Entwicklung, Eigenschaften, Verarbeitung und Einsatz des hochsiliciumhaltigen austenitischen Stahls X2CrNiSi1815

Abstract

Herstellung, Lagerung und Transport von hochkonzentrierter (ca. 98%iger) Salpetersäure erfolgen häufig in Reinaluminium, wobei jedoch oft unbefriedigende Standzeiten des Schweißgutes beobachtet werden. Tantal zwar ist ausgezeichnet beständig, kann jedoch aus Kostengründen nur in Sonderfällen eingesetzt werden. Handelsübliche austenitische Chrom‐Nickel‐Stähle und ferritische Chrom. Stähle befinden sich unter diesen Beanspruchungsbedingungen im transpassiven Zustand und werden auch bei Vorliegen eines ausscheidungsfreien Gefüges interkristallin angegriffen. Schweißeigenschaften kann mit einem siliciumlegierten austeniti‐Die Forderung nach hoher Korrosionsbeständigkeit in hochkonzentrierter Salpetersäure bei gleichzeitig guten Verarbeitungs‐ und schen Chrom‐Nickel‐Stahl erfüllt werden. Aus Korrosionsgründen ist ein Silicium‐Gehalt von mindestens 3,7 Massen‐% erforderlich. Da dieser Silicium‐Gehalt in der austenitischen Grundmasse gelöst werden kann, unterscheiden sich die Festigkeits‐ und Zähigkeitseigenschaften der Sonderqualität X2CrNiSi 18 15 nicht wesentlich von denen handelsüblicher Chrom‐Nickel‐Stähle. Sowohl für die Elektroden‐Handschweißung als auch für das WIG‐Verfahren stehen artgleiche Schweißzusatzwerkstoffe zur Verfügung. Die Korrosionseigenschaften des Schweißgutes sind mit denen des Grundwerkstoffes vergleichbar. Durch Silicium wird jedoch die Ausscheidungsneigung des Stahles erhöht. Es ist daher besonders auf eine geringe Wärmeeinbringung beim Schweißen zu achten, um eine interkristalline Anfälligkeit in der wärmebeeinflußten Zone neben der Schweißnaht zu vermeiden. Durch den Siliciumzusatz von rd. 4 Massen‐% wird nicht nur die Korrosionsbeständigkeit in hochkonzentrierter Salpetersäure, sondern auch in Chromsäure‐Lösungen und in heißer konzentrierter Schwefelsäure erheblich verbessert. Anzuführen ist auch das günstige Hochtemperaturkorrosionsverhalten. Aus der Sonderqualität X2CrNiSi 18 15 wurden bereits eine Vielzahl von Rohrleitungssystemen, Apparaten, Pumpen und Armaturen gefertigt, die sich in mehrjährigem Einsatz bewährt haben.

Construction Materials in the Chemical Industry

“…As Figure 13 shows, its advantages are particularly pronounced at HNO 3 concentrations above 75%, where it is superior to stainless steels of all other types [50]. In the meantime a variant has been developed for extremely severe HNO 3 exposure (5.3 wt% Si, 17.5 wt% Ni, 0.015 wt% C) [51].…”

Corrosion, 1. Electrochemical

“…The SEM photographs of the face of a heat exchanger tube made of X 1 CrNiSi 18 15 4 which was subjected to boiling, highly concentrated nitric acid for 60 d showed evidence of line-type corrosion. The sides of the corrosion crevices are coated with several layers of the corrosion product SiO 2 [9,48]. Selective corrosion caused by differences in concentration can be reduced by homogenizing heat treatment or by laying one weld pass over the edges of sheets and tubes.…”

“…In the high-silicon austenitic chromiumnickel special steel X 1 CrNiSi 18 15 4, which has high resistance to concentrated nitric acid [45][46][47], susceptibility to intergranular corrosion depends on the separation of a carbide M 23 C 6 and on a p phase of type M 11 (C, N) 2 , containing chromium, nickel, silicon, carbon, and nitrogen [48].…”

Construction Materials in Chemical Industry

“…As Figure 13 shows, its advantages are particularly pronounced at HNO 3 concentrations above 75 %, where it is superior to stainless steels of all other types [48]. In the meantime a variant has been developed for extremely severe HNO 3 exposure (5.3 wt % Si, 17.5 wt % Ni, 0.015 wt % C) [49].…”