| Vorwort zur vierten Auflage | 4 |
| Vorwort zur ersten Auflage | 4 |
| Inhalt | 7 |
| Grundlagen der Werkstoffkunde und der Korrosion | 20 |
| 1.1 Schweißtechnik erfordert die Werkstoffkunde | 20 |
| 1.2 Aufbau metallischer Werkstoffe | 21 |
| 1.2.1 Bindungsformen der Metalle | 21 |
| 1.2.1.1 Metallische Bindung | 23 |
| 1.2.1.3 Atombindung (kovalente Bindung) | 24 |
| 1.2.1.2 Ionenbindung ( heteropolare Bindung) | 24 |
| 1.2.2 Gitteraufbau der Metalle | 25 |
| 1.2.2.1 Gitterbaufehler (Realkristalle) | 26 |
| 1.2.3 Gefüge, Korn, Kristallit, Korngröße | 31 |
| 1.3 Mechanische Eigenschaf-ten der Metalle | 34 |
| 1.3.1 Verformungsvorgänge in Idealkristallen | 34 |
| 1.3.2 Verformungsvorgänge in technischen Metallen | 35 |
| 1.3.3 Verfestigung der Metalle | 37 |
| 1.3.4 Einfl uss der Korngrenzen | 38 |
| 1.4 Phasenumwandlungen | 41 |
| 1.4.1 Phasenumwandlung fl üssig-fest | 43 |
| 1.4.1.1 Primärkristallisation von (reinen) Metallen | 43 |
| 1.4.1.2 Primärkristallisation von Legierungen | 46 |
| 1.4.2 Phasenumwandlungen im festen Zustand | 49 |
| 1.4.2.1 Diffusionskontrollierte Phasenumwandlungen | 51 |
| 1.4.2.2 Diffusionslose Phasenumwand-lungen ( Martensitbildung) | 53 |
| 1.5 Thermisch aktivierte Vorgänge | 57 |
| 1.5.1 Diffusion | 57 |
| 1.5.2 Erholung und Rekristallisation | 61 |
| 1.5.3 Warmverformung | 64 |
| 1.6 Grundlagen der Legierungskunde | 65 |
| 1.6.1 Aufbau und Eigenschaften der Phasen | 65 |
| 1.6.1.1 Mischkristalle | 65 |
| 1.6.2 Zustandsschaubilder | 68 |
| 1.6.2.1 Zustandsschaubild für vollkommene Löslichkeit im fl üssigen und festen Zustand | 69 |
| 1.6.2.2 Eutektische Systeme | 70 |
| 1.6.2.3 Systeme mit begrenzter Löslichkeit | 72 |
| 1.6.2.4 Systeme mit intermediären Phasen | 72 |
| 1.6.2.5 Systeme mit Umwandlungen im festen Zustand | 74 |
| 1.6.3 Nichtgleichgewichtszustände | 74 |
| 1.6.3.1 Kristallseigerung | 74 |
| 1.6.3.2 Entartetes Eutektikum | 76 |
| 1.6.4 Aussagefähigkeit und Bedeu-tung der Zustandsschaubilder für das Schweißen | 76 |
| 1.6.4.1 Abschätzen des Schweißverhaltens | 76 |
| 1.6.4.2 Mechanische Gütewerte | 77 |
| 1.6.5 Dreistoffsysteme | 78 |
| 1.6.5.1 Ternäre Schaubilder in ebener Darstellung | 80 |
| 1.7 Grundlagen der Korrosion | 82 |
| 1.7.1 Defi nitionen und Begriffe | 83 |
| 1.7.2 Elektrochemische Vorgänge | 84 |
| 1.7.3 Korrosionsmechanismen in wässrigen Lösungen | 87 |
| 1.7.3.1 Wasserstoffkorrosion (Säurekorrosion) | 88 |
| 1.7.3.2 Sauerstoffkorrosion | 89 |
