Stahlguss - Konstruieren und Gießen - Bundesverband der ...

Tabelle 14: Langzeitfestigkeit (Zeitstandfestigkeit und 1-%-Dehngrenze) der warmfesten ferritschen Stahlgusssorten nach DIN EN 10213
Stahlgusssorten in Abhängigkeit von der
Temperatur dargestellt [19]. Anhand von
Kriechversuchen hat sich gezeigt, dass die
CrMo- und CrMoV-legierten Stahlgusssorten
bei einem Gefüge von oberem
Bainit mit nur geringen Ferritgehalten die
besten Zeitstandeigenschaften haben. Ein
solches Gefüge führt aber zu geringeren
Werten der Kerbschlagarbeit bei Raumtemperatur,
das heißt, Zeitstandverhalten
und Zähigkeit sind bis zu einem gewissen
Grade gegenläufig. Da bei warmfesten
Stählen das Zeitstandverhalten im Vordergrund
steht, dürfen an die Zähigkeit also
keine allzu hohen Anforderungen gestellt
werden. Entsteht beim Vergüten Martensit,
der die Zähigkeit bei Raumtemperatur verbessert,
so kann neben einer verminderten
Zeitstandfestigkeit eine unerwünschte,
allerdings vorübergehende Zeitstand-Kerbversprödung
auftreten. Dies gilt vor allem
für die CrMoV-legierten Sorten.
Die warmfesten Stahlgusssorten sind gut
schweißbar, die Zeitstandfestigkeit der
Schweißverbindung soll innerhalb des
Streubandes der Zeitstandfestigkeit des
Grundwerkstoffes liegen. Die Schweißzusatzwerkstoffe
für Stabelektroden für warmfeste
Stähle sind in DIN EN 1599 genormt,
jene für Drahtelektroden in DIN EN 12070.
Die unlegierten Stahlgusssorten GP240GR
(1.0621), GP240GH (1.0619) und GP280GH
(1.0625) haben nur eine geringe Zeitstandfestigkeit
und werden daher meist nur im
Bereich der Warmstreckgrenze, in erster
Linie für Armaturen, eingesetzt. Durch Wasservergüten
können neben besserer Kerbschlagarbeit
auch eine höhere 0,2-%-
Dehngrenze und Zugfestigkeit gegenüber
den Angaben in Tabelle 9 eingestellt werden.
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Die im Kraftwerksbereich für Turbinenkomponenten
hauptsächlich eingesetzten
Stahlgusswerkstoffe sind die Mo-, CrMo-,
bzw. CrMoV-legierten Typen G20Mo5,
G17CrMo5-5, G17CrMo9-10, G17CrMo-
V5-10. Diese niedriglegierten, warmfesten
Werkstoffe werden im Zeitstandbereich
bis zu einer Einsatztemperatur von 550 °C
ver-wendet.
Aufgrund der Anstrengungen zur Verringerung
des Schadstoff- und CO 2 -Ausstoßes
ist man bestrebt, immer höhere
Wirkungsgrade in den Kraftwerksprozessen
zu erreichen, siehe Bild 64. Dies
kann in thermischen Kraftwerken, neben
der ständigen Verbesserung der Turbinen-
Designs, durch die Kombination von Gasund
Dampfprozess bzw. über eine Erhöhung
der Prozesstemperaturen und
-drücke (Frischdampf, überhitzter Dampf)
erreicht werden.
Für Temperaturen bis 580 °C wurde bisher
der hochlegierte Stahlguss GX23CrMoV12-1
eingesetzt. Er wird außerhalb des Turbinenbaus
auch zum Beispiel für Haspelsegmente
von Breitbandstraßen, siehe
Bild 65, verwendet. Da heute besonders
im Mitteldruckbereich von Dampfturbinen
Temperaturen bis 625 °C gefragt sind,
wurde diesen Anforderungen im Rahmen
von groß angelegten internationalen Forschungsprojekten
Rechnung getragen.
Bild 63: Außengehäuse aus G17CrMo5-5 für eine Dampfturbine, Masse 80 t
konstruieren + giessen 29 (2004) Nr. 1