DIN 17460 X8CrNiNb16-13 – Hochtemperatur-Lösungsgeglühter Stahl für Turbinen & Wasserstoffanlagen
DIN 17460 X8CrNiNb16-13 – Austenitischer Warmfeststahl bis 800 °C
Der Werkstoff X8CrNiNb16-13 (ähnlich 1.4550, aber ohne Mo, mit niedrigerem Ni) ist ein niob-stabilisierter, vollständig austenitischer Chrom-Nickel-Stahl für den Einsatz bis 800 °C mit Zunderbeständigkeit bis 800 °C. Er ist unempfindlich gegen Versprödung. Typische Anwendungen: Turbinen- und Dampfkesselbau, Warmarbeitswerkzeuge sowie Bauteile für Hochdruck-Wasserstoffbehälter bei erhöhten Temperaturen.
Allgemeine Eigenschaften – Dichte vs. Temperatur
| Temperatur | Dichte (g/cm³) |
|---|
| 20 °C | 7,96 – 7,98 |
| 50 °C | 7,96 |
| 100 °C | 7,94 |
| 150 °C | 7,92 |
| 200 °C | 7,90 |
| 250 °C | 7,88 |
| 300 °C | 7,86 |
| 350 °C | 7,83 |
| 400 °C | 7,81 |
| 450 °C | 7,79 |
| 500 °C | 7,76 |
| 550 °C | 7,74 |
| 600 °C | 7,71 |
| 650 °C | 7,68 |
| 700 °C | 7,66 |
| 750 °C | 7,63 |
| 800 °C | 7,61 |
Mechanische Eigenschaften
Elastizitätsmodul (E-Modul) vs. Temperatur
| Temperatur | E-Modul (GPa) |
|---|
| -100 °C | 206 |
| 20 °C | 196 – 199,4 |
| 50 °C | 197,6 |
| 100 °C | 190 – 193,7 |
| 150 °C | 189,4 |
| 200 °C | 182 – 184,8 |
| 250 °C | 180,1 |
| 300 °C | 174 – 175,5 |
| 350 °C | 170,9 |
| 400 °C | 166 – 167 |
| 450 °C | 162,3 |
| 500 °C | 158 – 159 |
| 550 °C | 154,0 |
| 600 °C | 150,0 |
| 650 °C | 146,1 |
| 700 °C | 142 – 142,1 |
| 750 °C | 138,3 |
| 800 °C | 134 – 134,7 |
| 900 °C | 127 |
| 1000 °C | 120 |
Weitere mechanische Kennwerte (bei 20 °C, sofern nicht anders angegeben)
| Eigenschaft | Wert | Bemerkung |
|---|
| Dehnung (A) | 22 – 35 % | Bei 20 °C |
| Querkontraktionszahl (Poisson) | 0,28 – 0,33 | Steigt mit Temperatur von 0,28 (20 °C) auf 0,33 (800 °C) |
| Schubmodul (G) | 77,0 – 78,1 GPa (20 °C) → 50,8 GPa (800 °C) | Temperaturabhängig, siehe Tabelle unten |
| Zugfestigkeit (Rm) | 510 – 690 MPa | Bei 20 °C |
| Streckgrenze Rp0,2 | 205 MPa (20 °C) → 113 MPa (600 °C) | Starke Temperaturabhängigkeit |
| Streckgrenze Rp1,0 | 245 MPa (20 °C) → 142 MPa (600 °C) | Starke Temperaturabhängigkeit |
Schubmodul (G) vs. Temperatur
| Temperatur | Schubmodul (GPa) |
|---|
| 20 °C | 77,0 – 78,1 |
| 50 °C | 77,3 |
| 100 °C | 75,7 |
| 150 °C | 73,9 |
