WISSENSWERTES FÜR DEN SCHWEISSER

Diese Stähle werden hauptsächlich im Maschinen- und Apparatebau, im Kessel-, Rohrleitungsund
Chemieanlagenbau, in der petrochemischen Industrie, in der Tieftemperaturtechnik sowie in
der Fahrzeug- und Luftfahrtindustrie verwendet. Ihr Einsatz erfolgt im vergüteten Zustand, wodurch
derartige Baustähle als Vergütungsstähle bezeichnet werden. Die besondere Eigenschaft ist die
Härtbarkeit, die grundsätzlich von der Art und Höhe der Legierungsbestandteile abhängt.
Durch eine spezielle Legierungstechnik wird die kritische Abkühlungsgeschwindigkeit herabgesetzt
und damit die Vergütbarkeit gesteigert sowie die Warmfestigkeit erhöht. Nach dem Legierungsaufbau
unterscheidet man z. B. Mn-, Mn-Si-, Mn-V-Stähle; Cr-, Cr-Mo-, Cr-Mo-V-, Cr-Ni-Mo-Stähle;
Ni-, Ni-Cr-Stähle und andere.
Die gezielte Herabsetzung der kritischen Abkühlgeschwindigkeit im Sinne guter Vergütbarkeit verschlechtert
die Schweißeignung des Stahles. In der wärmebeeinflußten Zone des Grundwerkstoffes
treten Gefügebestandteile aus Zwischenstufe und Martensit auf, die örtliche Aufhärtungen
bewirken. Je höher der Kohlenstoffgehalt im Stahl, desto härter wird der Martensit und desto
niedriger liegt die Martensitbildungstemperatur (Ms).
Für die Bestimmung der Vorwärmtemperatur an Stählen mit schlechter Schweißeignung ist die
Kenntnis der Martensitbildungstemperatur von wesentlicher Bedeutung. Neben den bekannten
Möglichkeiten zur Bestimmung der Vorwärmtemperatur, wie das Kohlenstoffäquivalent, ZTU-
Schaubild, Schweiß-ZTU-Schaubild und der Härteprüfung von praktischen Schweißungen, gibt es
noch die Berechnung des Ms- bzw. Mf-Punktes nach folgender Formel:
Ms-Punkt (Beginn der Martensitbildung):
Ms (°C) =561-474(% C)-33(% Mn)-17(% Ni)-17(% Cr)-21(% Mo).
Mf-Punkt (Ende der Martensitbildung:
Mf (°C) = Ms-215±15
Werkstofforientierte Auswahl
3.4.10. Niedriglegierte Vergütungsstähle
Die beiden Formel gelten für Stähle annähernd folgender chemischer Zusammensetzung:
% C % Si % Mn % Ni % Cr % Mo
0.1 - 0.55 0.1 - 0.35 0.2 - 1.7 0 - 5 0 - 3.5 0 - 1
In nachstehender Tabelle ist die Härte, Zugfestigkeit und Kerbschlagarbeit des Martensits in legierten
Stählen unterschiedlichen Kohlenstoffgehaltes (nach Erwärmen auf 200 °C nach Thorneycroft)
ersichtlich.
C Zugfestigkeit Kerbschlagarbeit Härte
[%] [N/mm 2 ] [J] [HV 10]
0.14 1370 85 420
0.20 1480 60 440
0.26 1650 41 470
0.40 1860 24 560
0.61 2200*) 7 700
*) Sprödbruch
Legierungselemente, wie Mangan, Nickel, Chrom und Molybdän begünstigen die Gamma-Alpha-
Umwandlung in der Martensitstufe. Deswegen neigen bei gleichem Kohlenstoffgehalt niedriglegierte
Stähle eher zum Aufhärten als unlegierte.
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