ASTM A709 Grade HPS 345W: Hochleistungs-Vergütungsstahl für Brücken
Übersicht
ASTM A709 Grade HPS 345W (High Performance Steel) ist ein vergüteter, mikrolegerter Feinkornstahl für anspruchsvollste Brückenanwendungen. Er vereint hohe Festigkeit, exzellente Zähigkeit bei tiefen Temperaturen und hervorragende Schweißbarkeit (niedriger CÄW).
Allgemeine Eigenschaften
| Eigenschaft | Temperatur | Wert | Bemerkung |
|---|---|---|---|
| Dichte | 23 °C | 7,8 – 7,9 g/cm³ | Typisch für niedriglegierte Stähle |
Mechanische Eigenschaften
| Eigenschaft | Temperatur | Wert | Bemerkung |
|---|---|---|---|
| Elastizitätsmodul | 23 °C | 200 – 215 GPa | Typisch für niedriglegierte Stähle |
| Dehnung A50 | 23 °C | 21 % | |
| Querkontraktionszahl (Poisson) | 23 °C | 0,29 | Typisch für niedriglegierte Stähle |
| Schubmodul | 23 °C | 82 GPa | Typisch für niedriglegierte Stähle |
| Zugfestigkeit | 23 °C | 485 MPa (min.) | |
| Streckgrenze (Rp0,2) | 23 °C | 345 MPa (min.) |
Thermische Eigenschaften
| Eigenschaft | Temperatur | Wert | Bemerkung |
|---|---|---|---|
| Wärmeausdehnungskoeffizient | 23 °C | 1,32·10⁻⁵ – 1,38·10⁻⁵ 1/K | Typisch für niedriglegierte Stähle |
| Max. Einsatztemperatur | – | 500 °C | Typisch für Kohlenstoffstähle |
| Schmelzpunkt | – | 1480 – 1526 °C | Typisch für niedriglegierte Stähle |
| Spezifische Wärmekapazität | 23 °C | 465 J/(kg·K) | Typisch für niedriglegierte Stähle |
| Wärmeleitfähigkeit | 23 °C | 25 – 93 W/(m·K) | Typisch für niedriglegierte Stähle |
Elektrische Eigenschaften
| Eigenschaft | Temperatur | Wert | Bemerkung |
|---|---|---|---|
| Elektrischer Widerstand | 23 °C | 1,43·10⁻⁷ – 1,74·10⁻⁷ Ω·m | Typisch für Kohlenstoffstähle |
Magnetische Eigenschaften
| Eigenschaft | Wert | Bemerkung |
|---|---|---|
| Curie-Temperatur | 770 °C | Typisch für niedriglegierte Stähle |
Chemische Zusammensetzung (Gew.-%)
| Element | Gehalt |
|---|---|
| Aluminium (Al) | 0,01 – 0,04 % |
| Kohlenstoff (C) | 0,11 % |
| Chrom (Cr) | 0,45 – 0,70 % |
| Kupfer (Cu) | 0,25 – 0,40 % |
| Mangan (Mn) | 1,10 – 1,35 % |
| Molybdän (Mo) | 0,02 – 0,08 % |
| Nickel (Ni) | 0,25 – 0,40 % |
| Stickstoff (N) | 0,02 % |
| Phosphor (P) | 0,02 % |
| Silizium (Si) | 0,30 – 0,50 % |
| Schwefel (S) | 0,006 % |
| Vanadium (V) | 0,04 – 0,08 % |
HPS-Technologie und Vorteile
HPS-Stähle (High Performance Steels) wurden in den USA für den Brückenbau entwickelt. Kernmerkmale:
- Ultra-niedriger Kohlenstoff (0,11 %): CÄW (Kohlenstoffäquivalent) < 0,35 % → hervorragende Schweißbarkeit ohne Vorwärmen
- Feinkornstruktur (Al, V, Nb): Hohe Zähigkeit bis -40 °C (Charpy-V ≥ 27 J)
- Cu, Cr, Ni: Erhöhte atmosphärische Korrosionsbeständigkeit (Wetterfestigkeit Typ B)
- Niedriger Schwefel (0,006 %): Hohe Reinheit, gute Zähigkeit quer zur Walzrichtung
Anwendungsbereiche
- Hauptträger großer Spannweitenbrücken (Straße, Schiene)
- Brücken in Erdbebengebieten (hohe Duktilität)
- Orthotrope Fahrbahnplatten
- Knotenbleche, Kastenquerschnitte mit dicken Wanddicken
- Ersatz konventioneller Vergütungsstähle (Gewichtseinsparung 15–25 %)
Normen und Äquivalente
ASTM A709 / A709M Grade HPS 345W. Europäisch: EN 10025-3 S355NL / S355ML (1.0546/1.8834), EN 10149-2 S355MC. HPS 345W ≈ 345 MPa Streckgrenze = 50 ksi (US-Bezeichnung HPS 50W).
ASTM A709 Grade 345CR: Hochfester normalisierter/vergüteter Stahl für Brücken
ASTM B316 Grade 2117 H15: Aluminiumlegierung – Eigenschaften & Anwendungen
Metall
- ASTM A982 Grade B Class 1 – Vergüteter Martensitischer Edelstahl
- ASTM A982 Grade A Class 1 – Vergüteter, spannungsarm geglühter martensitischer Edelstahl
- ASTM A723 Grade 1 Class 1 Vergüteter Stahl – Eigenschaften & Spezifikationen
- ASTM A723 Grade 1 Class 3 Vergüteter Stahl – Wesentliche Eigenschaften & Spezifikationen
- ASTM A723 Güte 1 Klasse 2: Vergüteter Stahl – Eigenschaften & Spezifikationen
- ASTM A765 Güte II Stahl: Normalisiert & Angelassen, Doppelt Normalisiert & Angelassen oder Vergütet – Eigenschaften
- ASTM A541 Grade 1A Vergüteter Edelstahl – Hohe Festigkeit, Schlagzähigkeit & Korrosionsbeständigkeit
- ASTM A469 Güte 6 – vergütet, spannungsarmgeglühter martensitischer rostfreier Stahl
- ASTM A469 Güte 7 – vergütet, spannungsarmgeglühter martensitischer rostfreier Stahl
- ASTM A479 Güte XM-30 Vergütet – Eigenschaften & Leistung