Wer Edelstahl sagt meint oft lediglich "nichtrostender" Stahl. Und selbst das ist falsch.
Es gibt keinen nichtrostenden Stahl. Bestenfalls ist das Material unter üblichen Bedingungen sehr rostträge. Gedacht wird dabei an die üblichen Sorten V2A oder V4A, volkstümlich "Spülbeckenblech".
Nichtrostender Stahl
Allgemein Legierungselemente im nichtrostenden Stahl
Metalle und Metallegierungen neigen vielfach dazu, an der Oberfläche günstigere Metallverbindungen einzugehen, z.B. in Metalloxyde. Bei bestimmten Metallverbindungen entsteht hierdurch eine korrosionsträge oder -hemmende Schutzschicht. Diese beginnt bei Stählen mit einem Chromgehalt von mindestens 10,5% wirksam zu werden
Mit steigenden Kohlenstoffgehalten (bis max. 1,2%C) werden höhere Cr-Gehalte bis zu 18% erforderlich. Über 0.6%C sind Cr-Gehalte über 12% unnerläßlich.
C = Kohlenstoff ist in allen Stählen das immer vorhandene und wichtigste Begleitelement. Im nichtrostenden Stahl ist er bei niedrigen Anteilen ein wichtiger Austenitbildner. C erhöht die Festigkeit im Stahl, muß jedoch bei austenitischen und ferritischen Stählen in geringen Bereichen gehalten werden, um die Korrosionsbeständigkeit nicht zu vermindern. In martensitischen Stählen erhöht er die Härtbarkeit und erreichbare Härte. Die Schweißbarkeit wird durch C negativ beeinflußt.
Cr = Chrom ist das wichtigste Legierungselement im Nichtrostenden Stahl. Ab 10,5% (12%) Cr bildet sich an der Oberfläche des Stahles ein vor weiterer Korrosion schützender Chromoxydfilm. Bei höheren Cr-Gehalten in Verbindung mit höheren C-Gehalten (max. 1,2%) sind durch Wärmebehandlung hohe Härten erreichbar.
Ni = Nickel ist nach bzw. neben Cr der wichtigste Legierungsbestandteil bei der großen Gruppe der austenitischen Nichtrostenden Stähle. Ni erweitert den Bereich des austenitischen Zustands je nach Legierungsanteil vom Schmelzpunkt bis zu tiefen Minustemperaturen. Ni erhöht im wesentlichen Maße die Zähigkeit, Kerbschlagzähigkeit und die Korrosionsbeständigkeit.
Mo = Molybdän erhöht schon in relativ geringen Legierungsanteilen die Korrosionsbeständigkeit, besonders gegen chlorhaltige Materialien und verbessert somit in erheblichem Maße die Beständigkeit gegen Lochfraß. Mo erhöht die Warmfestigkeit der Nichtrostenden Stähle.
Ti = Titan ist ein sehr wichtiger Zusatz zur Verhinderung der interkristallinen Korrosion. Ti bindet den beim Schweißen ausscheidenden Kohlenstoff zu Titankarbid und verhindert durch seine größere Affinität zu C eine Chromverarmung der Grundmasse an den Korngrenzen. Außerdem wird Stickstoff zu Titannitrid abgebunden. Die interkristalline Korrosion wird dadurch vermieden. Ti bildet dabei sehr harte Titankarbide, die im Falle einer Forderung nach optischer Spiegelpolitur unerwünscht sind.
Nb = Niob wird anstelle von Ti besonders dann eingesetzt, wenn gute Polierbarkeit des Stahles verlangt wird. Nb bindet ebenfalls C in den Nichtrostenden Cr- und Cr- Ni-Stählen, wodurch die interkristalline Korrosion unterbunden wird.
Si = Silicium verbessert die Korrosionsbeständigkeit bei verschiedenen Beanspruchungen, z.B. bei hochkonzentrierten Säuren. Infolge der besonderen Eigenschaft, die Zunderbeständigkeit bei höheren Temperaturen zu verbessern, wird Si mit höheren Legierungsanteilen bei den Hitzebeständigen Stählen verwendet.
Mn = Mangan ist ein Außenstabilisator bei Kaltumformung und bei Tieftemperaturen. Mn verzögert bei Kaltverfestigung die Bildung von Martensit. Mn ist in den Austeniten meist mit ca. 2% enthalten. Einen besonderen Einfluss zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit hat Mn nicht.
V = Vanadium ist schon in geringsten Anteilen wirksam und wird insbesondere den härtbaren martensitischen Cr-Stählen zur Verbesserung von Härte und Warmfestigkeit zugesetzt.
N = Stickstoff erhöht ähnlich wie Kohlenstoff die Festigkeit im nichtrosteten Stahl, ohne jedoch die Zähigkeitswerte dabei zu vermindern, N ist in austenitischen Cr-Ni-Stählen ein sehr wichtiger Stabilisator des Austenits. In diesen Stählen wird mit steigendem Cr-Gehalt die Löslichkeit von N erhöht.
Cu = Kupfer wird nur in besonderen Fällen zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit zulegiert. Eine besondere Rolle spiel Cu bei den martensitischen Ausscheidungshärtern.
S = Schwefel ist normalerweise im Stahl unerwünscht, wird jedoch zur Verbesserung der Zerspanbarkeit den nichtrostenden Automatenstählen zugesetzt. Eine verringerte Korrosionsbeständigkeit und mangelnde Schweißbarkeit sind unbedingt zu berücksichtigen.
Die drei Hauptgruppen der rost- und säurebeständiger Stähle, ihre Eigenschaften und Einsatzmöglichkeiten
Man unterscheidet folgende drei Hauptgruppen nach ihrer Gefügeform: - martensitische Stähle - ferritische Stähle - austenitische Stähle.
1. Martensitische Stähle
Martensitische Stähle sind vorwiegend Chromstähle mit Chromgehalten von 12 bis 18%; bei einem C-Gehalt von 0,10 bis 1,2%, je nach Qualität, finden sich Zusätze von Ni (0,5-2,5%) und Mo (bis ca. 1,2%). Die martensitischen Stähle sind magnetisch und können durch entsprechende Wärmebehandlung vergütet bzw. gehärtet und angelassen werden. Wegen der relativ hohen C-Gehalte sind die martensitischen Stähle nicht oder nur mit speziellen Maßnahmen schweißbar (Vorwämen/Glühen). Qualitäten mit C-Gehalten bis ca. 0,40% werden normalerweise als vergütete Stähle eingesetzt, über 0,40% in gehärtetem Zustand. Mit zunehmenden C-Gehalt nimmt die Härte in gehärtetem Zustand zu. Diese Qualitätsgruppe wird verwendet für die Herstellung mechanisch hochbeanspruchter Konstruktionsteile und Wellen sowie für gehärtete Werkzeuge und Schneidwaren, bei denen eine erhöhte Beständigkeit gegen oxydierende Säuren erforderlich ist.
2. Ferritische Stähle
Bei den ferritischen Stählen handelt es sich vorwiegend um reine Chromstähle mit Cr-Gehalten von 12,5 bis 18% und C-Gehalten unter 0,1%. Sie sind magnetisch, nicht härtbar, können aber geschweißt werden; insbesondere werden sie in der Salpetersäureindustrie eingesetzt. Andere Einsatzgebiete für diese Werkstoffe sind z.B. Haushaltswaren, Innenarchitektur und Automobilindustrie (Radkappen, Zierleisten).
