Werkstoffwahl zur Vermeidung von Sprödbruch von Bauteilen aus nichtrostenden Duplex‐Stählen

Der Einsatz nichtrostender Duplex‐Stähle im Bauwesen erfordert insbesondere bei Bauteilen, die niedrigen Einsatztemperaturen ausgesetzt sind, eine sorgfältige Betrachtung der Sprödbruchsicherheit. Auch Duplex‐Stähle weisen neben ihrer günstigen Kombination aus hoher Festigkeit und guter Korrosionsbeständigkeit ein ausgeprägtes Übergangstemperaturverhalten auf, sodass eine zuverlässige bruchmechanische Bewertung für die sichere Bemessung unerlässlich ist. Im Rahmen des FOSTA‐Forschungsprojekts P 1390 wurden umfassende experimentelle Untersuchungen durchgeführt. Auf Basis der Ergebnisse wurde die Anwendbarkeit des Master‐Curve‐Konzepts auf Duplex‐Stähle untersucht und Korrelationen zwischen den Übergangstemperaturen aus der Kerbschlagarbeit und der Bruchzähigkeit hergeleitet. Die gewonnenen Erkenntnisse bilden ein konsistentes bruchmechanisches Konzept zur Werkstoffauswahl und wurden in die aktuelle DIN EN 1993‐1‐4 übernommen. Aufbauend auf diesen Ergebnissen erfolgen derzeit Untersuchungen im Rahmen des Folgeprojekts IGF Nr. 01IF23663N. Dabei wird der Anwendungsbereich auf weitere Duplex‐Stähle und größere Blechdicken erweitert und durch Untersuchungen an geschweißten Proben mit unterschiedlichen Fügeverfahren sowie durch Bruchmechanikversuche an kaltverformten Werkstoffen ergänzt.

The application of stainless duplex steels in structural engineering requires careful consideration of brittle fracture, particularly for components exposed to low service temperatures. Duplex stainless steels, despite their favourable combination of high strength and good corrosion resistance, exhibit a pronounced transition temperature behaviour, making reliable fracture‐mechanics assessment essential for safe structural design. Within the framework of the German FOSTA research project P 1390, comprehensive experimental investigations were carried out. The results were used to evaluate the applicability of the Master Curve concept to duplex steels and to establish correlations between transition temperatures derived from impact energy and fracture toughness. These findings provide a consistent fracture‐mechanics‐based framework for material selection and have been incorporated into the latest version of DIN EN 1993‐1‐4. Building on this foundation, the research is being continued under the follow‐up IGF project No. 01IF23663N, broadening the scope to additional duplex grades and thicknesses, including tests on welded specimens produced using different techniques, as well as fracture toughness measurements for cold‐formed materials.