TY - CONF A1 - Rosemann, Paul A1 - Müller, C. A1 - Kauss, N. A1 - Halle, T. T1 - Einfluss der Wärmebehandlung auf Mikrostruktur und Korrosionsverhalten kohlenstoffhaltiger nichtrostender Stähle N2 - Das Korrosionsverhalten von kohlenstoffhaltigen martensitischen nichtrostenden Stählen variiert in Abhängigkeit der Wärmebehandlung (WB) und der damit eingestellten Mikrostruktur deutlich stärker als bei kohlenstoffarmen ferritischen und austenitischen nichtrostenden Stählen. Bei erhöhtem Kohlenstoffgehalt bestimmt die diffusionsgesteuerte Bildung und Auflösung von Chromkarbiden die Verteilung von Chrom und Kohlenstoff im Gefüge. Bisher lag der Fokus von Forschungsarbeiten zum Einfluss der WB auf dem Anlassen im allgemein bekannten Sensibilisierungsbereich dieser Werkstoffgruppe zwischen 200 °C und 700 °C und der dort auftretenden Chromverarmung. Mit der gezielten WB des X46Cr13 (1.4034) wird gezeigt, dass Temperatur und Dauer beim Austenitisieren sowie die anschließende Abkühlung beim Härten das Korrosionsverhalten schon vor dem Anlassen signifikant beeinflussen. Auf der Basis von thermodynamischen Berechnungen wurden definierte WB ausgewählt, um gezielt unterschiedliche Volumengehalte von Chromkarbiden im Gefüge und somit auch unterschiedliche Chrom bzw. Kohlenstoffgehalte im Mischkristall zu erzeugen. Anschließend wurden die resultierenden Gefügezustände hinsichtlich Chromkarbidanteil und Härte verglichen und das Korrosionsverhalten mit der elektrochemisch potentiodynamischen Reaktivierung (EPR) sowie durch einen Schnelltest mit der KorroPad-Prüfung untersucht. Dabei konnte ein direkter Zusammenhang zwischen WB, Mikrostrukturänderungen und Korrosionsverhalten festgestellt werden. Mit steigender Austenitisierungstemperatur wird der Anteil an Chromkarbiden reduziert und der Kohlenstoff- und Chromgehalt der Matrix erhöht, bis eine vollständige Auflösung der Chromkarbide gegeben und die chemische Nennzusammensetzung der Legierung im Mischkristall erreicht ist. In der direkten Folge wird die Ausbildung der für nichtrostende Stähle charakteristischen Passivschicht erleichtert und das Lochkorrosionsverhalten verbessert. Die Abkühlrate hat neben den Austenitisierungsparametern ebenfalls einen großen Einfluss auf das Korrosionsverhalten. So führt eine langsame Abkühlung an Luft zu einer Chromverarmung im Gefüge, die eine deutlich erhöhte Lochkorrosionsanfälligkeit zur Folge hat. In Abhängigkeit der WB von kohlenstoffhaltigen nichtrostenden Stählen können Mikrostruktur, Härte und Korrosionsbeständigkeit in einem weiten Bereich variieren. T2 - 20. Werkstofftechnisches Kolloquium CY - Chemnitz, Germany DA - 14.03.2018 KW - Nichtrostender Stahl KW - Wärmebehandlung KW - EPR KW - KorroPad KW - Korrosionsbeständigkeit KW - ThermoCalc KW - Sensibilisierung KW - Martensitischer nichtrostender Stahl KW - Passivschicht PY - 2018 SN - 978-3-00-058901-0 SN - 1439-1597 VL - 72 SP - 711 EP - 720 PB - Eigenverlag CY - Chemnitz AN - OPUS4-44559 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Dieck, S. A1 - Ecke, M. A1 - Harnisch, K. A1 - Rosemann, Paul A1 - Halle, T. T1 - Gefüge- und Phasenanalyse biokompatibler Co-Cr-Mo-Legierung N2 - Co-Cr-Mo-Werkstoffe sind im Bereich der Biomaterialien weit verbreitet und werden für Endoprothesen eingesetzt. Deren Lebensdauer ist jedoch durch tribologische und korrosive Dauerbelastung begrenzt. Um die Anzahl operativer Eingriffe am Patienten zu minimieren, ist es notwendig den Werkstoff hinsichtlich Verschleißbeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit zu optimieren. Hierfür ist ein umfassendes Verständnis der