Abstrakt

Untersuchung des Schweißverhaltens von chromfreiem Nickelfüllmaterial mit Edelstahl AISI-304

Koushik K, Nataraj JR, Krishna M, Karthik SB

Zwei neuartige Cr-freie Schweißdrähte auf Nickelbasis wurden hergestellt und zum Schweißen von austenitischem Edelstahl 304 (SS304) im Wolfram-Inertgas-Schweißverfahren (WIG) verwendet. Zwei Schweißdrähte mit der Bezeichnung 3S (ohne Mn) und 4N (mit 2 % Mn) mit einer Gewichtsprozentzusammensetzung von 43,499 Ni, 25 Fe, 10 Mo, 10 Cu, 10 Co, 0 – 2 Mn, 1 Ti, 0,5 Al und 0,001 C wurden hergestellt und an SS304 geschweißt. Es werden vergleichende Studien der mit diesen beiden Drähten geschweißten Verbindungen vorgestellt. Die Schweißverbindungen wurden nach Mikrostruktur, mechanischen und Brucheigenschaften untersucht. Die Mikrostruktur der Schweißschnittstelle zeigte das Vorhandensein von TiC- und MoC-Ausfällungen in den Körnern und entlang der Korngrenzen, die für die Festigkeit der Schweißverbindungen verantwortlich sein könnten. Die ungemischte Zone in der mit 3S-Draht geschweißten Verbindung ist breiter als die mit 4N geschweißte. Das Vorhandensein von 2 % Mn in 4N-Draht fördert die Bildung von γ'-Niederschlägen (Gamma-Primär) und kann daher für eine bessere Verbindungsfestigkeit als bei mit 3S-Draht geschweißten Verbindungen verantwortlich sein. Die Ergebnisse der Zugfestigkeitsprüfung zeigten, dass die Verbindungsfestigkeit mit 4N-Draht der mit 3S-Draht geschweißten Verbindung leicht (um 3,5 %) überlegen ist. Die Duktilität der mit 4N-Draht geschweißten Verbindung war jedoch um 6 % geringer als die mit 3S-Draht geschweißte Verbindung. Die Härte über die Schweißverbindungen hinweg zeigte eine weichere Wärmeeinflusszone (WEZ) und daher eine Anfälligkeit für Versagen bei mechanischer Belastung. Die mit 4N-Draht geschweißte Verbindung unterlag einer erheblichen plastischen Deformation, bevor sie versagte. Die mit beiden Drähten geschweißten Verbindungen zeigten ein duktiles Versagen.