Nichtrostende St\u00e4hle sind aufgrund ihrer Korrosionsbest\u00e4ndigkeit und Schwei\u00dfbarkeit in der Industrie weit verbreitet, k\u00f6nnen jedoch nur dann in Hochtemperaturumgebungen eingesetzt werden, wenn eine W\u00e4rmebehandlung nach dem Schwei\u00dfen durchgef\u00fchrt wird, um die Verspr\u00f6dung der Sigma-Phase und die anschlie\u00dfende Rissbildung zu verhindern.<\/p>\n
PWHTs werden oft in einer Atmosph\u00e4re wie Argon oder Stickstoff durchgef\u00fchrt, um die Bildung sch\u00e4dlicher Phasen zu minimieren, die zu einer Verringerung der Korrosionsbest\u00e4ndigkeit und zu einer Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften im Laufe der Zeit f\u00fchren.<\/p>\n
Chrom ist das Hauptelement in nichtrostendem Stahl, das eine sch\u00fctzende Oxidschicht gegen weitere Oxidation und Korrosion bildet. Die Zugabe von anderen Legierungselementen wie Nickel (Ni) oder Molybd\u00e4n (Mo) kann die Korrosionsbest\u00e4ndigkeit je nach Umgebungsbedingungen und Anwendungsanforderungen weiter verbessern; die Zusammensetzung der Stahlsorten h\u00e4ngt in der Regel von den Anforderungen der Industrie oder der Anwendung ab.<\/p>\n
Nichtrostender Stahl schmilzt bei hohen Temperaturen nicht wie viele andere Metalle; allerdings k\u00f6nnen Schwei\u00dfverfahren intensive Hitze und schnelle Abk\u00fchlungszyklen erzeugen, die zu Gef\u00fcgever\u00e4nderungen im Stahl f\u00fchren. Dazu geh\u00f6ren die Vergr\u00f6berung des Schwei\u00dfguts (WEZ) und die Ausscheidung von Chromkarbid. Solche Ver\u00e4nderungen k\u00f6nnen die Festigkeit, Duktilit\u00e4t und Korrosionsbest\u00e4ndigkeit des Werkstoffs beeintr\u00e4chtigen.<\/p>\n
Schwei\u00dfen kann zu galvanischer Korrosion beitragen, die auftritt, wenn zwei Metalle miteinander in Kontakt kommen. Beispielsweise k\u00f6nnen Schwei\u00dfn\u00e4hte aus nichtrostendem Stahl aufgrund von galvanischem Angriff korrodieren, wenn das im Schwei\u00dfgut enthaltene Kupfer (Cu) mit dem Sauerstoff aus dem Schwei\u00dfgas reagiert.<\/p>\n
Nichtrostende Duplexst\u00e4hle wie 17-4 und PH13-8Mo weisen eine h\u00f6here Korrosionsbest\u00e4ndigkeit auf als austenitische St\u00e4hle wie 304 und 316; sie k\u00f6nnen jedoch anf\u00e4llig f\u00fcr Sensibilisierung und interkristalline Korrosion sein. Um dieses Problem zu l\u00f6sen, sollten Schwei\u00dfn\u00e4hte aus nichtrostendem Duplexstahl in einer korrosionsfreien Umgebung angebracht werden; alternativ kann eine W\u00e4rmebehandlung nach dem Schwei\u00dfen die Sensibilisierungsanf\u00e4lligkeit verringern und eine gute Zugfestigkeit und H\u00e4rte nach dem Schwei\u00dfen f\u00f6rdern.<\/p>\n
Nichtrostende St\u00e4hle sind im Allgemeinen feste und widerstandsf\u00e4hige Werkstoffe, die jedoch w\u00e4hrend des Schwei\u00dfens anf\u00e4llig f\u00fcr Ver\u00e4nderungen sind. Wenn sie w\u00e4hrend des Schwei\u00dfens extremen Temperaturen ausgesetzt werden, k\u00f6nnen Schwei\u00dfgut und WEZ aufgrund der schnellen thermischen Zyklen spr\u00f6de werden, was zu mikrostrukturellen Ver\u00e4nderungen im Gewebe und in den Werkstoffen der Schwei\u00dfnaht\/HWZ f\u00fchrt.<\/p>\n
Nach dem Schwei\u00dfen sollte immer eine Druckwasserh\u00e4rtung durchgef\u00fchrt werden, um die Integrit\u00e4t der zusammengeschwei\u00dften Komponenten zu sch\u00fctzen und zu erhalten, obwohl ihre Notwendigkeit weitgehend von der Art der Schwei\u00dfverbindung und den vorgesehenen Betriebsbedingungen abh\u00e4ngt.<\/p>\n
Austenitische Chrom-Nickel-Sorten, die f\u00fcr den Einsatz in schweren Korrosionsumgebungen vorgesehen sind, k\u00f6nnen eine PWHT erfordern, um die Sensibilisierung bei erh\u00f6hter Temperatur zu minimieren, w\u00e4hrend Sorten, die f\u00fcr weniger aggressive Anwendungen bestimmt sind oder bereits w\u00e4rmebehandelt wurden, dieses zus\u00e4tzliche Verfahren nicht ben\u00f6tigen.<\/p>\n
J\u00fcngste Studien haben die Auswirkungen der PWHT auf das Gef\u00fcge und die mechanischen Eigenschaften von plasmageschwei\u00dften Schwei\u00dfn\u00e4hten aus austenitischem 316L-Edelstahl w\u00e4hrend der Plasmadraht-W\u00e4rmebehandlung (PWHT) untersucht. Sie fanden heraus, dass mit steigenden PWHT-Temperaturen auch der Ferritgehalt zunimmt; Zugfestigkeit, Bruchz\u00e4higkeit, Gleichm\u00e4\u00dfigkeit und Gesamtdehnung nehmen jedoch mit jeder Verl\u00e4ngerung der PWHT-Zeit ab.<\/p>\n
