Prakt. Met. Sonderband 30 (1999) 173 
- Charakterisierung thermisch bedingter Gefügeveränderungen am Beispiel 
a N ferritisch-austenitischer Duplex-Stähle 
N hıg 
ea Michael Pohl und Andreas Bracke, 
Ruhr-Universität Bochum, Institut fiir Werkstoffe, Werkstoffpriifung 
nd 1. Einleitung 
Bei der konstruktiven Gestaltung im Anlagen- und Maschinenbau werden immer höhere 
Anforderungen an die einzusetzenden Werkstoffe gestellt. Die verwendeten Materialien sollen 
dabei ein breites Anwendungsspektrum hinsichtlich Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit 
} abdecken. In den letzten Jahren hat sich unter Berücksichtigung dieser Aspekte die Gruppe der 
ferritisch-austenitischen Duplex-Stähle immer mehr am Markt etabliert. Dennoch ergeben sich bei 
an, der Herstellung und Verarbeitung der unterschiedlichen Legierungsvarianten heute noch einige 
Schwierigkeiten. Diese sind nur zum Teil auf das komplexe Umwandlungs- und 
Auscheidungsverhalten der Duplex-Stähle zurückzuführen (1). Ebenso entscheidend sind in diesem 
Zusammenhang Probleme, welche sich aus der Zweiphasigkeit des Gefüges ergeben (2). Beide 
mikrostrukturellen Phasen können dabei durch unterschiedliche mechanische Kennwerte 
charakterisiert werden. Hierbei sind temperaturabhängige Festigkeiten, sowie differente 
Wärmeausdehnungskoeffizienten von besonderer Bedeutung (3). Diese Größen induzieren nach 
einer thermischen Wechselbehandlung plastische Verformungen des Materials. Abhängig von der 
gewählten Wärmebehandlungstemperatur können verschiedene plastische Verformungsbeträge 
festgestellt werden. Als Folge der thermischen Zyklierung ergeben sich zusätzlich Veränderungen 
der Phasengeometrie. Eine Charakterisierung der durch Temperaturwechselbehandlungen 
verursachten Veränderungen der Mikrostruktur ferritisch-austenitischer Duplex-Stähle und deren 
Einfluß auf das Verformungsverhalten soll im Mittelpunkt dieser Arbeit stehen. Die möglichst 
exakte Beschreibung der entsprechenden Einflußgrößen soll in zukünftigen Arbeiten die Grundlage 
für eine weitergehende Modellierung zweiphasiger Gefügestrukturen bilden. 
2. Versuchswerkstoffe 
Für das Untersuchungsprogramm wurde der Duplex-Stahl mit der Werkstoff-Nr. 1.4462 
ausgewählt. Die genaue Zusammensetzung des eingesetzten Versuchswerkstoffs kann Tabelle 1 
entnommen werden. 
Legierungselemente C | Si |Mn| P ' S | Cr‘ Mo Ni | N 
Ist | 0,028 0,03 10,004 | 2233 1 320 | 586 | 0,170 
Soll |< 0,03 |£1,0 |£2,0 |£0,03 |£0,02 |21-23 [2,5 -3,5|4,5 - 6,0 10,08 - 0,2 
Tabelle 1: Chemische Zusammensetzung der Legierung X 2 CrNiMoN 22 5 3 in Gew.-% 
Im Hinblick auf das geplante Untersuchungssprogramm wurden aus dem entsprechenden Werkstoff 
Rundproben in Walzrichtung herausgearbeitet. An diesen zylindrischen Proben wurden zyklische 
Wärmebehandlungen im Bereich zwischen Raumtemperatur und Lösungsglühtemperatur (1050°C) 
durchgeführt. Die Haltedauer bei 1050°C betrug je Thermozyklus 30 Minuten. Um Einflüsse 
unterschiedlicher Abkühlungsgeschwindigkeiten untersuchen zu können wurden die Proben in 
differenten Medien abgekühlt.