TY - BOOK

T1 - Einfluss der Herstellparameter auf die Korrosionseigenschaften ausgewählter Auflagewerkstoffe walzplattierter Bleche

AU - Prohaska, Manuel

N1 - nicht gesperrt

PY - 2011

Y1 - 2011

N2 - Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde für fünf korrosionsbeständige Werkstoffe ein optimales Prozessfenster für ein thermo-mechanisches Walzplattierverfahren zur Herstellung von plattierten Grobblechen ermittelt. Es stellte sich heraus, dass abgesehen vom superaustenitischen Werkstoff Alloy 926 keines der anderen Materialien eine hohe Sensitivität gegenüber einer Veränderung der relevanten Prozessparameter Walzendtemperatur und Kühlrate zeigte. Im Fall der Werkstoffe 316L, Alloy 825 sowie Alloy 625 wurde eine Endwalztemperatur von 850 °C in Kombination mit anschließender Wasserkühlung als vielversprechendste Herstellungsvariante eruiert. Für die beiden Werkstoffe 904L und Alloy 926 ergab sich hingegen eine Endwalz-temperatur von 950 °C hinsichtlich höchster Korrosionsbeständigkeit des Auflagematerials als empfehlenswert. Der Grund dafür ist, dass es beim CrNiMoN – Stahl Alloy 926 während der thermo-mechanischen Umformung zur Ausscheidung von chrom- und molybdänreichen Phasen im Gefüge kam, welche als intermetallische Chi – Phasen (χ) identifiziert wurden. Diese erwiesen sich bei einer niedrigeren Endwalztemperatur und / oder einer langsamen Abkühlung nach dem Walzen als vergleichsweise kritisch hinsichtlich interkristalliner Korrosions-beständigkeit. Des Weiteren wurde die Effektivität einer dem Plattierprozess nachgeschalteten Vergütungsbehandlung analysiert. Es stellte sich heraus, dass die Härtetemperatur jedenfalls über 1000 °C liegen muss, damit es nicht zu einer Verschlechterung der korrosiven Eigenschaften des Bleches aufgrund des Wachstums der durch das Walzen im Gefüge vorhandenen Chi – Phasen kommt. Eine quantitative Erfassung der durch Chi – Phasen – Ausscheidung hervorgerufenen Sensibilisierungszone des Materials Alloy 926 wurde mit Hilfe des Transmissions-elektronenmikroskopes durchgeführt. Es konnte eine sehr gute Übereinstimmung zwischen den Charakteristika der jeweiligen Elementverarmungszonen und den mittels dreier Korrosionstests (Streicher – Test, DL-EPR – Test, CPT) gemessenen makros-kopischen Korrosionseigenschaften erzielt werden. Nach Berechnung einer lokalen Wirksumme (lokaler PREN) ergab sich eine Maximalreduktion der lokalen Korrosionsbeständigkeit um ein Drittel gegenüber der Nominalzusammensetzung. Durch Simulation des thermo-mechanischen Walzprozesses mit einem Umform-dilatometer konnte der Einfluss einzelner Prozessparameter herausgearbeitet werden. Es wurde gezeigt, dass eine hohe Endumformtemperatur in Kombination mit einem hohen Umformgrad und einer geringen Abkühlrate die Initiierung dynamischer Rekristallisationsvorgänge stark fördert. Da dynamische Rekristallisation zur Bildung neuer, vergleichsweise kleiner Körner und damit zu einer hohen Korngrenzenfläche führt, finden Ausscheidungsvorgänge bevorzugt statt. Im Fall von Alloy 926 bildeten sich eine hohe Anzahl von Chi – Phasen in bereits rekristallisierten Gefügebereichen und der Sensibilisierungsgrad stieg erheblich an.

AB - Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde für fünf korrosionsbeständige Werkstoffe ein optimales Prozessfenster für ein thermo-mechanisches Walzplattierverfahren zur Herstellung von plattierten Grobblechen ermittelt. Es stellte sich heraus, dass abgesehen vom superaustenitischen Werkstoff Alloy 926 keines der anderen Materialien eine hohe Sensitivität gegenüber einer Veränderung der relevanten Prozessparameter Walzendtemperatur und Kühlrate zeigte. Im Fall der Werkstoffe 316L, Alloy 825 sowie Alloy 625 wurde eine Endwalztemperatur von 850 °C in Kombination mit anschließender Wasserkühlung als vielversprechendste Herstellungsvariante eruiert. Für die beiden Werkstoffe 904L und Alloy 926 ergab sich hingegen eine Endwalz-temperatur von 950 °C hinsichtlich höchster Korrosionsbeständigkeit des Auflagematerials als empfehlenswert. Der Grund dafür ist, dass es beim CrNiMoN – Stahl Alloy 926 während der thermo-mechanischen Umformung zur Ausscheidung von chrom- und molybdänreichen Phasen im Gefüge kam, welche als intermetallische Chi – Phasen (χ) identifiziert wurden. Diese erwiesen sich bei einer niedrigeren Endwalztemperatur und / oder einer langsamen Abkühlung nach dem Walzen als vergleichsweise kritisch hinsichtlich interkristalliner Korrosions-beständigkeit. Des Weiteren wurde die Effektivität einer dem Plattierprozess nachgeschalteten Vergütungsbehandlung analysiert. Es stellte sich heraus, dass die Härtetemperatur jedenfalls über 1000 °C liegen muss, damit es nicht zu einer Verschlechterung der korrosiven Eigenschaften des Bleches aufgrund des Wachstums der durch das Walzen im Gefüge vorhandenen Chi – Phasen kommt. Eine quantitative Erfassung der durch Chi – Phasen – Ausscheidung hervorgerufenen Sensibilisierungszone des Materials Alloy 926 wurde mit Hilfe des Transmissions-elektronenmikroskopes durchgeführt. Es konnte eine sehr gute Übereinstimmung zwischen den Charakteristika der jeweiligen Elementverarmungszonen und den mittels dreier Korrosionstests (Streicher – Test, DL-EPR – Test, CPT) gemessenen makros-kopischen Korrosionseigenschaften erzielt werden. Nach Berechnung einer lokalen Wirksumme (lokaler PREN) ergab sich eine Maximalreduktion der lokalen Korrosionsbeständigkeit um ein Drittel gegenüber der Nominalzusammensetzung. Durch Simulation des thermo-mechanischen Walzprozesses mit einem Umform-dilatometer konnte der Einfluss einzelner Prozessparameter herausgearbeitet werden. Es wurde gezeigt, dass eine hohe Endumformtemperatur in Kombination mit einem hohen Umformgrad und einer geringen Abkühlrate die Initiierung dynamischer Rekristallisationsvorgänge stark fördert. Da dynamische Rekristallisation zur Bildung neuer, vergleichsweise kleiner Körner und damit zu einer hohen Korngrenzenfläche führt, finden Ausscheidungsvorgänge bevorzugt statt. Im Fall von Alloy 926 bildeten sich eine hohe Anzahl von Chi – Phasen in bereits rekristallisierten Gefügebereichen und der Sensibilisierungsgrad stieg erheblich an.

KW - Walzplattieren

KW - Interkristalline Korrosion

KW - Öl- und Gasförderung

KW - DL-EPR

KW - Test

KW - Gefügecharakterisierung

KW - Roll Cladding

KW - Intergranular Corrosion

KW - Oil- and Gas Production

KW - DL-EPR

KW - Test

KW - Microstructural Evaluation

M3 - Dissertation

ER -