Sigma-Phasen-Versprödung in Duplexstählen
Sigma-Phasen-Versprödung in Duplexstählen entsteht durch Ausscheidung einer harten, spröden Phase bei erhöhter Temperatur oder zu langsamer Abkühlung. Dies führt zu Verlust von Zähigkeit und Korrosionsbeständigkeit.
Physikalisch-chemischer Wirkmechanismus
Bei Duplexstählen bildet sich unter bestimmten Bedingungen eine harte, spröde intermetallische Phase aus Eisen, Chrom und Molybdän. Diese Phase entsteht durch ungleiche Diffusionsgeschwindigkeiten der Elemente und kann bei erhöhten Temperaturen oder zu langsamer Abkühlung ausgeprägt werden.
Metallurgische Relevanz & Risiken beim Schweißen
Die Versprödung von Sigma-Phasen führt zu einer drastischen Versteifung der Schweißnaht, was die Zähigkeit und das Elastizitätsvermögen stark beeinträchtigt. Dies erhöht die Anfälligkeit für Risse und Heißrissen. Darüber hinaus vermindert sie die Korrosionsbeständigkeit, da die neue Phase eine höhere Anfälligkeit gegenüber korrodierenden Medien hat.
Werkstattpraxis & Handlungsanweisungen
Um Sigma-Phasen-Versprödung zu vermeiden, ist es entscheidend, die Abkühlgeschwindigkeit der Schweißnaht zu kontrollieren. Dies kann durch eine optimale Auswahl des Schweißverfahrens und der Schweißparameter erreicht werden. Für Duplexstähle empfiehlt sich ein kühleres Abkühlen oder die Verwendung von Post-Weld-Hot-Treatment (PWHT), bei dem die Schweißnaht nach dem Schweißen kurzzeitig auf eine höhere Temperatur gebracht und dann langsam abgekühlt wird. Dies verhindert die Bildung der harten Phase und erhöht die Zähigkeit und Korrosionsbeständigkeit der Naht.