238 Prakt. Met. Sonderband 41 (2009)
2 Probenmaterial die
vor
Im Rahmen von drei AVIF Forschungsprojekten [5] - [7] wurden Zeitstandversuche an innendruck- Kn
belasteten Hohlzylindern aus den Stdhlen P91 und E911 bei 575 und 600°C durchgeführt. Dabei Wie
wurden Versuchszeiten bis 50000 h erreicht, so dass von einem, den Praxisverhéltnissen vergleich- Rol
baren Schiddigungsverhalten ausgegangen werden kann. Die Stihle X10CrMoVNb9-1 (P91), ger
X11CrMoWVNbB9-1-11 (E911) und X10CrWMoVNb9-2 (P92) sind martensitische Stihle, die in Sin
vielen Kraftwerken bis zu einer Einsatztemperatur von ca. 600°C, vor allem als Werkstoffe fiir sch
Rohrleitungen oder Sammler verwendet werden. Fiir die nachfolgend beschriebenen metallografi- Lei
schen bzw. die computertomografischen Untersuchungen wurden aus der Wand der beanspruchten me
Hohlzylinder Proben, vgl. Bild 1 entnommen. or
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Bild 1: Draufsicht auf die aus der Rohrwand entnommenen Probe (Durchmesser -0,5 mm) on
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3 Metallographische Beschreibung der 9-11%Cr-Stiihlen
3.1 Mikrostruktur
Die Ausscheidungspopulation (Anzahl, Verteilung, Größe und Art) stellt im Zusammenhang mit
den Grenzflächen die wichtigste Einflussgröße auf die Kriechfestigkeit bei martensitischen 9-11%
Cr-Stählen dar. Bei diesen Stählen lassen sich die Grenzflächen zwischen verschiedenen Phasen,
wie Matrix zu Ausscheidung oder Ausscheidung zu Ausscheidung und den (inneren) Grenzflächen
der Matrix selbst, wie ehemalige Austenitkorngrenzen, Martensitlattengrenzen und Subkorngrenzen
unterscheiden. Die ehemaligen Austenitkorngrenzen stellen Ausgangspunkte für die Nukleation von
Ausscheidungen dar. Die Martensitlattengrenzen bilden sich bei der Umwandlung Austenit => Mar- Bil-
tensit. Eine hohe Dichte übt über die Behinderung der Versetzungsbewegungen und Entstehungsort
von Ausscheidungen einen positiven Effekt auf die Kriechfestigkeit aus. Beim Stahl
X19CrMoVNbNI11-1 wurde von [8] als Ursache für den Abfall der Zeitstandfestigkeit bei 600 °C
die auftretenden Erholungseffekte, d.h. die Rekristallisation der Martensitlatten herangezogen. Die
Stabilität der M23C6 Teilchen in Bezug auf Teilchengröße und -dichte bildet eine Voraussetzung
zur Verzögerung der Rekristallisation. Die Subkorngrenzen (innere Matrixgrenzflächen mit gerin-
gen Missorientierungswinkeln innerhalb der einzelnen Martensitlatten) üben eine ähnliche Funktion
aus wie die Martensitlattengrenzen: sie behindern die Versetzungsbewegungen und stellen Nuklea-
tionsmöglichkeiten für Ausscheidungen dar. Da Subkorngrenzen weniger als die Martensitlatten
durch Ausscheidungen stabilisiert werden, neigen sie dazu sich dem Gleichgewichtszustand anzu-
nähern, d.h. infolge thermisch aktivierter Vorgänge zu vergröbern und ihren positiven Einfluss auf