40°C niedrigeren Werten verschoben wird. Es liegen Beweise vor, daß die Erniedrigung der M_s-Temperatur zusätzlich mit der Entstehung einer starken {123} ?412?-Austenittextur verknüpft ist. Bei umwandlungsträgen Stahlsorten wurden beim kontinuierlichen Abkühlen umwandlungsfreie Bereiche zwischen der Ferrit/Perlit- und Bainitstufe als Folge der Warmumformung festgestellt. Teilweise wird die bainitische Umwandlung völlig unterdrückt. Die Ausbildung einer starken Textur im Austenit vor der Bainitumwandlung führt zu einer Senkung der Bainit-Starttemperatur von bis zu 100°C bei höheren Abkühlraten.     

Die martensitischen Umwandlungen in kohlenstoffarmen austenitischen Chrom-Nickel-Stählen

Dilatometrische, röntgenographische, metallographische und magnetische Untersuchung über die Umwandlung von metastabilem Austenit bis —196 °C in 19 Stählen mit rd. 0,05% C, 7,3 bis 22,4% Cr, 2,6 bis 17,9% Ni und geringen Gehalten an den üblichen Begleitelementen von Stahl. Aufstellung eines martensitischen Umwandlungsschaubildes in Abhängigkeit vom (Cr + Ni)-Gehalt mit einem Tripelpunkt. Metallographische Unterscheidung von γ, ? und α_? im Feingefüge und im Oberflächenrelief. Vergleich des martensitischen Umwandlungsschaubildes der Chrom-Nickel-Stähle mit dem der Manganstähle. Herkunft der ?-Phase.     

Beitrag zur Warmbruchanfälligkeit niedriglegierter Stähle

Schrifttumsangaben über die Ursache der Warmbruchanfälligkeit. Durchführung von Biegeversuchen an Gußproben aus den Stählen 13 CrMo 44 mit rd. 0,13% C, 0,25% Si, 0,55% Mn, 0,85% Cr und 0,45% Mo und 26 NiCrMoV 5 mit rd. 0,26% C, 0,40% Si, 0,30% Mn, 0,75% Cr, 0,3% Mo, 1,45% Ni und 0,18% V, die aus der Gußhitze ohne Umwandlung in den Wärmofen überführt wurden. Warmbruchanfälligkeit von Proben mit und ohne Umwandlung vor dem Aufheizen auf Prüftemperatur. Metallographische Untersuchungen der Biegeproben. Erörterung der Versuchsergebnisse.     

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.     

Untersuchungen über die Umwandlung des Restaustenits in niedrig legierten Stählen mit rd. 1% C

Beschreibung eines Verfahrens zur röntgenographischen Messung des Restaustenitanteils mit geringem Zeitaufwand. Anwendung dieses Verfahrens auf die Ermittlung des Restaustenits von Stählen mit rd. 0,95 bis 1,0% C, 1,5 bis 1,85% Cr, 1,1% Mn oder 0,4% Mo nach Härten von 780 bis 980 °C. Ermittlung der zeit- und temperaturabhängigen Umwandlung des Restaustenits in Stählen mit rd. 1% C, 1,1% Cr und 0,65 bis 2,0% Mn nach Härten und Anlassen bei 220 bis 290 °C. Rechnerische Ansätze zur Beschreibung der zeitlichen Umwandlung des Restaustenitanteils.     

Einfluß der Wärmebehandlung und Legierung auf die Kaltverfestigung von Manganhartstahl

An Stählen mit rd. 0,65 bis 1,35% C, 0,2 bis 1,75% Si, 6,0 bis 18,55% Mn, 0,02 bis 0,08% P, ≦0,008% S und teils Zusätzen an 1,7 oder 3,05% Cr, 1,0 oder 1,5% Mo, 0,065% N und 1,7% Ni Untersuchungen über den Einfluß der chemischen Zusammensetzung, der Korngröße und der Karbidanordnung auf das Verfestigungsverhalten im Zugversuch, die Magnetisierbarkeit und die Gefügebeschaffenheit. Vergleich der Ergebnisse mit Schrifttumsangaben und Folgerungen, z. B. über den Einfluß von Stapelfehlern sowie Anteilen an ε- und α-Martensit auf die Festigkeitssteigerung.     