| 1.7.3.3 Das Korrosionsverhalten beeinfl ussende Faktoren Ionenkonzentration | 90 |
| 1.7.4 Elektrochemische Polarisation | 96 |
| 1.7.4.1 Stromdichte-Potenzial-Kurven | 97 |
| 1.7.4.2 Aktivierungspolarisation | 97 |
| 1.7.4.3 Konzentrationspolarisation | 99 |
| 1.7.5 Passivität | 100 |
| 1.7.6 Korrosionsarten | 102 |
| 1.7.6.1 Korrosionsarten ohne mechanische Beanspruchung | 102 |
| 1.7.6.1.1 Kontaktkorrosion | 103 |
| 1.7.6.1.2 Lochkorrosion (Lochfraß) | 103 |
| 1.7.6.1.3 Spaltkorrosion (Berührungskorrosion) | 105 |
| 1.7.6.1.4 Selektive Korrosion | 106 |
| 1.7.6.1.5 Korrosionsvorgänge in besonderen Umgebungen | 107 |
| 1.7.6.2 Korrosionsarten mit mechani-scher Beanspruchung 1.7.6.2.1 Spannungsrisskorrosion (SpRK) | 110 |
| 1.7.6.2.2 Kavitation(skorrosion) | 112 |
| 1.7.6.2.3 Erosion(skorrosion) | 113 |
| 1.7.7 Gestaltungsrichtlinien | Werkstoffwahl | 113 |
| 1.7.6.2.4 Reibkorrosion (»Fressen«) | 113 |
| 1.7.7.2 Konzentrationselemente | 117 |
| 1.7.7.1 Spalt-, Berührungskorrosion | 117 |
| 1.7.7.3 Wasserlinienkorrosion, atmosphärische Korrosion | 117 |
| 1.7.7.4 Kontaktkorrosion | 118 |
| 1.7.7.5 Spannungsrisskorrosion (SpRK) | 118 |
| 1.7.7.6 Besonderheiten beim Schweißen | 119 |
| 1.7.8 Hinweise zum Korrosionsschutz | 120 |
| 1.7.8.1 Aktive Schutzverfahren | 120 |
| 1.7.8.2 Passive Schutzverfahren | 125 |
| 1.8 Aufgaben zu Kapitel 1 | 129 |
| 1.9 Schrifttum | 140 |
| Stähle – Werkstoffgrundlagen | 142 |
| 2.1 Allgemeines | 142 |
| 2.2 Einteilung der Stähle | 143 |
| 2.3 Stahlherstellung | 144 |
| 2.3.1 Erschmelzungsverfahren | 144 |
| 2.3.1.1 Sekundärmetallurgie | 147 |
| 2.3.2 Vergießungsverfahren | Desoxidieren | 149 |
| 2.3.2.1 Vergießen und Erstarren des Stahles | 150 |
| 2.3.2.2 Unberuhigt vergossener Stahl | Kennzeichen FU (U) | 151 |
| 2.3.2.3 Beruhigt vergossener Stahl | Kennzeichen (R) | 151 |
| 2.3.2.4 Besonders beruhigt vergossener Stahl | Kennzeichen FF (RR) | 152 |
| 2.4 Das Eisen-KohlenstoffSchaubild (EKS) | 152 |
| 2.5 Die Wärmebehand lung der Stähle | 155 |
| 2.5.1 Glühbehandlungen | 157 |
| 2.5.1.1 Spannungsarmglühen | 157 |
| 2.5.1.2 Normalglühen | 158 |
| 2.5.2 Härten und Vergüten | 159 |
| 2.5.2.1 Härten | 159 |
| 2.5.2.2 Vergüten | 162 |
| 2.5.3 Die Austenitumwandlung im ZTUund ZTA-Schaubild | 164 |
| 2.5.3.1 ZTU-Schaubilder für kontinuierliche Abkühlung | 167 |
| 2.5.3.2 ZTU-Schaubilder für isothermische Wärmeführung | 169 |
| 2.5.3.3 Möglichkeiten und Grenzen der ZTU-Schaubilder | 169 |
| 2.5.3.4 Anwendbarkeit der ZTU-Schaubilder auf Schweißvorgänge | 171 |