legierungsabhängigen Phasenbildung und –entwicklung während Herstellung und Wärmebehandlung notwendig. An einer speziellen Co-Cr-Mo Legierung werden verschiedene Untersuchungen zur Gefügecharakterisierung durchgeführt. Dabei werden die auftretenden Phasen thermodynamisch berechnet, mittels XRD nachgewiesen, die Phasenmorphologie durch EBSD analysiert, die Elementverteilung durch EDX-Analyse ermittelt und die Ergebnisse durch Farbätzen verifiziert. Das Ziel der Untersuchungen ist es, Optimierungspotentiale bei Herstellung und Wärmebehandlung zu identifizieren. T2 - Werkstoffwoche 2017 CY - Dresden, Germany DA - 27.09.2017 DA - 29.09.2017 KW - CoCrMo KW - Gefüge KW - ThermoCalc KW - EBSD KW - Farbätzen PY - 2017 AN - OPUS4-42832 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Rosemann, Paul A1 - Müller, C. A1 - Roßberg, S. A1 - Pensel, P. A1 - Halle, T. A1 - Burkert, A. T1 - Precipitation behavior and corrosion resistance of nickel-free, high-nitrogen austenitic stainless steels N2 - Nickel-free, nitrogen alloyed austenitic stainless-steels, with about 19 wt.-% Mn and 0,8 wt. % N, are an interesting alternative to classic CrNi austenitic stainless steels due to their superior mechanical properties (Rm > 900 MPa, A5 > 50 %, Av > 350 J) in the solution annealed condition. The formation of chromium-rich nitrides during suboptimal heat treatment, processing or application leads to an inhomogeneous distribution of alloying elements in the microstructure, which reduces the corrosion resistance. Consequently, an accurate knowledge of the sensitization behavior is indispensable for the use of nickel-free, high-nitrogen austenitic stainless steels. The relationship between artificial aging, phase formation and corrosion resistance was investigated on the alloys X8CrMnN18-19 (1.3815) and X8CrMnMoN18-19-2 (1.4456), both alloyed with 0,8 wt.-% Nitrogen, in the present work. The microstructural evolution was studied by LM and SEM while the corrosion resistance was characterized with the electrochemical potentiodynamic reactivation (EPR) and the KorroPad indicator-test. Both alloys showed increased corrosion susceptibility within critical aging parameters. Finally, a sensitization diagram was described successfully for both alloys showing the positive effect of molybdenum. T2 - EUROCORR 2018 CY - Krakow, Poland DA - 09.09.2018 KW - Corrosion KW - KorroPad KW - Stainless steel KW - Corrosion resistance KW - Heat treatment KW - ThermoCalc KW - Pitting corrosion KW - Nitrogen PY - 2018 AN - OPUS4-45954 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kauss, N. A1 - Rosemann, Paul A1 - Halle, T. T1 - Age-hardening behaviour, microstructure and corrosion resistance of the copper alloyed stainless steel 1.4542 N2 - The copper alloyed stainless steel 1.4542 (X5CrNiCuNb16-4) is used in different areas due to its good mechanical properties and corrosion resistance. Strength and corrosion re-sistance can be adjusted by the heat treatment, which is of importance for the application of this alloy. The mechanical properties (strength and hardness) are attributed to the dispersive precipitation of the copper rich ε–Phase. The additional precipitation of chromium carbides can reduce the corrosion resistance. Different ageing states were produced to investigate the precipitation behaviour with various methods. Furthermore, the influence of cold-rolling on the precipitation behaviour was studied in comparison to a solution annealed state without deformation. The microstructure was studied by SEM and the variations of hardness and magnetic proportion were characterised. The