Möglichkeiten zur Bewertung der Zerspanbarkeit von Stahl auf der Grundlage von Schnittkraftmessungen beim Einsatz von Hartmetalldrehwerkzeugen

Ergebnisse von Zerspanbarkeitsuntersuchungen an unlegierten und niedriglegierten Stählen (Ck 45 mit rd. 0,45% C, 16 MnCr 5 mit rd. 0,16% C, 0,3% Si, 1% Mn und 0,8% Cr und 42 CrMo 4 mit rd. 0,45% C, 0,35% Si, 0,7% Mn, 1,2% Cr und 0,2% Mo) mit Hartmetalldrehwerkzeugen der Zerspanungs-Anwendungsgruppe P 15. Entwicklung eines neuen Kurzprüfverfahrens zur Bewertung der Zerspanbarkeit von Stählen auf der Grundlage des Zusammenhangs zwischen dem Zerspanbarkeitskennwert V_{30 VB = 0,3 mm} und dem zeitlichen Vorschubkraftanstieg. Möglichkeit der Festlegung einer Zerspanbarkeitsrangfolge von Stählen sowie der Einordnung von Hartmetallschneidstoffen hinsichtlich ihres Verschleißwiderstandes.     

Kristallographische Untersuchungen an saumförmigen Gefügebestandteilen in warmfesten Chrom-Molybdän- und Chrom-Molybdän-Vanadin-Stählen

Elektronenoptische Untersuchung der MX-Säume im Stahl 14 MoV 6 3, der M₂X-Säume in den Stählen 10 CrMo 9 10 und X 10 CrMoWV121 sowie der M₂₃C₆-Säume in einem Stahl mit rd. 8% Cr und 2% Mo. Beurteilung der durch die Elektronenbeugungsaufnahmen erhaltenen Orientierungszusammenhänge und Vergleich mit dem Schrifttum.     

Metallkundliche Untersuchungen zur Wirkungsweise von Titan in unlegierten Baustählen

Untersuchung der Menge, Zusammensetzung und Bildungsfolge der Titanverbindungen an Stählen ähnlich St 52–3 mit bis zu 0,17% Ti und teilweise zusätzlich mit 0,02% Nb. Beschreibung der Bildung und Wirkungsweise von Carbonitriden, Garbosulfiden und titanhaltigen Mangansulfiden. Ausmaß, Kinetik und Teilchengröße der Ausscheidungen im Austenit und Ferrit. Abhängigkeit der Streckgrenze vom Aushärtungszustand. Zusammenhang zwischen Schwefelabbindung durch Titan und Zähigkeitsverbesserung für den Stahl.     

Zweiparametergleichung zur Abschätzung der Kerbwirkung bei Stahlproben mit verschiedenen Kerbformen

Kritische Beurteilung bekannter Gleichungen zur Errechnung von Kerbwirkungszahlen. Ableitung einer Zweiparametergleichung unter Berücksichtigung der Stützwirkung durch zyklische Verfestigung und durch das Spannungsgefälle in kerbnahen Bereichen. Anwendung dieser Gleichung auf Proben mit Hohlkehlübergängen und Ringkerben. Vergleich mit Ergebnissen aus Versuchen an Stählen unterschiedlicher Zugfestigkeit. Genauigkeit verschiedener Formeln im Falle von Flachproben mit Innenkerben. Einfluß des Spannungsverhältnisses R = σ_min/σ_max auf die Kerbwirkung und auf die zyklische Verfestigung im Kerbgrund. Neue Vorstellungen zur Beurteilung der Kerbempfindlichkeit von Stählen.     

Zusammenhang zwischen den oxidischen Einschlüssen in Stählen mit rd. 0,35% C und der Belagbildung auf Hartmetalldrehwerkzeugen bei ihrer Zerspanung

Untersuchung der chemischen Zusammensetzung von auf Hartmetalldrehwerkzeugen der Zerspanungs-Anwendungsgruppe P 20 bei der Zerspanung von unterschiedlich stark mit Calciumsilicium desoxydierten Moratoriums- und betriebsmäβig erschmolzenen Stählen mit rd. 0,35% C, 0,25% Si, 0,60% Un, 0,06% P, 0,02% S und 0,15% Cu sowie einem teilweisen Zinnzusatz von 0,05% aufgetretenen Belägen. Beziehung der chemischen Zusammensetzung der Beläge zu den verwendeten Desoxydationsmitteln sowie den oxidischen Einschlüssen in den Stählen.     

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.     

Magnetische Untersuchungen über die Stabilität austenitischer Stähle zwischen der Temperatur flüssiger Luft und dem Bereich der Schmelze

Untersuchung der Austenitstabilität durch Aufnahme von Suszeptibilität-Temperatur-Kurven von drei Gruppen austenitischer Stähle, jede gekennzeichnet durch einen Stahl: 1. X 8 CrNiMoNb 16 16 mit 0,045% C, 17,13% Cr, 1,191% Mo, 0,58% Nb und 18,0% Ni; 2. X 15 CrNiSi 20 12 mit 0,10% C, 20,1% Cr, 11,8% Ni und 2,01% Si und 3. X 10 CrNiNb 18 9 mit 0,055% C, 18,2% Cr, 0,23% Mo, 0,43% Nb und 9,89% Ni sowie durch unterschiedliche Gefügeausbildung: 1. Reiner Austenit, 2. Austenit+δ-Ferrit und 3. Austenit+δ-Ferrit+α′-Martensit.     

