Korrosion in der Wärmeeinflußzone geschweißter chemisch beständiger Stähle und Legierungen und ihre Verhütung

Die chemisch bestandigen Stahle und Legierungen konnen hinsichtlich ihrer Schweisbarkeit wie folgt eingeteilt werden; (1) uneingeschrankt schweisbar; (2) schweisbar bei verringerter Wanddicke; (3) schweisbar nur bei nachtraglicher Warmebehandlung. Die Beschrankungen ergeben sich durch die Ausscheidung von Chromcarbiden und intermetallischen Phasen an den Korngrenzen; hierdurch kommt es zu einer Chrom- und Molybdanverarmung und schlieslich zu einer Anfalligkeit fur interkristalline Korrosion. Die Schweisbarkeit ist dann gegeben, wenn die Chromcarbidausscheidung bei 650 °C um mindestens 1 Stunde, die Ausscheidung intermetallischer Phasen bei 900 °C um mindestens 10 Minuten verzogert ist, dazu kann man den Kohlenstoffgehalt reduzieren und/oder stabilisierende Elemente (Ti, Nb) zusetzen. Dabei ist jedoch zu berucksichtigen, das das Ausscheidungsverhalten nicht von der Konzentration, sondern von der Aktivitat des Kohlenstoffs abhangt, wobei die Aktivitat wiederum eine Funktion der gesamten Zusammensetzung des Werkstoffs ist. Die Aktivitat wird z. B. durch Ni und Si erhoht, durch Mn und N hingegen verringert, so das diese Elemente die Schweisbarkeit verbessern. Im Falle des Stahls X 3 ZrNiMo 17 13 5 wird durch Zusatz von Stickstoff nicht nur die Carbidausscheidung, sondern auch die Ausscheidung der Chi-Phase (bei 950 °C) verzogert. Im Falle der Legierung NiMo 16Cr ist man durch Verringern des Gehalts an sonstigen Beimengungen zu einem praktisch rein ternaren System gekommen, das hohe Ausscheidungsbestandigkeit besitzt: Carbide scheiden sich erst nach 5 Stunden bei 800 °C aus. Corrosion in the heat-affected zone of welds in chemically resistant steels and alloys, and respective preventive measures As to weldability, chemically resistant steels and alloys can be classified as follows: (1) weldable without any restriction; (2) weldable only with reduced wall thickness; (3) weldable only with ultimate thermal treatment. These restrictions are due to the precipitation of chromium carbide and intermetallic phases at the grain boundaries; this effect gives rise to a Cr and Mo depletion and, finally, to intercrystalline corrosion susceptibility. In view of the fact that weldability requires the delay of the precipitation of chromium carbides at 650°C for at least 1 hour, and of intermetallic phases at 900°C for at least 10 min it is possible to reduce the carbon content and/or to add stabilizing elements (Ti, Nb). It should be taken into account, however, that the precipitation behaviour is not a function of carbon concentration, but rather of carbon activity which, again, depends from the overall composition of the respective alloy. This activity is increased by Ni and Si, while Mn and N function as decelerators and, consequently, contribute to weldability. In the case of the steel X 3 CrNiMoN 17 13 5 the addition of N inhibits not only the carbide precipitation but also the precipitation of the Chi-phase (at 950°C). In the case of the alloy NiMo 16 Cr the gradual reduction of the contents of secondary constituents has resulted in a practically pure ternary system characterized by high precipitation resistance: carbides are precipitated only after 5 hours at 800°C.