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08.09.2016 (CEST)
Umwandlung von Deltaferrit in Sigma-Phase in metastabilen rostfreien austenitischen Stählen nach Langzeitbeanspruchung durch Hochtemperaturen
A. Neidel, B. Fischer, S. Riesenbeck, and E. Cagliyan
Kurzfassung

Ein Anstieg der Betriebstemperatur der Auskleidungen des Turbinenaustrittsgehäuses in Industrie-Gasturbinen, der durch die Notwendigkeit herbeigeführt wurde, die thermischen Wirkungsgrade zu erhöhen, war Anlass für mehrere Alterungsversuche. Gehäuseauskleidungen werden häufig aus metastabilen rostfreien austenitischen Stählen gefertigt, die sich für Hochtemperaturanwendungen eignen. Legierungen wie beispielsweise 321SS und 347SS können im Gusszustand ziemlich große Mengen, leicht mehr als 15 %, an Deltaferrit enthalten, wenn sie nicht durch Walzen oder Schmieden weiterverarbeitet werden. Selbst gewalztes Blech oder gewalzte Stangen enthalten erhebliche Volumenanteile dieser Phase, wenn sie verschweißt werden. Sie können bis zu etwa 15 % in der Wärmeeinflusszone (WEZ) erreichen, die im Schweißgut unmittelbar an die Schmelzlinie angrenzt. Aus der Literatur und durch praktische Erfahrungen weiß man, dass Deltaferrit, wird er langandauernd höheren Betriebstemperaturen ausgesetzt, möglicherweise zu Sigma-Phase zerfallen kann. Dies kann zu einer Versprödung des Werkstoffs führen und sich nachteilig auf die mechanischen Eigenschaften auswirken. Es kann außerdem negative Auswirkungen auf die Zeitstandfestigkeit haben. Hauptziel der in dieser Arbeit beschriebenen Alterungsversuche war die Untersuchung der Phasenstabilität von Deltaferrit unter simulierten Betriebsbedingungen. Die Ergebnisse werden mit metallographischen Testergebnissen, die bei der Untersuchung tatsächlich im Betrieb eingesetzter Komponenten industrieller Gasturbinen erzielt wurden, in Beziehung gesetzt.

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A. Neidel, B. Fischer, S. Riesenbeck, and E. Cagliyan (2014). Transformation of Delta Ferrite Into Sigma Phase in Metastable Austenitic Stainless Steels After Long-Term High-Temperature Service Exposure. Practical Metallography: Vol. 51, No. 4, pp. 259-279. doi: 10.3139/147.110278 © Carl Hanser Verlag GmbH & Co. KG ISSN 0032-678X

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