Die Elektronenrückstreubeugung (EBSD) und die Mikrohärte (HV_0.025) wurden verwendet, um die Auswirkungen der Wärmebehandlung in einer Stickstoff-Wasserstoff-Gemischatmosphäre auf die Mikrostruktur und die Eigenschaften des 12Cr ferritisch-martensitischen Stahls zu untersuchen. Die Ergebnisse zeigen, dass die Wärmebehandlung aufgrund des Stickstoffeindringens zu Veränderungen in der Oberflächenstruktur des Rohres führt, wobei nahe der Oberfläche eine große Menge Martensit gebildet wird, die mit zunehmender Diffusionsstrecke abnimmt. Die Nitridschicht führt zu einer Erhöhung der Oberflächenhärte, wobei die Mikrohärte in 20 μm Entfernung von der Oberfläche 368HV_0.025 betrug. Während des anschließenden Kaltumformungsprozesses traten Querrisse auf der Rohroberfläche auf. Basierend auf der thermodynamischen Datenbank TCFE11 und der kinetischen Datenbank MOBFE6 wurde ein thermodynamisches Modell für die Wärmebehandlungszeit und die Diffusionsstrecke von N an der Grenzfläche zur Matrix aufgestellt. Die Untersuchung zeigte, dass der Stickstoffgehalt mit wachsender Diffusionsstrecke allmählich abnimmt und der Abfall nach 70 μm langsamer wird. Durch die Untersuchung der Auswirkungen des Stickstoffeindringens auf die Mikrostruktur und Eigenschaften des 12Cr ferritisch-martensitischen Stahls wurde ein Glühprozess entwickelt, bei dem das Rohr unter Wasserstoffschutzgas auf 860 ℃ erhitzt und eine Stunde lang gehalten und durch Ventilatorluft abgekühlt wird. Produktionsversuche bestätigten, dass diese Wärmebehandlung eine Oberflächenhärte von etwa 210HV_0.025 erreicht, die den Anforderungen an die Kaltumformbarkeit entspricht.

ferritisch-martensitischer Stahl; Nitrierung; Mikrostruktur; Eigenschaften