| 2.5.3.5 ZTA-Schaubilder | 174 |
| 2.6 Festigkeitserhöhung metallischer Werkstoffe | 176 |
| 2.6.1 Prinzip der Festigkeitserhöhung | 176 |
| 2.6.2 Abschätzen der maximalen Festigkeit | 177 |
| 2.6.2.1 Theoretische Schubfestigkeit | 177 |
| 2.6.2.2 Theoretische Kohäsionsfestigkeit | 178 |
| 2.6.3 Methoden zum Erhöhen der Festigkeit | 178 |
| 2.6.3.1 Kaltverfestigung | 178 |
| 2.6.3.2 Mischkristallverfestigung | 179 |
| 2.6.3.3 Ausscheidungshärtung | 180 |
| 2.6.3.4 Korngrenzenhärtung | 184 |
| 2.6.3.5 Martensithärtung | 184 |
| 2.6.3.6 Thermomechanische Behandlung | 186 |
| 2.7 Unlegierte und (niedrig-)legierte Stähle | 186 |
| 2.7.1 Wirkung der Legierungselemente | 186 |
| 2.7.2 Unlegierte Baustähle nach DIN EN 10025-2 | 187 |
| 2.7.3 Stähle für den Maschinen-und Fahrzeugbau | 190 |
| 2.7.3.1 Vergütungsstähle | 193 |
| 2.7.3.2 Einsatzstähle | 194 |
| 2.7.4 Warmfeste Stähle | 196 |
| 2.7.5 Kaltzähe Stähle | 201 |
| 2.7.6 Feinkornbaustähle | 203 |
| 2.7.6.1 Normalgeglühte Feinkornbaustähle | 207 |
| 2.7.6.2 Thermomechanisch gewalzte Feinkornbaustähle | 209 |
| 2.7.6.3 Vergütete Feinkornbaustähle | 216 |
| 2.8 Korrosionsbeständige Stähle | 219 |
| 2.8.1 Erzeugen und Erhalten der Korrosionsbeständigkeit | 219 |
| 2.8.2 Korrosionsverhalten der Stähle in speziellen Medien | 221 |
| 2.8.3 Werkstoffl iche Grundlagen | 222 |
| 2.8.3.1 Die Zustandsschaubilder Fe-Cr, Fe-Ni | 222 |
| 2.8.3.2 Das Zustandsschaubild Fe-Cr-Ni | 223 |
| 2.8.3.3 Einfl uss wichtiger Legierungselemente Nickel | 224 |
| 2.8.3.4 Ausscheidungsund Entmischungsvorgänge 2.8.3.4.1 Interkristalline Korrosion (IK) | 227 |
| 2.8.3.4.2 Sigma-Phase ( | 229 |
| 2.8.3.4.3 475 °C-Versprödung | 230 |
| 2.8.4 Einteilung und Stahlsorten | 233 |
| 2.8.4.1 Martensitische Chromstähle | 234 |
| 2.8.4.2 Ferritische Chromstähle | 234 |
| 2.8.4.3 Austenitische Chrom-Nickel-Stähle | 236 |
| Stickstoffl egierte austenitische Stähle | 239 |
| 2.8.4.4 Austenitisch-ferritische Stähle ( Duplexstähle) | 240 |
| 2.9 Aufgaben zu Kapitel 2 | 243 |
| 2.10 Schrifttum | 254 |
| Einfl uss des Schweißprozes ses auf die Eigenschaften der Verbindung | 256 |
| 3.1 Schweißbarkeit – Begriff und Defi nition | 256 |
| 3.1.1 Schweißeignung | 257 |
| 3.1.2 Schweißsicherheit | 257 |
| 3.1.3 Schweißmöglichkeit | 257 |
| 3.1.4 Bewertung und Folgerungen | 258 |
| 3.2 Schweißeignung der Stähle | 258 |
| 3.2.1 Unlegierte Stähle | 258 |
| 3.2.1.1 Erschmelzungsund Vergießungsart | 258 |
