Ferrite Content in the Heat Affected Zone of Duplex Stainless Steels

Abstract

In as-delivery state, duplex stainless steels have between 35 to 60 % of ferrite with the rest consisting of austenite. This balance is known to be a good compromise for the maximal corrosion resistance and mechanical properties. When the duplex is heat affected by welding, the phase balance changes close to the fusion line. In this Heat Affected Zone (HAZ), the ferrite content is increased significantly, leading to a reduction in the use properties. It is also important to understand the ferrite content issues and to manage them.

As a first approach, this paper will underline the main influential parameters changing the ferrite content and will show how it can be predicted. Additionally, ferrite contents achievable on duplex hot rolled plate, HAZ, and weld metal will be highlighted and discussed in relation to standards from the oil and gas industry.

Zusammenfassung

Im Auslieferungszustand haben Duplex-Edelstähle zwischen 35 bis 60 % Ferrit; der Rest besteht aus Austenit. Dieses Gleichgewicht ist bekannt als ein guter Kompromiss für maximale Korrosionsbeständigkeit und gute mechanische Eigenschaften. Wenn das Duplexgefüge durch Schweißen wärmebeeinflusst wird, ändern sich die Phasenanteile in der Nähe der Fusionslinie. In dieser Wärmeeinflusszone (WEZ) wird der Ferrit-Gehalt deutlich erhöht, was zu einer Verminderung der Gebrauchseigenschaften führt. Ebenfalls ist es wichtig, den Einfluss des Ferrit-Gehalts zu verstehen und einzustellen.

In einem ersten Ansatz unterstreicht dieser Beitrag die wichtigsten Einflussfaktoren bezüglich Änderung des Ferrit-Gehalts und zeigt auf, wie dieser vorhergesagt werden kann.

Zusätzlich wird der erzielbare Ferrit-Gehalt in warmgewalzten Platten, der WEZ und im Schweißgut aufgezeigt und in Bezug auf Standards in der Öl- und Gasindustrie diskutiert.