electrochemical potentiodynamic reactivation (EPR) was used to determine the corrosion resistance and detect chromium depletion in all heat-treated states. The results show that a work hardening accelerates the precipitation rate, while ageing at 600 °C reduces the corrosion re-sistance due to chromium depletion. T2 - EUROCORR 2018 CY - Krakow, Poland DA - 09.09.2018 KW - Corrosion KW - Stainless steel KW - Corrosion resistance KW - EPR KW - Corrosion testing KW - Heat treatment KW - ThermoCalc KW - REM KW - Martensitic stainless steels PY - 2018 AN - OPUS4-45955 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kauss, N. A1 - Halle, T. A1 - Rosemann, Paul T1 - Age-hardening behavior, microstructure and corrosion resistance of the copper alloyed stainless steel 1.4542 N2 - The copper alloyed stainless steel 1.4542 (X5CrNiCuNb16-4) is used in different areas due to its good mechanical properties and corrosion resistance. Strength and corrosion resistance can be adjusted by the heat treatment, which is of importance for the application of this alloy. The mechanical properties (strength and hardness) are attributed to the dispersive precipitation of the copper rich ε–Phase. The additional precipitation of chromium carbides can reduce the corrosion resistance. Different ageing states were produced to investigate the precipitation behaviour with various methods. Furthermore, the influence of cold-rolling on the precipitation behaviour was studied in comparison to a solution annealed state without deformation. The microstructure was studied by SEM and the variations of hardness and magnetic proportion were characterised. The electrochemical potentiodynamic reactivation (EPR) was used to determine the corrosion resistance and detect chromium depletion in all heat-treated states. The results show that a work hardening accelerates the precipitation rate, while ageing at 600 °C reduces the corrosion resistance due to chromium depletion. T2 - Materials Science and Engineering 2018 (MSE) CY - Darmstadt, Germany DA - 26.09.2018 KW - Corrosion KW - Corrosion resistance KW - Corrosion testing KW - EPR KW - Heat treatment KW - Martensitic stainless steels KW - REM KW - Stainless steel KW - ThermoCalc PY - 2018 AN - OPUS4-46094 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Rosemann, Paul A1 - Kauss, N. A1 - Müller, C. A1 - Halle, T. T1 - Einfluss der Abkühlgeschwindigkeit auf die Neigung zur Chromverarmung martensitischer nichtrostender Stähle N2 - Die Legierungselemente (Chrom und Kohlenstoff) und die Wärmebehandlung bestimmen Korrosionsbeständigkeit und Härte martensitischer nichtrostender Stähle. Verschiedene wissenschaftliche Arbeiten haben bereits gezeigt, dass die Korrosionsbeständigkeit sehr stark vom Anteil an Chromkarbiden im Gefüge bestimmt wird. Der kombinierte Einfluss von Kohlenstoffgehalt und der Abkühlgeschwindigkeit beim Härten wurde mit Fokus auf die Korrosionsbeständigkeit bisher nur unzureichend untersucht. Die Literatur liefert außerdem gegensätzliche Aussagen über den Einfluss der Abkühlgeschwindigkeit, was möglicherweise auf unterschiedliche Kohlenstoffgehalte zurückgeführt werden kann. In dieser Arbeit wird daher systematisch untersucht, ab welcher Abkühlgeschwindigkeit es bei den Werkstoffen X20Cr13 und X46Cr13 zu Karbidbildung und Chromverarmung kommt. Die Variation der Abkühlgeschwindigkeit erfolgte für die industriell relevante Härtetemperatur von 1050 °C mit dem Stirnabschreckversuch. In Abhängigkeit von der Abkühlgeschwindigkeit wurden an den Stirnabschreckproben Gefüge, Härte und Korrosionsbeständigkeit (EPR, kritische