Kalorimetrische und dilatometrische Analyse des Anlassverhaltens in der Wärmeeinflusszone von Schweißnähten des Stahls T24

Abstract

Kurzfassung Der Werkstoff 7CrMoVTiB10-10 (T24) wurde als warmfester Stahl für den Einsatz in der Membranwand neuer Kohlekraftwerke der 600/620°C-Klasse entwickelt. Trotz seiner umfangreichen Qualifizierung kam es zu Schäden bei der Inbetriebnahme durch Spannungsrisskorrosion. Zur Reduzierung der Spannungsrisskorrosionsempfindlichkeit wurden verschiedene Anlassbehandlungen durchgeführt. Grundlegende Untersuchungen sollen nun die Prozesse beleuchten, die bei diesen Glühbehandlungen ablaufen. Für die geplanten Untersuchungen wurde Probenmaterial aus zwei nahtlosen Rohren (aus unterschiedlichen Schmelzen) des Stahls T24 entnommen. In den Proben wurde anhand von Wärmebehandlungen in einem Dilatometer ein Schweißgefüge eingestellt, wie es in der Wärmeeinflusszone (WEZ) der Schweißverbindungen auftritt. An diesem Probenmaterial erfolgten anschließend unterschiedliche Anlassbehandlungen. Die sich einstellenden Gefügeveränderungen wurden in Abhängigkeit von der Erwärmrate bzw. Anlasstemperatur und -dauer durch kalorimetrische und dilatometrische Analysen charakterisiert. Hierzu wurden Proben kontinuierlich in verschiedenen DSC-Geräten und in einem Dilatometer mit Heizraten zwischen 0,02 K/s und 100 K/s erwärmt. Zusätzlich erfolgten isotherme Glühbehandlungen dieser Proben mit Temperaturen zwischen 450 °C und 700 °C im Dilatometer. Die Ergebnisse der Dilatometrie und Kalorimetrie lassen auf mehrere Anlassreaktionen schließen. Die Ergebnisse erlauben eine Zuordnung der beobachteten Reaktionen zu den in der Literatur beschriebenen Anlassstufen und somit eine gezielte Gestaltung der Anlassbehandlung der geschweißten T24-Verbindungen zur Reduzierung ihrer Rissanfälligkeit im laufenden Betrieb.