Forschungszentrum Jülich GmbH
Titanstabilisierte austenitische Chrom-Nickel Stähle, werden aufgrund der ausgezeichneten Schweißeignung, der Korrosionsbeständigkeit und der Eignung für Tieftemperaturen im Behälterbau angewendet. Im ZEA-1 der Forschungszentrum Jülich GmbH wird dieser Werkstoff unter anderem für die Herstellung diverser Kryostatbehälter eingesetzt. Als Fügeverfahren für den Behälterbau mit arteigenem Material wird ein Titan-freier Schweißzusatzwerkstoff verwendet. Die anfangs metallisch blanken Schweißnähte weisen nach dem Entfernen der Anlauffarben eine dunkle fleckige Verfärbung auf, deren Ursache aufgeklärt und die Auswirkungen auf den Betrieb abgeschätzt werden müssen. Hierzu wurden die auftretenden Verfärbungen an 1.4571 Schweißnähten, sowie das Grundmaterial mikroskopisch und chemisch anhand von Querschliffen und Proben untersucht.
Hierbei zeigt sich, dass die im Gefüge vorliegenden TiCN-Partikel im Schweißschmelzbad nicht vollständig gelöst werden, sondern aufbrechen und aufgrund der Schmelzbaddynamik und ihrer geringen Dichte im Vergleich zum Schmelzbad, aufschwimmen. Nach Erstarrung des Schmelzbades liegen an der Oberfläche der Schweißnaht sowohl TiCN-Partikel als auch Ti-Oxide vor.
Um redoxstabile Materialien wie Ti-Oxide oder TiCN-Partikel zu entfernen, werden starke Reduktionsmittel, wie z.B. Fluss- oder Salpetersäure benötigt. Bei der Verwendung von weniger starken Reduktionsmitteln, können diese nicht restlos entfernt werden und verbleiben auf der Schweißnaht. Die an der Oberfläche verbleibenden Oxide und metallisches Titan können durch Oxidationsvorgänge später als schwarze Flecken sichtbar werden.
Abstract
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Poster
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