Nickel austenitische Edelstahlsorten

Nickel ist bekanntlich ein teures Legierungselement und ist in einigen Anwendungen unerlässlich, bei denen sowohl Spannungskorrosionsbeständigkeit als auch Austenitstruktur erforderlich sind. Kriechfestigkeit ist beispielsweise in Hochtemperaturumgebungen wichtig, in denen austenitische rostfreier Stahl wird gebraucht. Ähnlich wie bei den traditionellen austenitischen rostfreien Stählen ist die Zwillingsgrenze aufgrund der geringeren Stapelfehlerenergie ein wesentliches Merkmal der nickelreichen austenitischen rostfreien Stähle. Austenitische Edelstähle sind anfällig für Spannungsrisskorrosion (SCC). Die Spannungskorrosionsbeständigkeit wird jedoch stark verbessert, wenn der Nickelgehalt 20 % überschreitet. Der Einfluss von Nickel auf die Spannungsintensität der Spannungskorrosionsschwelle (105℃, 22%ige wässrige NaCl-Lösung) in Fe-Ni-Cr-Legierungen mit 16%~21% Chrom wird untersucht. Nickelreicher austenitischer Edelstahl (NiASS) kann als separate Klasse von Edelstahl betrachtet werden. Tatsächlich ist die Spannungskorrosionsbeständigkeit von zweiphasigen und ferritischen Edelstählen mit der von zweiphasigen und ferritischen Edelstählen vergleichbar, wenn der Nickelgehalt 30 % überschreitet. Mehrere begrenzte Qualitäten von nickelreichen austenitischen rostfreier Stahl sind in der folgenden Tabelle aufgeführt. Die superaustenitischen Edelstähle 254SMO und 654SMO wurden speziell für die Öl- und Gasindustrie entwickelt. Typische Anwendungen sind Meerwasserkühlung, Zellstoffbleiche und Ausrüstung für Hydraulik- und Instrumentenleitungen.

 

Ni-Austenitische Edelstähle

Legierung	C	Si	Mn	Cr	Ni	Mo	W	Co	Cu	Nb	N
254SMo	0.01	0.8	1.0	20	18	6.1			0.7		0.2
654SMo	0.01		3.5	24	22	7.3			0.5		0.5
Sanicro 25	0.1	0.2	0.5	22.5	25		3.6	3.5	3.0	0.5	0.23
Sanicro 28	0.02	0.6	2.0	27	31	3.5			1.0
Legierung 800	0.07	0.6	0.6	20.5	30.5
353MA	0.05	1.6	1.5	25	35						0.16
Legierung 825	0.03	0.5	0.8	20	38.5	2.6
Legierung 625	0.03	0.5	0.5	21	Bal	8.5
Legierung 690	0.02	0.5	0.5	30	60
Legierung 600	0.05	0.4	0.8	16.5	Bal				0.5

SANICRO 25, eine 22Cr-25Ni-Legierung, ist für den Einsatz in Kesseln bis 700 °C ausgelegt. Aufgrund seiner guten Kriechbruchfestigkeit und Hochtemperaturkorrosionsbeständigkeit ist es ein geeigneter Werkstoff für Überhitzer und Zwischenüberhitzer. Tatsächlich ist die Kriechbruchfestigkeit von SANICRO 25 der der meisten austenitischen rostfreien Stähle im Bereich von 600~750℃ überlegen. In einer stark korrosiven sauren Umgebung ist Sanicro 28 normalerweise die beste Wahl. Es wird in hochintensiven Bohrlöchern mit Rohren, Verrohrungen und Sauergasauskleidung verwendet, und andere Anwendungen umfassen Heizungen, Pumpensysteme sowie Pumpen und Behälter in Nassphosphorsäureanlagen und Superphosphorsäureanlagen.

Alloy 800 wird häufig im Umgebungsbereich von 550 bis 1100 ℃ verwendet, was eine hervorragende Kriechbeständigkeit, gute Hochtemperaturkorrosionsbeständigkeit und Hochtemperaturfestigkeit der Materialien erfordert. Diese Legierungen werden auch in den Einlass- und Auslassöffnungen der Produktion von Ammoniak, Methanol und zivilem Gas sowie in den Ofenrohren verwendet, die bei der Produktion von Vinylchlorid und Ethylen verwendet werden. Weitere Anwendungen sind Wärmetauscherrohre und Strahlungsrohre für Wirbelbetten und Teile von Wärmebehandlungsöfen, wie Schalldämpferrohre und Schutzhülsen für Thermoelemente.

Die 25Cr-35Ni-Legierung 353Ma wurde für den Einsatz in Cracköfen und Reformierrohren entwickelt, in denen synthetische Gase in Umgebungen behandelt werden, in denen Aufkohlung und Stickstoffabsorption potenziell problematisch sind. Obwohl es andere Alternativen gibt, die mehr Chrom enthalten, ist 353 MA die beste Wahl. Ein Grund dafür ist, dass es das Element Ce enthält, das zur Bildung einer sehr stabilen Oberflächenoxidschicht beiträgt.

Alloy 690 enthält 60 Prozent Nickel und wird hauptsächlich in der Verrohrung von Dampferzeugern in Kernkraftwerken verwendet. Die Betriebstemperatur beträgt 365 ° C, bei der Spannungsrisskorrosion zwischen den Körnern ein potenzielles Problem darstellt. Unter bestimmten Einsatzbedingungen ist Alloy 690 nahezu korrosionsfrei und damit die bevorzugte Legierung.

Interessant ist, dass der nickelreiche austenitische Edelstahl 254SMO auch für die Kunst verwendet wird. Die Skulptur „God, Over the Rainbow“ von Carl Milles wurde 1995 an der Südküste des Nak Strands in Stockholm installiert. Die Skulptur ist etwa 23 m hoch und ein berühmter Aussichtspunkt, an dem täglich viele Seefahrer vorbeikommen. Das umgebende Meerwasser enthält Salz, Chlorid verursacht sehr leicht Oberflächenkorrosion, hochfester superaustenitischer Edelstahl 254SMO ist für diese Umgebung sehr geeignet.