Kriech-und Schädigungsuntersuchungen von Schweißverbindungen eines neuentwickelten Chromstahls

Hochlegierte 9 % Chromstähle sind wichtige Vertreter für Hochtemperaturanwendungen in thermischen Kraftwerken. Fehler in der Wärmeeinflusszone von Schweißverbindungen aufgrund des Typ IV Versagens sind allerdings der limitierende Faktor hinsichtlich der Langzeitfestigkeit dieser Werkstoffe. Aus diesem Grund wurde in den letzten Jahren ein revolutionäres Legierungskonzept entwickelt, welches durch kontrollierte Zugabe von Bor und Stickstoff die Langzeitstabilität der Mikrostruktur erhöht. Dieser sogenannte MARBN-Stahl (MARtensitic steel strengthened with Boron and Nitrogen) soll durch die Unterdrückung der Feinkornzone in der Wärmeeinflusszone das frühzeitige Typ IV Versagen in den Schweißverbindungen verhindern. Um dies zu überprüfen, wurde in dieser Arbeit das Kriechverhalten von Schweißverbindungen zweier MARBN-Testlegierungen untersucht. Die Kriechfestigkeit der Schweißverbindungen wurde analysiert und das Schädigungsverhalten wurde mithilfe von licht- und elektronenmikroskopischen Analyseverfahren, Rückstreubeugungsmessungen und Synchrotron μCT untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass ein frühzeitiges Versagen durch Typ IV mit diesen Testlegierungen und den angewendeten Schweißverfahren nicht verhindert werden konnte, doch speziell die Kriechergebnisse der Elektronenstrahl-Schweißverbindungen zeigen das enorme Potential dieses Legierungskonzeptes.