Untersuchungen zur Spannungsrisskorrosion im Schweißnahtbereich von niedriglegierten Stählen unter besonderer Berücksichtigung des Stahls T24

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Wolfgang Tillmann
• Fachliche Zuordnung: Mechanische Eigenschaften von metallischen Werkstoffen und ihre mikrostrukturellen Ursachen
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 257480435

Unter bestimmten Einsatzbedingungen (Kombination aus mechanischer und korrosiver Beanspruchung bei Temperaturen zwischen 120 und 250 °C) wird bei dem Stahl 7CrMoVTiB10-10 (T24) im Bereich von Schweißnähten eine unerwünschte Spannungsrisskorrosion (SpRK) beobachtet. Im Rahmen des Projekts sollen die Mechanismen dieses Rissbildungs- und Rissausbreitungsprozesses sowie deren Beeinflussbarkeit durch Vorbehandlungen (Schweißen, Wärmebehandlung, Voroxidieren) und Belastungsbedingungen (Dehnrate bei einsinniger Belastung, Parameter einer überlagerten zyklischen Belastung, Temperatur, Sauerstoffgehalt und pH-Wert des wässrigen Korrosionsmediums) grundlegend untersucht werden. Ziel ist die Identifizierung von gefüge-, umgebungs- und belastungsspezifischen Faktoren und Kriterien, die die Empfindlichkeit des Werkstoffs im Bereich der Schweißnaht gegenüber SpRK maßgeblich beeinflussen. Nach Auswertung der Ergebnisse wollen die Antragsteller einen Katalog von Maßnahmen erstellen, durch die die Resistenz des Werkstoffs gegenüber SpRK verbessert werden kann. Für diese Untersuchungen kommen verschiedene kommerzielle Mess- und Analyseverfahren zum Einsatz (REM, REM-EDX-Analyse, Nanoindentation, Eigenspannungsmessung mit Röntgenstrahlen und Neutronen). Zusätzlich werden Verfahren angewandt, die von den Antragstellern selbst entwickelt wurden. Diese werden den Anforderungen dieses Projekts entsprechend angepasst bzw. weiterentwickelt (langsame Zugversuche im Autoklav mit geregelter Wasserchemie und gleichzeitiger Analyse von Dehnungsfeldern an der Probenoberfläche und von Schallsignalen, die aus dem Probenvolumen emittiert werden). Die erwarteten, vertieften Erkenntnisse über das Phänomen der SpRK im Schweißnahtbereich des Stahls T24 haben auch Bedeutung für andere ferritische und bainitische, niedrig legierten und warmfeste Stähle.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Person: Dr.-Ing. Reiner Zielke