3.Austenitische Stähle
Dies sind die mit Abstand am meisten verwendeten Stähle. Sie enthalten folgende Legierungselemente: Cr 17-26% Ni 7-26% C unter 0,12% ferner, je nach Qualität: Mo 2,0-4,5% Cu 1,5-2,5% sowie allenfalls die Stabilisierungselemente Ti und Nb. Die austenitischen Stähle sind antimagnetisch, nicht härtbar durch Wärmebehandlung, jedoch im allgemeinen sehr gut schweißbar. Sie zeichnen sich in geglühtem Zustand durch ein niedriges Streckgrenzverhältnis und durch sehr hohe Zähigkeitswerte aus, die auch bei extrem tiefen Temperaturen beibehalten werden (Dehnung bei Raumtemperatur ca. 50%). Sie neigen zu starker Kaltverfestigung, insbesondere bei höheren C-Gehalten, d.h. ihre Festigkeitswerte können durch Kaltumformung sehr stark erhöht werden, bei gleichzeitig stark verminderter Dehnung (Bildung von Verformungsmartensit = Verlust eines Teils des Antimagnetismus, d.h., daß das Material leicht magnetisch wird). Die hauptsächlich verwendeten Qualitäten sind:
V2A (1.4301): C max. 0,07%, Cr 17-19%, Ni 8,5-10,5%. Diese Qualität findet eine außer ordentlich breite Anwendung in allen Industrien, z.B. für Haushaltsgeräte und -maschinen, für Besteck, in der Nahrungs- und Genußmittelindustrie, für Heizungs- und Klimaanlagen, der chemischen Industrie, der Papierindustrie, für korrosionsbeanspruchte Konstruktionsteile in der Maschinenindustrie etc.
Varianten:
1.4306 mit eingeschränktem C-Gehalt von max. 0,03%: bessere Schweißbarkeit bzw. keine Karbidausscheidungen,
1.4541 mit Zusatz von Ti als Stabilisierungselement: siehe auch WN 1.4306.
V4A (1.4401): C max. 0,07%, Cr 16,5–18,5%, Ni 10,5–13,5%, Mo 2,0–2,5%. Die Säurebeständigkeit des Stahls wird durch den Zusatz von Mo ganz wesentlich verbessert. Damit das Gefüge austenitisch bleibt (Mo ist Ferritbildner), wird dem Stahl gleichzeitig mehr Ni zulegiert (min. 10,5%). Ferner bewirkt die Zulegierung von Mo eine wesentlich verbesserte Beständigkeit gegen Lochfraß sowie allgemein gegen reduzierende Säuren.
1.4435 mit eingeschränktem C-Gehalt von max. 0,03%, Cr 17–18%, Mo 2,5–3,0%, Ni 12,5–14,0%, die klassische Qualität der Basler Chemie mit Ferritgehalt = 0%, schweißbar ohne thermische Nachbehandlung, kornzerfallbeständig.
1.4571 (wie WN 1.4401), jedoch zusätzlich mit Ti stabilisiert, schweißbar ohne thermische Nachbehandlung, kornzerfallbeständig. Die Qualität WN 1.4571 ist die in der deutschen chemischen Industrie am häufigsten eingesetzte Qualität. WN 1.4401/4435 sind auch die im Rohrleitungsbau/Sanitärbereich am häufigsten eingesetzten Qualitäten, insbesondere im Kontakt mit weichem Wasser, mit reduzierenden Säuren und mit Medien, deren genaue Zusammensetzung und Aggressivität nur abgeschätzt, nicht aber mit Sicherheit festgestellt werden können.
Korrosion bei rost- und säurebeständigen Stählen
Unter Korrosion wird im allgemeinen die von der Oberfläche eines Stahls ausgehende Veränderung des Werkstoffes durch chemische und elektrochemische Angriffe verstanden. Die dabei entstehenden, durch Färbung erkennbaren oxydischen Korrosionsprodukte werden als Rost bezeichnet. Man erstellt dabei im Normalfall eine mehr oder weniger gleichmäßige Abtragung der Stahloberfläche fest, welche stets eine Gewichtsabnahme zur Folge hat. Wie uns bekannt ist, wird durch die hohen Gehalte an den Legierungsmetallen Chrom, Nickel und Molybdän der Korrosionswiderstand der austenitischen Stähle derart erhöht, daß man von säurebeständigen Stählen sprechen darf. Dabei muß aber ausdrücklich festgehalten werden, daß es keinen säurebeständigen Stahl gibt, der gegen stark reduzierend wirkende Angriffsmittel wie z.B. Salz-, Fluß- und Schwefelsäure beständig ist (Beizsäuren). Ein Stahl wird dann als beständig gegen bestimmte Säuren, Laugen oder Salze taxiert, wenn er in einem dieser Angriffsmittel während einer bestimmten Zeit und bei einer bestimmten Temperatur keinen oder nur einen sehr geringen Gewichtsverlust in g/m2 und Stunde erleidet. Bei Korrosion wird selten eine gleichmäßige Abtragung auf der Stahloberfläche festgestellt, sondern je nach Erscheinungsform kann auch ein örtlich beschränkter Angriff erfolgen. Es gibt also verschiedene Korrosionsarten.
Bei rostsicheren Stählen unterscheidet man folgende
Korrosionsarten:
1. Die gleichmäßige Abtragung über die ganze Stahloberfläche, wie zuvor beschrieben. Fazit: der eingesetzte Stahl ist gegen das vorliegende Angriffsmittel nicht beständig.
2. Beim Lochfraß handelt es sich um einen lokalen, teilweise nur punktförmig begrenzten Korrosionsangriff mit großer Tiefenwirkung. Zwischen den angegriffenen Stellen können Flächen liegen, die in keiner Weise angegriffen bzw. zerstört sind. Bei der Lochkorrosion entsteht also eine lokale Aktivierung einer ansonsten sehr passiven Stahloberfläche. Die einmal aktivierten Stellen bleiben dauernd aktiv, so daß der Stahl an dieser Stelle völlig zerstört wird. Lochfraß wird vorwiegend durch das Vorhandensein von Halogen- Verbindungen (Salzbildner) wie Chlor, Brom und Jod verursacht. Mo-haltige Stähle sind widerstandsfähiger gegen Lochkorrosion als die Chrom-Nickel-Stähle.
3. Spannungsriß-Korrosion kann besonders bei den austenitischen Cr-Ni-Stählen auftreten, wenn diese unter äußeren und inneren Spannungen Korrosionsmitteln ausgesetzt sind. Ausgelöst wird die Spannungsriß-Korrosion meist durch chloridhaltige Salzlösungen oder feuchte Chlorverbindungen, feuchtes Kochsalz, Beizbäder etc. Die Risse sind meist stark verästelt und verlaufen senkrecht zur Spannungsrichtung. Durch ein Spannungsfreiglühen kaltverformter Teile bei ca. 480° C können innere Spannungen im Stahl etwas abgebaut werden, wobei die mechanischen Werte noch steigen, falls ein Weichglühen bei 1.050° C nicht mehr möglich ist. Im übrigen sind die V4A-Qualitäten mit Mo-Zusatz etwas weniger anfällig gegen die transkristalline Spannungsrißkorrosion. Bei den ferritischen Chromstählen ist diese Korrosionsart so gut wie unbekannt.
4. Bei der Kontaktkorrosion werden metallische Werkstoffe mit unterschiedlichem elektrochemischem Verhalten (Potentialdifferenz) metallisch leitend verbunden und einem Elektrolyt ausgesetzt. Es bildet sich ein galvanisches Element aus. Dabei wird das unedlere Metall zur Anode und geht in Lösung. Rost- und säurebeständige Stähle weisen in passivem Zustand ein hohes Elektrodenpotential auf und werden bei Kontakt mit unedleren Metallen und Legierungen wie Kupfer, Bronze, Messing oder Aluminium zur Kathode und aus diesem Grund nicht angegriffen. Verschraubte Messingarmaturen an rostfreien Rohrleitungen sind also zulässig, vorausgesetzt, daß Messing selbst genügend beständig ist gegen das vorliegende Angriffsmittel. Bei Anwesenheit von reduzierenden Angriffsmitteln kann die Passivität des säurebeständigen Stahls verlorengehen, d.h. sein Elektrodenpotential wird unedler. In diesem Fall können diese Stähle bei unterschiedlichen elektrochemischen Verhalten angegriffen werden. Es empfiehlt sich also, für Verbindungselemente stets artgleiche Werkstoffe zu verwenden. Wenn dies aus konstruktiven Gründen nicht möglich ist, sollte man den unmittelbaren Kontakt durch eine Isolierschicht verhindern.
5. Als Spaltkorrosion bezeichnen wir einen Korrosionsangriff, der unter Dichtungen, an gefalzten Blechteilen oder an solchen Stellen auftritt, die durch Punktschweißung miteinander verbunden sind. Bei dieser Korrosionsform ist ein Spalt zwischen zwei Teilen aus gleichen oder ungleichen Werkstoffen das Kriterium. Der zur Bildung einer Passivschicht auf nichtrostenden Stählen ständig erforderliche Sauerstoff hat zu den Spalten nicht oder nur in ungenügendem Maße Zugang. Dadurch können sich die Spaltflächen leicht aktivieren und zu örtlicher Korrosion führen. Die Spaltkorrosion wird durch chlorionenhaltige Medien gefördert. Fazit: Schon bei der Konstruktion von Apparaten und Geräten sollten schädliche Fugen und Falzungen möglichst vermieden werden.
6. Die interkristalline Korrosion oder Kornzerfall kann sich bei den ferritischen und austenitischen Qualitäten durch Überhitzung – z.B. beim Schweißen – zu Gefügeausscheidungen in Form von Chromkarbiden entwickeln. Diese Chromkarbide (Verbindung von Chrom und Kohlenstoff) setzen sich an den Korngrenzen des Gefüges ab. Bei anschließendem chemischen Angriff werden diese Korngrenzbereiche aktiv, während die Kornflächen passiv bleiben. Der chemische Angriff schreitet also entlang den Korngrenzen fort. Er verläuft interkristallin und führt schließlich zum Herauslösen von Gefügekörnern und zum Bruch des Materials. Die Bildung dieser schädlichen Chromkarbide und damit die Chromverarmung des Stahls entsteht innerhalb einer gewissen Zeit und innerhalb eines bestimmten Temperaturintervalls, der sogenannten kritischen Temperaturzone. Diese kritische Temperaturzone liegt bei den ferritischen Chromstählen etwas über 1.000° C, bei den austenitischen Güten zwischen 450 und 900° C. Das heißt also, daß ferritische Chromstähle – wenn sie längere Zeit über 1.000° C erwärmt werden – Chromkarbide ausscheiden, während austenitische Güten diese Neigung bereits zwischen 450 und 900° C zeigen. Da beim Schweißen der rostsicheren Stähle Temperaturen über 1.300° C auftreten, muß dafür gesorgt werden, daß die Stähle beim Abkühlen bzw. beim Eintritt in ihre kritische Temperaturzone keine Chromkarbide bilden können. Dies kann auf drei Arten verhindert werden:
a) Die Abkühlung geht so schnell vor sich, daß sich Chrom und Kohlenstoff nicht zu Chromkarbiden vereinigen können. Je mehr Kohlenstoff der Stahl enthält, desto schneller entsteht Chromkarbidausscheidung. Normale austenitische Qualitäten mit C-Gehalten unter 0,07% kühlen bis ca. 4 mm Blechstärke nach dem Schweißen genügend schnell an der Luft ab.
b) Man senkt den Kohlenstoff- Gehalt der rostsicheren Stähle unter 0,03% ab, um eine Karbidausscheidung zu verhindern. Weil zu wenig Kohlenstoff da ist, um eine Chromkarbidbildung zu ermöglichen wählt man z.B. Werkstoff 1.4306. Nachteil: ihre mechanischen Eigenschaften werden durch den sehr tiefen Kohlenstoffgehalt etwas reduziert.
