Charakteristik der hitzebeständigen Stähle
Als hitzebeständig geltende Stähle mit guten mechanischen Eigenschaften bei Kurz- und Langzeitbeanspruchung, die sich durch besondere Beständigkeit gegen die Einwirkung heißer Gase Verbrennungsprodukte sowie Salz- und Metalschmelzen bei Temperaturen etwa oberhalb 550°C auszeichnen. Ihre Beständigkeit ist jedoch sehr stark von den Angriffsbedingungen abhängig und kann deshalb nicht exakt durch in einem einzelnen Prüfverfahren erhaltene Werte gekennzeichnet werden.
Die hitze- bzw. zunderbeständigen Stähle sind so zusammengesetzt, dass der entstandene Zunder Diffusionsmöglichkeit der Legierungselemente in der Oxydschicht erschwert und den Stahl dadurch vor weiterer Verzunderung schützt. Dies wird vor allem durch die Oxyde des Legierungselements Chrom erreicht. Silizium und Aluminium erhöhen ebenfalls die Zunderbeständigkeit. Man unterscheidet zwischen ferritischen und austenitischen Stählen. Die ferritischen und ferritischaustenitischen sind magnetisierbar, die austenitischen nicht.
Ferritische Stähle
Ihr Hauptelement Chrom bewirkt ein umwandlungfreies ferritisches Gefüge. Durch Zulegierung von Silizium und Aluminium, die ebenfalls ferritbildend wirken, wird ihre Zunderbeständigkeit noch erhöht.
Sie besitzen große Beständigkeit gegen schwefelhaltige Gase, weisen aber gegenüber hitzebeständigen austenitischen Stählen bei höheren Temperaturen eine geringere Zeitstandfestigkeit auf.
In bestimmten Temperaturbereichen treten Versprödungserscheinungen auf. Diese Versprödungen werden vor allem nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur wirksam, deshalb sollte man stoßartige Beanspruchungen wie z.B. bei Reparaturen, vermeiden.
Austenitische Stähle
Stähle dieser Art haben aufgrund ihres zusätzlichen Nickelgehaltes ein umwandlungsfreies austenitisches Gefüge und zeichnen sich durch hohe Warmfestigkeit und Zähigkeit aus.
Ihre Versprödungsneigung ist wesentlich geringer als bei den ferritischen Stählen.
Sie tritt zum Teil erst nach langen Zeiten bzw. nach Überschreitung einer Mindesttemperatur überhaupt nicht auf.
Die Zunderbeständigkeit in oxidierender Atmosphäre ist sehr groß, gegen reduzierende schwefelhaltige Gase sind diese Stähle empfindlich. Sie haben gute Kaltverformbarkeit und sind praktisch nach allen Verfahren schweißbar.
Nickel-Basis Stähle
Diese Werkstoffe weisen eine Hochkorrosions-, Erosions- und Kavitationsbeständigkeit auf. Die hochwarmfesten Legierungen sind heissgaskorrosionsbeständig und bis 1150°C einsetzbar. Die Nickel-Basislegierungen werden in wärmetechnischen Verfahren und im Kraftwerks-, Anlagenbau eingesetzt. Besonders in nichtoxidierender Atmosphäre macht der hohe Ni-Gehalt die Legierungen empfindlich gegen schwefelhaltige Gase. Rohre dieses Werkstoffs neigen nicht zur Versprödung und sind auch bei guten Warmfestigkeitseigenschaften und hohen Temperaturen stark mechanisch belastbar. Hitzebeständige Nickel-Basislegierungen können nach allen konventionellen Verfahren geschweißt werden.