Legierungstechnische Möglichkeiten zur Erhöhung der Korrosionsbeständigkeit Verschleißbeständiger Duplex‐Stähle

Abstract

Frau Professor Dr. E. Wendler-Kalsch u r n 60. Geburtstag gewidmetDuplex-Stahle werden aufgmnd ihrer guten Korrosionseigenschaften in vielen Bereichen der Chemischen Industrie sowie der Kraftwerks-, Meeres-und Umwelttechnik eingesetzt. Fur gleichzeitig korrosiv und verschleiRend wirkende Medien stehen ausscheidungsgehartete Varianten und solche rnit gering erhohten Kohlenstoffgehalten zur Verfugung. Die dadurch erzielte Verbesserung der Verschleifieigenschaften bedingt jedoch eine Verminderung der Korrosionsbestandigkeit und damit auch eine Einschrankung des Anwendungsbereiches. Ebenso erreichen derartige Stahle bei weitem nicht die VerschleiRbestiindigkeit carbidischer HartguRsorten, die jedoch nur in annahernd pH-neutralen Wassern verwendet werden konnen. Bei der Fordemng chemisch aggressiver Medien mit hohen Feststoffanteilen muRten deshalb bisher entweder verkurzte Standzeiten der Komponenten akzeptiert oder teure Sonderwerkstoffe verwendet werden. Die Verbesserung der Kombination aus tribologischen und elektrochemischen Eigenschaften von Duplex-Stahlen ist daher das Ziel vielfaltiger Entwicklungsarbeiten. Je nach chemischer Zusammensetzung und der Art der Hartphasen ergeben sich daraus unterschiedliche Korrosions-und Verschleifieigenschaften, die am Beispiel einer Versuchsschmelze und einer neuentwickelten Legierung beschrieben werden.Due to their good corrosion properties, duplex stainless steels are used in many fields of chemical industry as well as power stations, marine and environmental engineering. Precipitation-hardened variants and alloys with slightly increased carbon content are available for handling media causing simultaneous corrosion and wear. This improvement in wear properties, on the other hand, reduces their corrosion resistance and thus limits their actual fields of applications. Also, the wear resistance achieved by these steels is far inferior to that of white iron, which, however, can only be used in water with close-to-neutral pH-value. So far, handling chemically aggressive media either entailed short service lives or required expensive special materials. Many development activities are therefore aimed at improving the combination of tribological and electrochemical properties of duplex stainless steels. Different chemical compositions and types of hard phases result in varying corrosion and wear properties which are described on the basis of a test melt and a new-developed alloy.

Increasing the wear resistance of stainless steels

“…If the contents of ferrite, austenite and carbide amount to about one third of the volume each, the microstructure is called triplex as e.g. in GX150CrNiMo40 -6 (Noricrom) [31,33] (Fig. 13).…”

“…These wear resistant eutectic carbides consume Cr and diminish the corrosion resistance, which may be overcome in two ways. The first one consists of adding Nb to precipitate NbC for wear resistance and leave Cr for corrosion resistance in the matrix (GX150CrNbNiMo26-12-8) [31,32]). In the second approach the Cr and C contents are raised to combine a high carbide volume, with the good corrosion resistance of a duplex matrix.…”