Thermomechanisches Ermüdungsverhalten eines ferritisch-austenitischen Duplexstahles

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Horst Biermann
• Fachliche Zuordnung: Metallurgische, thermische und thermomechanische Behandlung von Werkstoffen
• Förderung: Förderung von 2008 bis 2015
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 57525322

Zweiphasige Duplexstähle bestehen aus einer austenitischen und einer ferritischen Phase und können aufgrund ihrer sehr guten Korrosionsbeständigkeit, ihrer hohen Festigkeit und ihres guten zyklischen Ermüdungsverhaltens in einem weiten Spektrum technischer Anwendungen eingesetzt werden. Das sind zum einen der Off-shore-Bereich, Anlagen der chemischen Industrie und der Öl- Industrie sowie im Energiesektor. In einigen Anwendungen kann es dabei zu Temperaturwechselbeanspruchungen kommen (z.B. in Wärmetauschern), die schließlich zu thermomechanischer Ermüdung führen können. In der ersten Förderperiode wurden das thermomechanische Ermüdungsverhalten (TMF) eines Duplexstahles und zweier einphasiger Vergleichslegierungen (ein ferritischer sowie ein austenitischer Stahl) zwischen 100°C und 350°C sowie als Referenz das isotherme Ermüdungsverhalten erforscht. Dabei wurden interessante Ergebnisse zur dynamischen Reckalterung und zur Mikrostrukturevolution erzielt. Erste Untersuchungen wurden zum Verhalten randschichtbehandelter (nitrierter) Proben durchgeführt.Im hier beantragten Projektabschnitt soll systematisch die Auswirkung der dynamischen Reckalterung erforscht werden. Weiterhin werden TMF Versuche in einem Intervall von 350°C – 600°C durchgeführt, in dem aus bisheriger Sicht eine Anwendung aufgrund der „475°C“-Versprödung ausgeschlossen wird. Die Ergebnisse sollen mit der Entwicklung der Mikrostruktur korreliert werden. Für nitrierte Zustände soll der Einfluss der Randschichthärtung auf die TMF-Ermüdungslebensdauer und somit auf die Einsetzbarkeit nitrierter Zustände der Duplexstähle auch bei höheren Temperaturen studiert werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen