Duplex-Stähle

Allgemeines

Als Duplex-Stahl werden Werkstoffe bezeichnet, die ein zweiphasiges Gefüge aufweisen (Ferrit und Austenit). Duplex-Stähle zeichnen sich durch ihre Kombination von Eigenschaften aus, die eine Mischung aus den Eigenschaften rostfreier Chromstähle (ferritisch oder martensitisch) und rostfreier Chrom-Nickel-Stähle (austenitisch) darstellen.

Sie haben höhere Festigkeiten als die rostfreien Chrom-Nickel-Stähle, weisen dabei aber eine höhere Duktilität auf als rostfreie Chromstähle. Ihr Verhalten bei wechselnder Beanspruchung weist bis zu einem Austenitanteil von ca. 40% im Gegensatz zu reinen Austeniten noch eine Dauerschwingfestigkeit auf. Die Duplex-Stähle zählen zu den rost- und säurebeständigen Stählen.

PREN-Index

Der PREN-Index ist ein Maß für die Korrosionsbeständigkeit eines Edelstahls. Die ASTM G48 legt die Prüfverfahren dazu fest.

Bei korrosionsbeständigen Stählen werden die für das Korrosionsverhalten entscheidenden chemischen Elemente durch die PREN, die einen Zusammenhang zwischen der Lochfraßbeständigkeit und der chemischen Zusammensetzung herstellt, zusammengefasst.

PREN = %Cr + 3,3 x %Mo (Ferritische Stähle) 

PREN = %Cr + 3,3 x %Mo + 16 x %N (Austenitische Stähle) 

PREN = %Cr + 3,3 x %Mo + 30 x %N (Duplex-Stähle)

Ferritisch-austenitische Duplex-Stähle mit PREN > 40 werden auch als Superduplex-Stähle bezeichnet und zeichnen sich durch eine besonders hohe Korrosionsbeständigkeit aus. Stähle mit PREN-Werten über 32 gelten als salzwasserbeständig.

Quellen

DIN EN ISO 15156-3 - Erdöl- und Erdgasindustrie - Werkstoffe für den Einsatz in H2S-haltiger Umgebung bei der Öl- und Gasgewinnung - Teil 3: Hochlegierte Stähle (CRAs) und andere Legierungen

NACE MR0175/ISO 15156 - Petroleum and natural gas industries—Materials for use in H2S-containing environments in oil and gas production

ASTM G48 - Standard Test Methods for Pitting and Crevice Corrosion Resistance of Stainless Steels and Related Alloys by Use of Ferric Chloride Solution