Nitrogen MetallurgyIn order to achieve the high nitrogen content aimed for it is possible to influence two factors which are described using Sievert's square root law (Fig. 2) Sievert's law and parameter for the calcu]ation of the nitrogen solubility at 1 600'C.

Nitrogen in stainless martensitic steels has a beneficial influence on the mechanical as well as on the chemical properties. However the effect of nitrogen is limited due to the rather low solubility of this element. A special alloy development in combination with a pressurized melting technique lead to distinctly higher nitrogen contents. Stainless martensitic steels containing high nitrogen contents are manufactured by VSG today on an industrial scale using the PESR-process (Pressurized Electroslag Remelting). Depending on special applications these steels are available with different chemical analysis under the trade mark CRONIDUR. The basic composition of all CRONIDUR-alloys consists of about 15% Chromium, 1% Molybdenum, 0.15 to 0.35% Carbon and 0.20 to 0.40% Nitrogen. The combination of Cr + Mo + N leads to a superior corrosion resistance of these HNS-steels (HNS: High Nitrogen Steels) in comparison to similar carbon based alloys. Focused on applications with a required minimum hardness of 58 HRC, like stainless bearings or screw shafts, the C+N-content is tuned between 0.60 to 0.80% (Brand: CRONIDUR 30). Additions of max. 0.3% Vanadium and 0.1% Niobium qualifies the brand CRONIDUR 20 for enhanced temperature applications like turbine disks or blades.

Aus drei verschiedenen Stählen wurden durch Kaltverformen oder Vergüten sieben verschiedene Probenarten unterschiedlicher Festigkeitsstufen erhalten und neun verschiedene Medien unterschiedlicher Säurekomponenten bei kathodischer Polarisation oder bei freier Korrosion dem langsamen Zugversuch (CERT) ausgesetzt. H‐induzierte Risse traten dabei erst nach Überschreiten der Höchstlast auf. H‐induzierte Rißbildung und Brucheinschnürung (Wasserstoff‐Versprödung) zeigen eine für die mechanischen Eigenschaften kennzeichnende Korrelation. Bei weniger duktilen Werkstoffen nehmen die Risse bei starker Versprödung deutlich ab. Die Wasserstoffversprödung zeigt einen Zusammenhang mit der Konzentration undissoziierter Säure und ist unabhängig vom pH‐Wert. O2 kann die Versprödung vermindern. Mit zunehmender kathodischer Polarisation gehen die Mediumeinflüsse zurück, weil die Wasserstoffentwicklung im wesentlichen aus H2O erfolgt. Zwischen den H‐induzierten Korrosionserscheinungen und den Festigkeitswerten besteht keine Korrelation, wenn man von einer besonderen Empfindlichkeit sehr hochfester Stähle mit Rm über 1000 N/mm2 absieht. Niedriglegierte Stähle zeigen auch bei hohen Festigkeitswerten eine wesentlich bessere Beständigkeit gegen Wasserstoffversprödung als unlegierte Stähle. Dies gilt auch für kaltverformte Varianten. Bei den unlegierten Stählen hat der Reinheitsgrad einen positiven Einfluß. Untersuchungen bei 90°C zeigten keine Hinweise auf H‐induzierte Korrosionserscheinungen bei freier Korrosion.