c) Man legiert den rostsicheren Stählen bestimmte Mengen der sogenannten Stabilisatoren Titan (Ti) oder Niob (Nb) zu. Diese beiden Legierungselemente haben eine wesentlich größere Affinität zu Kohlenstoff als Chrom, d.h. sie gehen schneller eine Verbindung mit Kohlenstoff ein. Dies hat zur Folge, daß sich beim Erhitzen von stabilisierten rostsicheren Stählen bei Erreichen der kritischen Temperaturzone sofort Titan- oder Niob- Karbide bilden, bis der Kohlenstoff gebunden ist. Zur Bildung von Chromkarbiden steht kein Kohlenstoff mehr zur Verfügung. Die Titan- und Niob-Karbide sind im übrigen sehr zäh und setzen sich nicht an den Korngrenzen des Gefüges ab, sondern sind gleichmäßig im Gefüge verteilt. Die stabilisierten Güten werden vorzugsweise bei dickeren Blechen mit Langzeitschweissungen eingesetzt. Zufolge ihrer etwas größeren Zähigkeit finden diese Stähle insbesondere dort Verwendung, wo die Schweißnahtzonen auch bei Temperaturen über 450° C höheren mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt sind.
7. Als letzte Korrosionsart sei der Fremdrost erwähnt, dessen Rosterscheinung von nicht völlig entzunderten Schweißnähten ausgehen kann oder auf Eisenablagerungen auf der Oberfläche der rostsicheren Stähle zurückzuführen ist. Fremdrost an rostsicheren Blechen, Rohren oder Stabstahl entstehen durch unsachgemäße Verpackung im Werk und Fremdrostbefall während des Transportes oder durch unsachgemäße Lagerung zusammen mit Eisen. Je nach Stärke dieses Fremdrostbefalls müssen die Materialien gereinigt werden, was meistens durch Abscheuern mit üblichen Putzmitteln geschehen kann. In hartnäckigen Fällen ist ein Nachbeizen des Materials und Neutralisieren mit Wasser unerläßlich.
Korrosionsschutz
Um an einem Apparat eine optimale Säurebeständigkeit bzw. Lebensdauer gegen ein bestimmtes, genau bekanntes Angriffsmittel bei einer bestimmten Betriebstemperatur zu erhalten, müssen nachfolgende Kriterien erfüllt sein:
1. Die Wahl der bestgeeigneten Qualität
2. Konstruktive Maßnahmen. Als Hauptregeln gelten: möglichst wenige Schweißnähte, denn diese beherbergen immer die schwächsten Stellen einer Konstruktion in Bezug auf Säurebeständigkeit. Ferner sollen allzu starke, durch Kaltverformung von Blechen entstandene Spannungen nach Möglichkeit durch Glühung abgebaut werden. Im weiteren sollen für Langzeitschweißungen, z.B. bei der Verarbeitung von dicken Blechen, zur Vermeidung der interkristallinen Korrosion nur niedergekohlte oder stabilisierte Güten verwendet werden.
3. Oberflächenbehandlung Je glatter und glänzender die Oberfläche eines nichtrostenden Stahls ist, desto besser ist seine Beständigkeit gegen chemische Angriffsmittel. Dem Schleifen und Polieren muß bei höchster chemischer Beanspruchung besondere Aufmerksamkeit gewidmet werden.
