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NL Quantitative Beschreibung des Sensibilisierungsgrades des stabilisierten,
| =
nichtrostenden austenitischen Stahls 1.4541
Susanne Zimmermann, Gerd Maußner
)91),
ern Siemens AG, Energieerzeugung (KWU), Erlangen
toff-
amli-
Se 1 __ Einführung
om: Das Schweißen von austenitischen Stählen kann in Abhängigkeit von der chem. Zusammensetzung
und der Wärmebeeinflussung eine Sensibilisierung des Gefüges gegenüber interkristalliner Korrosion
alli- (IK) und interkristalliner Spannungsrißkorrosion (ISpRK) hervorrufen. Auf Sensibilisierung zurück-
zuführende Schadensfälle in sauerstoffreichem Hochtemperaturwasser sind bei den unstabilisierten
austenitischen Stählen hinlänglich bekannt, wurden in jüngerer Vergangenheit aber auch an den sta-
bilisierten Stählen, insbesondere dem Werkstoff 1.4541, beobachtet. Bei unstabilisierten, austeniti-
schen Stählen kann bereits eine ungünstige Wärmebehandlung zwischen 500 und 800°C die Bildung
von Chromkarbiden und chromverarmten Zonen verursachen. Bei stabilisierten Stählen dagegen be-
wirkt erst die Überschreitung der Löslichkeitstemperatur der Stabilisierungskarbonitride (ca.
1150°C), daß schmelzliniennah Kohlenstoff freigesetzt wird, der dann in übersättigter Lösung im
Austenit vorliegt. Eine langsame Abkühlung im sensibilisierenden Temperaturbereich zwischen
500°C und 800°C oder eine erneute Wärmeeinwirkung kann dann ähnlich wie bei den unstabilisierten
Stählen zur Bildung von chromverarmten Zonen durch Chromkarbidausscheidungen entlang der
Korngrenzen führen. Verglichen mit den unstabilisierten austenitischen Stählen ist der sensibilisierte
Gefügebereich bei den stabilisierten Stählen wesentlich schmäler und erreicht nur eine Breite von
wenigen Korndurchmessern. Auf der Grundlage von metallographischen, durchstrahlelektronenmi-
kroskopischen und mikroanalytischen Untersuchungen wird ein Verfahren aufgezeigt, das den Grad
der Sensibilisierung quantitativ beschreibt und auch in lokal begrenzten sensibilisierten Gefügeberei-
chen angewendet werden kann. Anhand der Gefügemerkmale wird ein Sensibilisierungsfaktor for-
muliert und dieser abschließend mit den Ergebnissen aus elektrochemischen Testverfahren (Double-
Loop EPR-Test /1/) verglichen.
2 Probenmaterial
Den Untersuchungsschwerpunkt bildete der titanstabilisierte CrNi-Stahl 1.4541 /Tab. 1/, der durch
einen für die schadensbehafteten Nähte typischen, hohen Kohlenstoffgehalt und ein geringes Stabili-
sierungsverhältnis Ti/C gekennzeichnet ist.
ee Te Ta Im GG N (NH rl | Ti
Schmelz- | 0,061 0,43 K21 17,26 | 10,21 | 0,016 | 0,43) 0,023 | 0,002 | Rest 7,1
Kontroll- |_0,066 _0.47 ! 1,33 | 17.4 | 10,20 | 0.010 | 0,447 | 0,024 | 0,001 | Rest | 6,8
Tab. 1: Chemische Zusammensetzung des 1.4541, Angaben in Masse-%
