Edelstahl, säurebeständig, hitzebeständig

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Nichtrostende Stähle und interkristalline Korrosion
Nichtrostende Stähle und interkristalline Korrosion

Nichtrostende Stähle i ich odporność na interkristalline Korrosion

EN 1.4571 bezieht sich auf Edelstahl des Typs 316Ti. Dieser Stahl ist eng verwandt mit dem Grundmaterial 316 (1.4401), jedoch mit einem entscheidenden Zusatz - Titan. Die Rolle des Titans in diesem Stahl ist von fundamentaler Bedeutung, insbesondere bei Temperaturen bis zu 815°C. Der Titanzusatz minimiert das Risiko der interkristallinen Korrosion, indem er Titan-Karbidbildungen ermöglicht, die die Bildung von Chromkarbiden verhindern. Dadurch bleibt die Chromkonzentration auf einem stabilen Niveau, wodurch interkristalline Korrosion vermieden wird.

Was ist interkristalline Korrosion?

Interkristalline Korrosion tritt auf, wenn die Lösung die Korngrenzen angreift, ohne das Innere des Korns zu beeinträchtigen. Dies wird auch als selektive Auflösung von Korngrenzen oder angrenzenden Bereichen durch den Korrosionsprozess bezeichnet. Die Potenzialdifferenz zwischen der Chromkarbid-armen Korngrenze - der Anode - und dem umgebenden Material oder intermetallischen Phasen löst diesen Prozess aus. Diese Art der Korrosion hängt von der chemischen Zusammensetzung und der Wärmebehandlung des Materials ab. Sie dringt tief in das Metall ein, wodurch Festigkeit und Duktilität schnell abnehmen. Von interkristalliner Korrosion betroffenes Material verliert seine metallischen Eigenschaften, kann brechen und in einigen Fällen pulverisiert werden. Ihre genaue Ausdehnung ist schwer zu bestimmen und erfordert mikroskopische Untersuchungen sowie die Messung des Anstiegs des elektrischen Widerstands.

Gegenmaßnahmen zur Vermeidung von interkristalliner Korrosion

Eine radikale Reduzierung der Kohlenstoffkonzentration im Stahl auf unter 0,03% ist eine weitere Möglichkeit, interkristalline Korrosion zu verhindern. Dies führte zur Entwicklung von 316L (1.4404), einer Stahlsorte mit niedriger Kohlenstoffkonzentration im Vergleich zum Grundwerkstoff 316 (1.4401). Dank dieser Maßnahmen zeichnen sich die Stähle 316Ti und 316L durch erhöhte Beständigkeit gegen interkristalline Korrosion aus.

Einsatzbereiche von 316Ti und 316L

Der in 316Ti (EN 1.4571) enthaltene Titanzusatz erhöht die mechanische Leistungsfähigkeit bei hohen Temperaturen über 590°C. Daher ist 1.4404 in Anwendungen mit hohen Temperaturen möglicherweise nicht die beste Wahl. Andererseits zeigt 1.4571 bei Raumtemperatur geringere Umformbarkeit im Vergleich zu 1.4404. Auch ist 316Ti schwieriger zu polieren und weniger gut zerspanbar als 316L, aufgrund des Vorhandenseins von Titan-Stickstoff-Karbiden in 1.4571. Die Schweißbarkeit beider Stähle (316Ti und 316L) ist ähnlich, mit nur geringfügigen Unterschieden.

Nichtrostende Stähle in der Kryotechnik

Sowohl 1.4404 als auch 1.4571 wurden bei sehr niedrigen Temperaturen getestet und eignen sich daher für Anwendungen in der Kryotechnik, wo hohe Schlagfestigkeit erforderlich ist. Bei Temperaturen unter 200°C werden jedoch kohlenstoffarme Stahlsorten wie 1.4301 und 1.4404 empfohlen.

Duplex- und Superduplexstähle im Vergleich

Im Gegensatz zu den klassischen austenitischen Stählen weisen Duplex- und Superduplexstähle eine deutlich höhere Zugfestigkeit auf, in der Regel etwa das Doppelte der Streckgrenze. Dies macht Duplexstähle besonders attraktiv für Konstruktionen, bei denen die Streckgrenze entscheidend ist. Bei erhöhten Temperaturen kann die Streckgrenze jedoch abnehmen, da die verstärkende Wirkung des Stickstoffs nachlässt. Die im Austenit gelösten Stickstoffatome werden mobiler und blockieren weniger effektiv die Bewegung von Versetzungen.

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