Das Schwei\u00dfen kann sich dramatisch auf die mechanischen Eigenschaften und die Korrosionsbest\u00e4ndigkeit von Edelstahl auswirken. Durch die Wahl geeigneter Schwei\u00dfparameter und die Anwendung von W\u00e4rmebehandlungen nach dem Schwei\u00dfen k\u00f6nnen Ingenieure und Schwei\u00dfer diese Nebenwirkungen jedoch minimieren und das Potenzial des Materials maximieren.<\/p>\n
Geschwei\u00dfter nichtrostender Stahl kann einer W\u00e4rmebehandlung nach dem Schwei\u00dfen unterzogen werden, um Eigenspannungen abzubauen und die Schwei\u00dfbarkeit zu verbessern, insbesondere bei gr\u00f6\u00dferen oder dickeren Materialabschnitten. Leider kann die PWHT auch zu einer Verformung des Schwei\u00dfnahtabschnitts f\u00fchren. Um diese M\u00f6glichkeit einzuschr\u00e4nken, sollte der Schwei\u00dfnahtabschnitt so locker gelassen werden, dass seine Ausdehnung und Kontraktion keine Verformung an wichtigen Verbindungen verursacht.<\/p>\n
Die PWHT reduziert nicht nur die Spannungen, sondern kann auch die Anf\u00e4lligkeit f\u00fcr Sigma-Phasenverspr\u00f6dung und Kriechsch\u00e4den bei erh\u00f6hten Temperaturen verringern, indem sie den Temperaturgradienten zwischen Spannungsabbau und L\u00f6sungsgl\u00fchtemperaturen minimiert.<\/p>\n
Mit Hilfe der Lichtmikroskopie wurden die Auswirkungen des Schwei\u00dfens auf das Gef\u00fcge einer Schwei\u00dfnaht bei unterschiedlichen Schwei\u00dftemperaturen untersucht. Der Ferritgehalt stieg mit zunehmender Schwei\u00dfw\u00e4rme an; dies deutete darauf hin, dass Delta-Ferrit w\u00e4hrend des Schmelzens bevorzugt in Sigma-Ferrit umgewandelt wurde, was zu einem Gewichtsverlust f\u00fchrte, der durch Lochfra\u00dfkorrosionsbest\u00e4ndigkeitstests in einer k\u00fcnstlichen korrosiven Umgebung gemessen wurde.<\/p>\n
Die W\u00e4rmebehandlung von nichtrostenden St\u00e4hlen nach dem Schwei\u00dfen soll deren mechanische Eigenschaften erhalten. Dies gilt insbesondere f\u00fcr austenitische St\u00e4hle, bei denen eine austenitisierte Oberfl\u00e4chenschicht, die durch die Bildung einer passiven, chromoxidhaltigen Schicht gebildet wird, nach dem Schwei\u00dfen stabil bleibt, um Korrosionsprobleme zu minimieren; eine PWHT-Behandlung k\u00f6nnte diese Barriere jedoch abbauen und somit die Korrosionsbest\u00e4ndigkeit dieser Werkstoffe verringern.<\/p>\n
Daher ist es wichtig zu wissen, wann nichtrostende St\u00e4hle nach dem Schwei\u00dfen einer W\u00e4rmebehandlung unterzogen werden m\u00fcssen und wann nicht. Die Notwendigkeit einer PWHT h\u00e4ngt stark von der Stahlsorte, den erwarteten Einsatzbedingungen und dem Schwei\u00dfverfahren ab.<\/p>\n
Viele industrielle Anwendungen, bei denen rostfreier Stahl zum Einsatz kommt, erfordern keine PWHT, wie z. B. Schwei\u00dfn\u00e4hte in druckbeaufschlagten Anlagen. Dies kann auf fortschrittliche Schwei\u00dftechniken, kleinere Schwei\u00dfn\u00e4hte und eine Umgebung ohne Probleme mit interkristalliner Korrosion zur\u00fcckzuf\u00fchren sein.<\/p>\n
Es gibt bestimmte Schwei\u00dfn\u00e4hte, die eine PWHT erfordern, z. B. solche, die sich in feindlichen Umgebungen oder unter hohen Belastungen befinden. Korngrenzenverfl\u00fcssigungsrisse k\u00f6nnen zu einem erheblichen Duktilit\u00e4tsverlust und einer erh\u00f6hten Anf\u00e4lligkeit f\u00fcr Chlorid-Spannungsrisskorrosion f\u00fchren. Die PWHT funktioniert durch Erhitzen der Verbindung auf Temperaturen, die die Bildung von feinem Niob- oder Molybd\u00e4nkarbid f\u00f6rdern und gleichzeitig das Wachstum des Ferritanteils einer Legierung, der sogenannten \"Sigma-Phase\", unterdr\u00fccken, was auch als thermomechanische Stabilisierung bezeichnet wird.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Nichtrostende St\u00e4hle sind aufgrund ihrer Korrosionsbest\u00e4ndigkeit und Schwei\u00dfbarkeit in der Industrie weit verbreitet. Sie k\u00f6nnen jedoch nur dann in Hochtemperaturumgebungen eingesetzt werden, wenn eine W\u00e4rmenachbehandlung (PWHT) durchgef\u00fchrt wird, um eine Sigma-Phasen-Verspr\u00f6dung und anschlie\u00dfende Rissbildung zu verhindern. PWHTs werden oft in einer Atmosph\u00e4re wie Argon oder Stickstoff durchgef\u00fchrt ... <\/p>\n