Lochkorrosionspotentiale) untersucht und die Ergebnisse mit thermodynamischen Berechnungen (ThermoCalc) korreliert. Aus den Ergebnissen wird abgeleitet, unter welchen Bedingungen die Abkühlgeschwindigkeit die Korrosionsbeständigkeit beeinflusst. T2 - 16. Sommerkurs Werkstoffe und Fügen CY - Magdeburg, Germany DA - 08.09.2017 KW - Wärmebehandlung KW - Korrosion KW - Chromverarmung KW - EPR KW - Martensitischer nichtrostender Stahl KW - ThermoCalc KW - Lochkorrosion PY - 2017 SN - 978-3-944722-58-0 U6 - https://doi.org/10.24352/UB.OVGU-2017-75 SP - 71 EP - 78 AN - OPUS4-41889 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Rosemann, Paul A1 - Müller, C. A1 - Halle, T. T1 - Sensibilisierungsverhalten vom stickstofflegierten, austenitischen, nichtrostenden Stahl 1.4456 N2 - Austenitische nichtrostende Stähle kommen seit vielen Jahren in den verschiedensten industriellen Zweigen zum Einsatz (Pharma-, Medizin- und Lebensmittelindustrie, Bauwesen, Energie- und Antriebstechnik). Druckaufgestickte nichtrostende Austenite mit ca. 19 Gew.-% Mangan und 0,8 Gew.-% Stickstoff, sind als nickelfreie Variante seit einigen Jahren großtechnisch auf dem Markt verfügbar. In diesen Stählen wird die austenitische Matrix ohne die Legierungszugabe von Nickel sichergestellt, während gleichzeitig die korrosive Beständigkeit und die mechanischen Eigenschaften verbessert werden. Wie bei allen nichtrostenden Stählen beeinflussen die chemische Zusammensetzung und die Wärmebehandlung entscheidend das Gefüge und die Eigenschaften. Durch Lösungsglühen, Abschrecken und gezieltes Kaltverfestigen können bei diesen Stählen hervorragende mechanische Kennwerte erreicht werden (Rm von 900 MPa bis 2.000 MPa, A5 > 50 %, Av > 350 J). In der Regel dient das Lösungsglühen der Beseitigung unerwünschter Ausscheidungsphasen (Cr2N, M23C6 und Sigma-Phase) und der homogenen Verteilung der Legierungselemente im Austenit, was auch die Voraussetzung für eine hohe Korrosionsbeständigkeit darstellt. Wird die homogene Verteilung der Legierungselemente (Cr, Mo und N) durch suboptimale Wärmebehandlungs-, Verarbeitungs- oder Einsatzbedingungen beeinträchtigt, kann die korrosive Beständigkeit nicht auf Dauer gewährleistet werden. Daher ist die genaue Kenntnis vom Sensibilisierungsverhalten dieser hochstickstofflegierten Stähle unerlässlich. Am stickstofflegierten Werkstoff 1.4456 (X8CrMnMoN18-18-2) wird das Sensibilisierungsverhalten am lösungsgeglühten Zustand durch die gezielte Variation der Warmauslagerungsparameter untersucht. Dabei wird im Temperaturbereich von 500 °C bis 900 °C die Glühdauer systematisch variiert, um zu ermitteln, wann Ausscheidungen im Gefüge auftreten und ob diese die Korrosionsbeständigkeit beeinträchtigen. Die verschiedenen Sensibilisierungszustände werden mit dem EPR Verfahren, der KorroPad-Prüfung und dem REM vergleichend untersucht. Zur besseren Interpretation der experimentellen Ergebnisse werden auch thermodynamische Berechnungen genutzt, welche die Existenzbereiche der verschiedenen Ausscheidungsphasen vorhersagen. Damit kann die Veränderung der Korrosionsbeständigkeit mit dem Auftreten der verschiedenen Phasen korreliert und die Anwendbarkeit der experimentellen Methoden für stickstofflegierte Stähle nachgewiesen werden. T2 - 16. Sommerkurs Werkstoffe und Fügen CY - Magdeburg, Germany DA - 08.09.2017 KW - Nichtrostender Stahl KW - Wärmebehandlung KW - Korrosion KW - Stickstoff KW - EPR KW - KorroPad KW - ThermoCalc PY - 2017 SN - 978-3-944722-58-0 U6 - https://doi.org/10.24352/UB.OVGU-2017-75 SP - 79 EP - 86 AN - OPUS4-41890 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -