Mikrostrukturelle Merkmale von martensitischen Chromstählen und deren Einfluss auf die Kriechfestigkeit

Kurzfassung Martensitische 9–11% Chromstähle stellen für moderne Hochleistungsdampfkraftwerke wesentliche Strukturwerkstoffe für den Bereich Kessel, Turbine und Rohrleitungen dar. Die Festigkeit und Schädigungsentwicklung unter Kriechbeanspruchung in diesen Stählen wird maßgeblich von den Vorgängen in der Mikrostruktur beeinflusst. Im Vergleich zu niedriglegierten warmfesten ferritischen Stählen wird eine andere Schädigungsentwicklung beobachtet: Die Anzahl der Kriechporen wird zwar in ähnlicher Weise von der Beanspruchung (Grad der Mehrachsigkeit) und dem Werkstoffverhalten (Kriechdehnung) beeinflusst, es zeigt sich jedoch eine deutlich geringere Porenzahl. Die Ausbildung der Poren ist ebenfalls unterschiedlich. Für eine Beschreibung des Schädigungszustandes müssen in den martensitischen 9–11% Chromstählen zudem die Versetzungsdichte, die Subkorngröße und insbesondere die Ausscheidungscharakteristik herangezogen werden. Eine Kombination konventioneller TEM, EFTEM, EDX und Beugungsuntersuchungen ermöglicht die Ermittlung dieser Größen. Der Vergleich von Proben mit unterschiedlichen Zeitstandfestigkeiten zeigt, dass die Kriechfestigkeit von der Stabilität der M23C6 und MX Ausscheidungen abhängig ist. Das Auftreten der Z-Phase kann in einen Zusammenhang mit schlechteren Kriecheigenschaften des Stahls gebracht werden.