| 3.2.1.2 Chemische Zusammensetzung | 259 |
| 3.2.2 Legierte Stähle | 262 |
| 3.3 Wirkung der Wärmequelle | 263 |
| 3.3.1 Temperatur-Zeit-Verlauf | 264 |
| 3.3.2 Eigenspannung | Schrumpfung, Verzug | 268 |
| 3.3.2.1 Querschrumpfung | 271 |
| 3.3.2.2 Winkelschrumpfung | 271 |
| 3.3.2.3 Längsschrumpfung | 272 |
| 3.3.2.4 Haupteinfl üsse auf Schrump-fungen und Spannungen Wärmemenge und Schweißverfahren | 272 |
| 3.3.3 Metallurgische Wirkungen des Temperatur-Zeit-Verlaufs | 273 |
| 3.3.3.1 Sauerstoff | 275 |
| 3.3.3.2 Stickstoff | 276 |
| 3.3.3.3 Wasserstoff | 277 |
| 3.4 Das Sprödbruchproblem | 280 |
| 3.4.1 Werkstoffmechanische Grundlagen | 280 |
| 3.4.2 Probleme konventioneller Berechnungskonzepte | 282 |
| 3.4.3 Sprödbruchbegünstigende Faktoren | 284 |
| 3.4.3.1 Werkstoffl iche Faktoren | 285 |
| 3.4.3.2 Konstruktive Faktoren | 286 |
| 3.5 Fehler in der Schweißverbindung | 287 |
| 3.4.4 Maßnahmen zum Abwenden des Sprödbruchs | 287 |
| 3.5.1 Metallurgische Fehler | 288 |
| 3.5.1.1 Die Wirkung der Gase | 289 |
| 3.5.1.2 Fehler beim Schweißbeginn und Schweißende | 290 |
| 3.5.1.3 Probleme des Einbrands | 292 |
| 3.5.1.4 Einschlüsse | Schlacken | 293 |
| 3.5.1.5 Zündstellen | 294 |
| 3.5.1.6 Rissbildung im Schweißgut und in der WEZ | 295 |
| 3.5.2 Bewertung der Fehler | 305 |
| 3.6 Aufgaben zu Kapitel 3 | 308 |
| 3.7 Schrifttum | 315 |
| Schweißmetallurgie der Eisenwerkstoffe | 317 |
| 4.1 Aufbau der Schweißverbindung | 317 |
| 4.1.1 Vorgänge im Schweißbad | 318 |
| 4.1.1.1 Die Primärkristallisation der Schweißschmelze | 318 |
| 4.1.1.2 Massentransporte im Schweißbad | 325 |
| 4.1.2 Werkstoffl iche Vorgänge in der Wärmeeinfl usszone | 327 |
| 4.1.3 Die WEZ in Schweißverbin-dungen aus umwandlungs-fähigen Stählen | 328 |
| 4.1.3.1 Der Einfl uss des Nahtaufbaus | Einlagen-, Mehrlagentechnik | 334 |
| 4.1.3.2 Eigenschaften und mechanische Gütewerte | 336 |
| 4.1.3.3 Vorwärmen der Fügeteile | 345 |
| 4.1.3.4 Einfl uss der Stahlherstellungsart und der chemischen Zusammensetzung | 351 |
| 4.1.4 Verbinden unterschiedlicher Werkstoffe | 352 |
| 4.2 Zusatzwerkstoffe und Hilfsstoffe zum Schweißen unlegierter Stähle und von Feinkornbaustählen | 354 |
| 4.2.1 Konzepte der Normung | 354 |
| 4.2.2 Metallurgische Betrachtungen | 355 |
| 4.2.3 Schweißzusätze für Stähle mit einer Mindeststreckgrenze bis 500 N/mm2 | 355 |
| 4.2.3.1 Umhüllte Stabelektroden für das Licht bogenhandschweißen ( DIN EN ISO 2560) | 355 |
| 4.2.3.1.1 Aufgaben der Elektrodenumhüllung | 356 |
