Abstract
Submerged arc welded heat resistant 2.25Cr-1Mo-0.25V weld metals are increasingly used for hydrocrackers and thick-walled pressure vessels in the petrochemical industry. They are exposed to high pressures and temperatures of more than 450 °C. In order to satisfy the high demands with respect to strength and toughness, they are typically subjected to a post-welding heat treatment at temperatures in the range of 691 – 719 °C. During heat treatment, a large number of changes take place in the weld's microstructure. These changes can partly be observed during a light microscope examination. Etching studies described in the literature are mostly concerned with determining phase fractions in multi-phase steels. This work shows how selective etching and precipitation etching allow for contrasting various microstructural features. While the etching solutions Klemm I, aqueous sodium metabisulfite, and picric acid are suitable for revealing the former austenitic grain structure, the dendritic solidification structure of samples in as-welded condition can be contrasted using color etching techniques according to LePera, Klemm I, and Beraha I. For an identification of changes in the shape of dendrites, it is recommended to perform picric acid etching. Color etchings according to Klemm I and LePera are recommended for revealing larger carbides, as they provide a good contrast between the carbides which appear bright, while the surrounding microstructure is colored.
Kurzfassung
Unterpulver geschweißte, warmfeste 2.25Cr-1Mo-0.25V Schweißgüter werden verstärkt in der petrochemischen Industrie bei Hydrocrackern und dickwandigen Druckbehältern, wo Temperaturen über 450 °C und hohe Drücke vorherrschen, eingesetzt. Um die hohen Ansprüche hinsichtlich Festigkeit und Zähigkeit erfüllen zu können, werden diese nach dem Schweißen üblicherweise bei Temperaturen im Bereich von 691 – 719 °C wärmebehandelt. Während des Wärmebehandlungsprozesses kommt es zu einer Vielzahl an Veränderungen im Gefüge der Schweißnaht, welche zum Teil mittels einer lichtmikroskopischen Untersuchung erkennbar sind. In der Literatur beschriebene Ätzstudien befassen sich meist mit der Bestimmung von Phasenanteilen in mehrphasigen Stählen. Diese Arbeit zeigt, wie sich selektive Ätzungen und Niederschlagsätzungen zur Kontrastierung verschiedenster Gefügemerkmale eignen. Während sich zur Darstellung der ehemaligen Austenitkornstruktur die Ätzlösungen Klemm I, wässriges Natriummetabisulfit und Pikrinsäure eignen, kann die dendritische Erstarrungsstruktur bei Proben im Schweißzustand mit den Farbätzungen nach LePera, Klemm I und Beraha I kontrastiert werden. Um Änderungen in der Dendritenform zu untersuchen empfiehlt es sich, eine Ätzung mit Pikrinsäure durchzuführen. Für die Sichtbarmachung größerer Karbide sind die Farbätzungen nach Klemm I und LePera empfehlenswert, da sie einen guten Kontrast zwischen den hell erscheinenden Karbiden und dem umliegenden eingefärbten Gefüge bieten.
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