| 200 °C | 71,9 |
| 250 °C | 70,0 |
| 300 °C | 67,9 |
| 350 °C | 65,8 |
| 400 °C | 64,0 |
| 450 °C | 62,1 |
| 500 °C | 60,3 |
| 550 °C | 58,6 |
| 600 °C | 56,9 |
| 650 °C | 55,3 |
| 700 °C | 53,9 |
| 750 °C | 52,3 |
| 800 °C | 50,8 |
Thermische Eigenschaften
Wärmeausdehnungskoeffizient (10⁻⁶ 1/K)
| Temperatur | α (10⁻⁶ 1/K) |
|---|
| -100 °C | 14,9 |
| 20 °C | 16,1 |
| 100 °C | 16,3 – 16,7 |
| 200 °C | 16,9 – 17,2 |
| 300 °C | 17,3 – 17,7 |
| 400 °C | 17,8 – 18,1 |
| 500 °C | 18,2 – 18,4 |
| 600 °C | 18,5 – 18,8 |
| 700 °C | 18,7 – 19,1 |
| 800 °C | 19,4 |
| 900 °C | 19,7 |
| 1000 °C | 20,0 |
Maximale Dauergebrauchstemperatur
0 – 800 °C (langzeit)
Schmelzpunkt
1230 – 1480 °C (typisch für austenitische Edelstähle)
Spezifische Wärmekapazität (J/(kg·K))
| Temperatur | c_p |
|---|
| -100 °C | 440 |
| 20 °C | 450 – 472 |
| 100 °C | 487 |
| 200 °C | 503 |
| 300 °C | 512 |
| 400 °C | 520 |
| 500 °C | 530 |
| 600 °C | 541 |
| 700 °C | 551 |
| 800 °C | 559 |
| 900 °C | 565 |
| 1000 °C | 571 |
Wärmeleitfähigkeit (W/(m·K))
| Temperatur | λ |
|---|
| 20 °C | 13,3 – 16 |
| 100 °C | 14,9 |
| 200 °C | 16,5 |
| 300 °C | 18,1 |
| 400 °C | 19,5 |
| 500 °C | 21,0 |
| 600 °C | 22,4 |
| 700 °C | 23,8 |
| 800 °C | 25,2 |
Temperaturleitfähigkeit (mm²/s)
| Temperatur | a |
|---|
| 20 °C | 3,5 |
| 100 °C | 3,8 |
| 200 °C | 4,0 |
| 300 °C | 4,3 |
| 400 °C | 4,5 |
| 500 °C | 4,7 |
| 600 °C | 4,8 |
| 700 °C | 5,1 |
| 800 °C | 5,4 |
Elektrische Eigenschaften – Elektrischer Widerstand (Ω·m)
| Temperatur | Widerstand (Ω·m) |
|---|
| 20 °C | 7,38·10⁻⁷ – 7,91·10⁻⁷ |
| 50 °C | 7,61·10⁻⁷ |
| 100 °C | 7,99·10⁻⁷ – 8,45·10⁻⁷ |
| 150 °C | 8,38·10⁻⁷ |
| 200 °C | 8,72·10⁻⁷ – 9,19·10⁻⁷ |
| 250 °C | 9,04·10⁻⁷ |
| 300 °C | 9,34·10⁻⁷ – 9,77·10⁻⁷ |
| 350 °C | 9,63·10⁻⁷ |
| 400 °C | 9,91·10⁻⁷ – 1,03·10⁻⁶ |
| 450 °C | 1,02·10⁻⁶ |
| 500 °C | 1,04·10⁻⁶ – 1,08·10⁻⁶ |
| 550 °C | 1,06·10⁻⁶ |
| 600 °C | 1,08·10⁻⁶ – 1,12·10⁻⁶ |
| 650 °C | 1,10·10⁻⁶ |
| 700 °C | 1,12·10⁻⁶ – 1,15·10⁻⁶ |
| 750 °C | 1,14·10⁻⁶ |
| 800 °C | 1,15·10⁻⁶ – 1,18·10⁻⁶ |
Chemische Zusammensetzung (Gew.-%)
| Element | Gehalt |
|---|
| Kohlenstoff | 0,04 – 0,10 |
| Chrom | 15 – 17 |
| Mangan | ≤ 1,5 |
| Nickel | 12 – 14 |
| Phosphor | ≤ 0,04 |
| Silizium | 0,3 – 0,6 |
| Schwefel | ≤ 0,015 |
