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DIN 17445 G-X20Cr14: Hochwertiger martensitischer Chromstahl für Turbinenkomponenten

Werkstoffbeschreibung

Der Werkstoff G-X20Cr14 (Werkstoffnummer 1.4027) ist ein martensitischer Chromstahl nach DIN 17445, der sich durch seine hohe Festigkeit, gute Verschleißfestigkeit und mittlere Korrosionsbeständigkeit auszeichnet. Er wird im vergüteten Zustand (abgeschreckt und angelassen) geliefert und eignet sich hervorragend für hochbeanspruchte Bauteile in Turbinen, wie Schaufeln, Schaufelräder, Ventilkörper und Armaturenkonstruktionen.

Eigenschaften

Allgemeine Eigenschaften

EigenschaftTemperaturWert
Dichte20 °C7,7 g/cm³

Mechanische Eigenschaften

EigenschaftTemperaturWertBemerkung
Elastizitätsmodul23 °C220 GPaTypisch für martensitischen Rostfreistahl
Dehnung20 °C12 %
Härte Brinell20 °C170–240 HB
Querkontraktionszahl (Poisson)23 °C0,3Typisch für martensitischen Rostfreistahl
Schubmodul23 °C77 GPaTypisch für martensitischen Rostfreistahl
Zugfestigkeit20 °C590–790 MPa
Streckgrenze Rp0,220 °C440 MPa
Streckgrenze Rp0,2100 °C365 MPa
Streckgrenze Rp0,2150 °C355 MPa
Streckgrenze Rp0,2200 °C345 MPa
Streckgrenze Rp0,2250 °C335 MPa
Streckgrenze Rp0,2300 °C325 MPa
Streckgrenze Rp0,2350 °C315 MPa
Streckgrenze Rp0,2400 °C305 MPa

Thermische Eigenschaften

EigenschaftTemperaturWertBemerkung
Wärmeausdehnungskoeffizient100 °C10,5 × 10⁻⁶ 1/K
Wärmeausdehnungskoeffizient200 °C11,0 × 10⁻⁶ 1/K
Wärmeausdehnungskoeffizient300 °C11,5 × 10⁻⁶ 1/K
Wärmeausdehnungskoeffizient400 °C11,5 × 10⁻⁶ 1/K
Wärmeausdehnungskoeffizient500 °C12,0 × 10⁻⁶ 1/K
Max. Einsatztemperatur (dauerhaft)0–400 °C
Schmelzpunkt1370–1530 °CTypisch für martensitischen Rostfreistahl
Spezifische Wärmekapazität20 °C460 J/(kg·K)
Wärmeleitfähigkeit20 °C29 W/(m·K)

Elektrische Eigenschaften

EigenschaftTemperaturWertBemerkung
Elektrischer Widerstand23 °C6,0 × 10⁻⁷ Ω·mTypisch für martensitischen Rostfreistahl

Chemische Zusammensetzung (Gew.-%)

ElementGehalt
Kohlenstoff (C)0,16–0,23
Chrom (Cr)12,5–14,5
Mangan (Mn)≤ 1,0
Nickel (Ni)≤ 1,0
Phosphor (P)≤ 0,05
Silizium (Si)≤ 1,0
Schwefel (S)≤ 0,03

Anwendungsbereiche

Dank seiner martensitischen Struktur im vergüteten Zustand bietet G-X20Cr14 eine optimale Kombination aus hoher Festigkeit, Härte und ausreichender Zähigkeit für dynamisch beanspruchte Turbinenteile. Die Chromlegierung von ca. 13 % verleiht dem Stahl eine mittlere Korrosionsbeständigkeit in schwach aggressiven Medien sowie eine gute Oxidationsbeständigkeit bei erhöhten Temperaturen bis 400 °C.

Wärmebehandlung

Übliche Vergütung: Abschrecken aus 950–1000 °C (Öl oder Luft) + Anlassen bei 650–750 °C. Die genaue Anlasstemperatur wird je nach gefordertem Festigkeits-/Zähigkeitsverhältnis festgelegt.

Metall

  1. DIN 17350 102Cr6 (1.2067) – Ölhärtbarer Werkzeugstahl für Schneidwerkzeuge & Messlehren
  2. DIN 17350 21MnCr5: Vergüteter Einsatzstahl für höchste Oberflächenhärte
  3. DIN 17480 X85CrMoV18-2 Vergüteter Stahl – Technische Spezifikationen
  4. DIN 17480 X45CrSi9-3 Stahl – Vergütet (QT) Spezifikation
  5. DIN 17173 Güte 26CrMo4-2: Vergüteter Stahl – Eigenschaften
  6. DIN 17230 44Cr2: Vergüteter Wälzlagerstahl – Hochleistungs-Anti-Friktions-Material
  7. DIN 17245 GS-18CrMo9-10 Vergüteter Stahl – Hochtemperatur-Eigenschaften
  8. 10Ni14 (DIN 17174) – Vergüteter Nickelstahl für Tieftemperaturanwendungen
  9. 12Ni19 (DIN 17174) – Hochvergüteter Nickelstahl für extremen Tieftemperatur-Einsatz
  10. DIN 17174 X8Ni9 – Vergüteter Nickelstahl: Technische Übersicht