| 4.2.3.1.2 Metallurgische Grundlagen | 357 |
| 4.2.3.1.3 Eigenschaften der wichtigsten Stabelektroden | 359 |
| 4.2.3.1.4 Bedeutung des Wasserstoffs | 362 |
| Zellulose-umhüllte Stabelektroden (C) | 362 |
| 4.2.3.1.5 Normung der umhüllten Stabelektroden | 367 |
| 4.2.3.2 Schweißzusätze für das Schutzgasschweißen | 371 |
| 4.2.3.3 Schweißzusätze für das UP-Schweißen | 381 |
| 4.2.3.3.1 Drahtelektroden | 381 |
| 4.2.3.3.2 Schweißpulver | 384 |
| 4.3 Schweißen der wichtigsten Stahlsorten | 392 |
| 4.2.4 Schweißzusätze für Stähle mit einer Mindeststreckgrenze über 500 N/mm2 | 392 |
| 4.3.1 Unlegierte niedriggekohlte C-Mn-Stähle | 392 |
| 4.3.1.1 Baustähle nach DIN EN 10025-2 | 397 |
| 4.3.2 Feinkornbaustähle | normalgeglüht und thermo-mechanisch behandelt | 402 |
| 4.3.2.1 Allgemeine Konzepte | 402 |
| 4.3.2.2 Einfl uss der Abkühlbedingungen auf die mechanischen Gütewerte der Verbindung | 403 |
| 4.3.2.3 Fertigungstechnische Hinweise Nahtvorbereitung | 407 |
| 4.3.2.4 Schweißzusatzwerkstoffe | 411 |
| 4.3.3 Feinkornbaustähle | vergütet | 416 |
| 4.3.4 Höhergekohlte Stähle | 420 |
| 4.3.5 Warmfeste Stähle | 424 |
| 4.3.5.1 Ferritische Stähle (ferritisch-perlitisch) | 425 |
| 4.3.5.2 Ferritische Stähle (ferritisch-bainitisch) | 425 |
| 4.3.5.3 Ferritische Stähle (martensitisch) | 427 |
| 4.3.5.4 Austenitische Stähle | 429 |
| 4.3.5.5 Versprödungsund Rissmechanismen | 429 |
| 4.3.6 Kaltzähe Stähle | 431 |
| 4.3.7 Korrosionsbeständige Stähle | 432 |
| 4.3.7.1 Einfl uss der Verarbeitung auf das Korrosionsverhalten | 432 |
| 4.3.7.2 Konstitutions-Schaubilder | 435 |
| 4.3.7.4 Ferritische und halbferritische Stähle | 443 |
| 4.3.7.5 Austenitische Chrom-Nickel-Stähle | 449 |
| 4.3.7.6 Austenitisch-ferritische Stähle ( Duplexstähle) | 458 |
| 4.3.8 Verbinden/Auftragen unterschiedlicher Werkstoffe | 464 |
| 4.3.8.1 Austenit-FerritVerbindungen | 464 |
| 4.3.8.2 Schweißplattieren | 466 |
| 4.3.8.3 Schweißpanzern | 469 |
| 4.4 Eisen-Gusswerkstoffe | 474 |
| 4.4.1 Stahlguss (G, GS, GE, GX) | 474 |
| 4.4.1.1 Stahlguss für allgemeine Verwendung | 474 |
| 4.4.1.2 Hochfester schweißgeeigneter Stahlguss | 478 |
| 4.4.1.3 Legierter Stahlguss | 480 |
| 4.4.2 Gusseisen (EN-GJL, alt: GG | EN-GJS, alt: GGG | ISO/JV, alt: GJV) | 480 |
| 4.4.2.1 Gusseisen mit Lamellengrafi t (EN-GJL, alt: GG) | 481 |
| 4.4.2.2 Gusseisen mit Kugelgrafi t (EN-GJS, alt: GGG) | 485 |
| 4.4.3 Temperguss (EN-GJMW, alt: GTW | EN-GJMB, alt: GTS) | 492 |