Die hitzebeständigen Stähle
Die hitzebeständigen Stähle zeichnen sich, je nach ihrer chemischen Zusammensetzung, durch eine gute Zunderbeständigkeit im Temperaturbereich zwischen 500 und 1.200º C aus. Die Zunderbeständigkeit ist auf den Chromgehalt im Stahl zurückzuführen. Sie steigt mit wachsendem Chromgehalt und kann durch weitere Zusätze von Aluminium und Silizium noch erhöht werden. Bei gleichzeitiger Anwesenheit von Nickel wird ebenfalls die Warmfestigkeit der Stähle verbessert. Während beim Zundern von reinem Eisen und niedrig legiertem Stahl in der Hitze eine Zunderschicht aus porösen Eisenoxyden entsteht, die mit zunehmender Glühdauer stetig anwächst und abblättert, bilden sich auf den hitzebeständigen Stählen sehr gleichmäßige und dichte Chrom-, Aluminium- und Silizium-Oxyde, die auch bei Temperaturwechseln mit der Stahloberfläche noch stark behaftet bleiben. Die Dicke dieser Schutzschicht wächst nach der ersten Bildung immer langsamer, wobei Diffusionsvorgänge, z.B. von Chrom aus dem Stahl an die Oberfläche, eine wichtige Rolle spielen. Je höher der Chromgehalt, desto zunderbeständiger ist auch der Stahl. Da sich in reduzierend wirkenden Gasen diese günstig wirkenden Oxydschichten nicht in dem Maße bilden können wie in Sauerstoff oder Luft, ist auch die Beständigkeit der einzelnen Stähle in reduzierenden Gasen geringer als in oxydierender Atmosphäre. Hitzebeständige Stahlbleche werden normalerweise nicht gebeizt, sondern bereits mit der ersten Zunderschicht (Walzhaut + Glühzunder) versehen, also im Verfahren Ic, warmgewalzt und geglüht, angeliefert. Bei Verarbeitung der Bleche soll diese erste Zunderschicht auch nicht entfernt werden. Je nach chemischer Zusammensetzung und Gefüge unterscheidet man 3 Gruppen von hitzebeständigen Stählen:
a) Die ferritischen Cr-Si-Al-Stähle mit Chromgehalten von ca. 2 bis 25% und Zusätzen von 1 bis 2% Silizium und bis 6% Aluminium. Der Ausdehnungskoeffizient dieser Stähle ist niedriger als derjenige von unlegiertem Stahl. Versprödungsbereiche: Bei den Qualitäten mit Cr-Gehalten von über 15% tritt zwischen 450 und 525º C die sogenannte „475º-Versprödung“ ein, die allerdings durch kurzzeitiges Erhitzen des Stahls auf 700 bis 800º C wieder aufgehoben werden kann. Der zweite Versprödungsbereich liegt zwischen 650 und 850º C (Bildung der Sigma-Phase), tritt aber nur bei Stählen mit Chromgehalten von 25%, also nur bei Werkstoff-Nr. 1.4762, auf. Darum soll dieser Stahl im Dauerbetrieb nicht unter 900º C eingesetzt werden.
b) Die ferritisch-austenitischen Cr-Ni-Stähle mit geringem Nickelgehalt. Beim Werkstoff Nr. 1.4821 liegen die Verhältnisse hinsichtlich Versprödungsgefahr ungefähr gleich wie bei der ferritischen Güte Werkstoff-Nr. 1.4762. Zufolge Bildung der Sigma- Phase im Temperaturbereich von 650 bis 850º C soll auch dieser Stahl im Dauerbetrieb nicht unter 900º C zum Einsatz kommen.
c) Die austenitischen Cr-Ni-Stähle mit Chromgehalten von ca. 16 bis 26% und Nickel-Gehalten von ca. 10 bis 21%. Der Ausdehnungskoeffizient dieser Stähle ist höher als derjenige von unlegiertem Stahl. Bei diesen Qualitäten besteht nur im Temperaturbereich zwischen ca. 600 und 850º C Versprödungsgefahr durch die sich bildende Sigma-Phase sowie durch Chromkarbidausscheidungen. Durch ein Lösungsglühen bei 1.050º C mit nachfolgender schneller Abkühlung kann das ursprüngliche Gefüge wieder hergestellt werden. Da die Werkstoffe Nr. 1.4878 und 1.4828 nicht bzw. nur unbedeutend verspröden im kritischen Temperaturbereich, können sie auch f ür solche Geräte eingesetzt werden, bei denen eine Langzeit- Betriebstemperatur zwischen 600 und 850º C nicht zu umgehen ist. Der Werkstoff Nr. 1.4841 ist anfälliger gegen Sigma-Phasen-Versprödung und soll nur für Betriebstemperaturen oberhalb 850º C eingesetzt werden.
Für die Unterstützung: Dank an Klöckner Stahlhandel