Ferritisch-austenitische Duplex-Stähle kommen in einer Reihe von Branchen, wie z.B. dem gesamten Bereich der Halbzeugherstellung sowie im Maschinen-, Apparate- und Anlagenbau zum Einsatz. Bauteile aus Duplex-Stählen mit hoher Wanddicke (t > 12 mm), wie z.B. geschweißte Rohre, werden aus wirtschaftlichen und qualitativen Gründen bevorzugt mit dem Elektronenstrahl (EB) geschweißt. Die verfahrensspezifischen Prozessmerkmale des EB-Schweißens führen jedoch zur Ausbildung einer ungünstig wirkenden Mikrostruktur des Schweißgutes mit unzulässig hohem Ferrit-Gehalt von ca. 90 %. Dadurch kommt es in der Fügezone zu einer deutlichen Abnahme der Kerbschlagzähigkeit bei tiefen Temperaturen sowie der Korrosionsbeständigkeit. Zur Einstellung zulässiger Austenit/Ferrit-Gehalte müssen die Bauteile daher aktuell deswegen im Anschluss an den Schweißprozess Lösungsgeglüht werden. Dieses Vorhaben dient der Entwicklung eines EB-Schweißprozesses, bei dem sowohl in der Schweißnaht als auch in der wärmebeeinflussten Zone zulässige Austenit/Ferrit-Gehalte eingestellt werden und die kostenintensive Wärmebehandlung entfallen kann. Dieses Ziel wird über die Verwendung von Nickelbasiszusatzwerkstoffen erreicht, da man mithilfe dieser die chemische Zusammensetzung und damit die Mikrostruktur der Schweißnaht gezielt beeinflussen kann. Weiter wird durch eine gezielte Schweißprozessmodifikation der Wärmeeintrag weiter reduziert, um die Breite der wärmebeeinflussten Zone zu verringern. Insgesamt wird so eine Verbindungsschweißung hergestellt, die den normativen Anforderungen hinsichtlich Korrosionsbeständigkeit und mechanisch-technologischer Eigenschaften entspricht, bei deutlich geringerem Fertigungsaufwand als aktuell notwendig. Der Ansatz wurde bereits im Rahmen von eigenen Vorversuchen bestätigt und soll nun in diesem Vorhaben zur industriellen Anwendbarkeit gebracht werden.
FOSTA – Forschungsvereinigung Stahlanwendung e. V.