| 4.4.3.1 Weißer Temperguss (EN-GJMW, alt: GTW) | 492 |
| 4.4.3.2 Schwarzer Temperguss (EN-GJMB, alt: GTS) | 495 |
| 4.5 Aufgaben zu Kapitel 4 | 496 |
| 4.6 Schrifttum | 513 |
| Schweißmetallurgie der nichteisenmetallischen Werkstoffe | 520 |
| 5.1 Die WEZ in Schweiß-verbindungen aus Nichteisenmetallen | 520 |
| 5.1.1 Einphasige Werkstoffe | 521 |
| 5.1.2 Mehrphasige Werkstoffe | 522 |
| 5.1.3 Ausscheidungshärtende Legierungen | 522 |
| 5.1.4 Hochreaktive Werkstoffe | 524 |
| 5.1.5 Kaltverfestigte Werkstoffe | 525 |
| 5.2 Schwermetalle | 525 |
| 5.2.1 Kupfer und Kupferlegierungen | 526 |
| 5.2.1.1 Hinweise zum Schweißen 5.2.1.1.1 Kupfer | 528 |
| 5.2.1.1.2 Kupferlegierungen | 532 |
| 5.2.2 Nickel und Nickellegierungen | 537 |
| 5.2.2.1 Einfl uss der Legierungselemente auf das Schweißverhalten | 541 |
| 5.2.2.2 Schweißmetallurgie 5.2.2.2.1 Allgemeine Werkstoffprobleme | 542 |
| 5.2.2.3 Schweißpraxis | 546 |
| 5.3 Leichtmetalle | 548 |
| 5.3.1 Aluminium und Aluminiumlegierungen | 548 |
| 5.3.1.1 Lieferformen | 550 |
| 5.3.1.2 Bezeichnungsweise | 550 |
| 5.3.1.3 Metallurgisch bedingte Schweißnahtdefekte | 552 |
| 5.3.1.4 AluminiumKnetlegierungen | 553 |
| 5.3.1.5 AluminiumGusslegierungen | 554 |
| 5.3.1.6 Ausscheidungshärtende Aluminiumlegierungen | 554 |
| 5.3.1.7 Aluminium-Sonderlegierungen | 560 |
| 5.3.1.8 Schweißzusatzwerkstoffe | 562 |
| 5.3.1.9 Schweißpraxis | 564 |
| 5.3.1.9.1 Vorbereitende Maßnahmen | 565 |
| 5.3.1.9.2 Schweißverfahren | 565 |
| 5.3.2 Magnesium und Magnesiumlegierungen | 568 |
| 5.3.3 Beryllium | 570 |
| 5.4 Hochschmelzende und hochreaktive Werkstoffe | 570 |
| 5.4.1 Titan und Titanlegierungen | 571 |
| 5.4.1.1 Eigenschaften und Schweiß-verhalten der Titanwerkstoffe | 573 |
| 5.4.1.2 Metallurgisch bedingte Schweißnahtdefekte | 577 |
| 5.4.1.3 Schweißpraxis | 578 |
| 5.4.2 Molybdän und Molybdänlegierungen | 579 |
| 5.4.3 Zirkonium und Zirkoniumlegierungen | 580 |
| 5.5 Aufgaben zu Kapitel 5 | 583 |
| 5.6 Schrifttum | 591 |
| 6 Anhang (spezielle Werkstoffprüfverfahren) | 596 |
| 6.1 Prüfung auf Heißrissanfälligkeit | 596 |
| 6.1.2 Verfahren mit Fremd-beanspruchung der Probe | 597 |
| 6.1.1 Verfahren mit Selbst-beanspruchung der Probe | 597 |
| 6.2 Prüfung auf Kaltrissanfälligkeit | 600 |
| 6.2.1 Implant-Test | 600 |
| 6.2.2 Der | 603 |
| 6.3 Der Kerbschlagbiegeversuch (DIN EN 10045) | 604 |
| 6.4 Der instrumentierte Kerbschlagbiegeversuch | 608 |
| 6.5 Das COD-Konzept von | 611 |
| 6.6 Schrifttum | 613 |
| 7 Sachwortverzeichnis | 614 |