Korrosionsverhalten eines seewasserbeständigen,nichtmagnetisierbaren Chrom-Nickel-Molybdän-Stahles hoher Festigkeit

Ausgehend von den Stählen X 5 CrNiMo 17 13 und X 4 CrNiMoN 19 16, Entwicklung höher stickstofflegierter Chrom-Nickel-Molybdän-Stähle zur Steigerung der Festigkeit ohne Beeinträchtigung der Beständigkeit gegen Korrosion. Beschreibung der mechanischen Eigenschaften und der Korrosionsbeständigkeit (Lochfraß, interkristalline Korrosion, Spannungsrißkorrosion) von niob/tantalstabilisierten Stählen mit rd. 0,03% C, 19 bis 23% Cr, 15,5 bis 17,5% Ni, 3% Mo und 0,3 bis 0,4% N.     

Beitrag zum Übergangskriechen warmfester,ferritischer Stähle bei Langzeitversuchen

Auswertung der Kriechkurven von Zeitstandversuchen langer Dauer bei 500 bis 600 °C an drei Stählen mit 0,15% C sowie 0,34% Mo, 1,1 % Cr und 0,6% Mo oder 2,4% Cr und 1 % Mo im Gebiet des Übergangskriechens. Zusammenhänge zwischen den Ergebnissen und der Gefügeausbildung.     

Stähle für Gehäuse von Feststoffraketen-Antrieben

Überlegungen zur Bauweise von Gehäusen für Feststoffraketen, besonders für Raketen-Antriebsstufen, und zur Wahl geeigneter Werkstoffe. Die Größe K_IC als Kennwert für die Zähigkeit. Erörterung von Angaben aus dem Schrifttum über Wärmebehandlung, Kennwerte im Zugversuch, Kerbschlagzähigkeit, Rißfortschrittsverhalten und Schweißeignung von niedriglegierten martensitischen Stählen mit rd. 0,35 bis 0,45% C, höher legierten martensitischen Stählen mit <0,30% C sowie martensitaushärtenden Stählen mit rd. 18% Ni. Eignung verschiedener Stahlsorten aus diesen drei Gruppen im Hinblick auf Größe, Herstellungsweise und Verwendung für Gehäuse von Feststoffraketen.     

Einfluß von Restaustenit auf die Korngröße des Austenits nach der Reaustenitisierung von Stählen für schwere Schmiedestücke

Die Korngröße des Austenits nach der Reaustenitisierung von Stählen für schwere Schmiedestücke wurde in Abhängigkeit von der Art des Ausgangsgefüges, den Wiedererwärmungsbedingungen und den chemischen Zusammensetzungen untersucht. Besonders wurde der Einfluß von Restaustenit im Ausgangsgefüge auf die Korngröße des Austenits nach erneuter Austenitisierung betrachtet. Nach den Ergebnissen bleibt das Austenitkorn bei der Reaustenitisierung von Gefügen der Martensitstufe und der unteren Bainitstufe grob, wenn bei der Wiedererwärmung werkstoffabhängige Grenzerwärmungsgeschwindigkeiten unterschritten werden. Maßgeblich für eine mit zunehmender Erwärmungsgeschwindigkeit – in Abhängigkeit auch von den örtlichen chemischen Zusammensetzungen – mögliche Austenitkornverfeinerung ist das zeitabhängige Wachsen von Restaustenitfilmen zwischen den Kristalliten des Ausgangsgefüges in Konkurrenz zu den Anlaufzeiten für Keimbildung und -wachstum an den Grenzflächen Carbid/Ferrit. Ist wenig oder kein Restaustenit vorhanden, wie in einigen Gefügen der Bainit- bzw. der Perlitstufe, so entsteht der Austenit unabhängig von den Wiedererwärmungsbedingungen durch Neubildung und Wachsen von Austenitkeimen an den Grenzflächen Ferrit/Carbid. Unter den gegebenen Versuchsbedingungen entstand dabei immer ein feines Austenitkorn.     

Die Änderung des Mikrogefüges von warmfesten Stählen durch Zeitstandbeanspruchung

Untersuchung der Gefügeänderungen in Zeitstandproben aus zwölf Laboratoriumsschmelzen mit rd. 0,15% C, 0 bis 2,4% Cr, 0 bis 1,1% Mo bei 550 °C und Laufzeiten bis 16 000 h mit Licht- und Elektronenmikroskop, durch Carbidisolierungen und durch Röntgenbeugung. Wechselwirkung von Chrom und Molybdän auf die Ausscheidungsvorgänge und auf das Zeitstandverhalten.