X20CrMoV12-1 (DIN 17243): Vergüteter Warmarbeitsstahl für Hochtemperaturanwendungen
X20CrMoV12-1 – Hochtemperaturstahl für anspruchsvolle Anwendungen
X20CrMoV12-1 ist ein martensitischer Warmarbeitsstahl (Werkstoff-Nr. 1.4922), der im vergüteten Zustand (geholt und angelassen) geliefert wird. Er eignet sich für Bauteile, die bei Temperaturen bis 600 °C hohen Drücken und korrosiven Medien (z. B. Wasserstoff) ausgesetzt sind. Der Stahl ist in Luft und Wasserdampf bis 700 °C scalingbeständig. Typische Anwendungen: Hochdruck-Hydrieranlagen in der chemischen Industrie, Dampfkessel- und Turbinenbau (Schaufeln, Schrauben, Bolzen, Armaturen).
Allgemeine Eigenschaften
| Eigenschaft | Temperatur | Wert |
|---|---|---|
| Dichte | 20,0 °C | 7,76 g/cm³ |
| 50,0 °C | 7,75 g/cm³ | |
| 100,0 °C | 7,74 g/cm³ | |
| 150,0 °C | 7,73 g/cm³ | |
| 200,0 °C | 7,71 g/cm³ | |
| 250,0 °C | 7,70 g/cm³ | |
| 300,0 °C | 7,68 g/cm³ | |
| 350,0 °C | 7,67 g/cm³ | |
| 400,0 °C | 7,65 g/cm³ | |
| 450,0 °C | 7,64 g/cm³ | |
| 500,0 °C | 7,62 g/cm³ | |
| 550,0 °C | 7,61 g/cm³ | |
| 600,0 °C | 7,59 g/cm³ |
Mechanische Eigenschaften
| Eigenschaft | Temperatur | Wert |
|---|---|---|
| Elastizitätsmodul (E-Modul) | 20,0 °C | 217,68 – 218 GPa |
| 50,0 °C | 216,02 GPa | |
| 100,0 °C | 212,98 – 213 GPa | |
| 150,0 °C | 209,64 GPa | |
| 200,0 °C | 206 – 206,21 GPa | |
| 250,0 °C | 202,38 GPa | |
| 300,0 °C | 198 – 198,26 GPa | |
| 350,0 °C | 193,94 GPa | |
| 400,0 °C | 189 – 190 GPa | |
| 450,0 °C | 184,33 GPa | |
| 500,0 °C | 178,93 – 180 GPa | |
| 550,0 °C | 172,85 GPa | |
| 600,0 °C | 165,79 – 167 GPa | |
| Dehnung (Längs) | 20,0 °C | 16 – 17 % |
| Dehnung (Quer) | 20,0 °C | 14 % |
| Querkontraktionszahl (Poisson-Zahl) | 20,0 °C | 0,28 |
| 50,0 °C | 0,28 | |
| 100,0 °C | 0,28 | |
| 150,0 °C | 0,28 | |
| 200,0 °C | 0,29 | |
| 250,0 °C | 0,29 | |
| 300,0 °C | 0,29 | |
| 350,0 °C | 0,29 | |
| 400,0 °C | 0,30 | |
| 450,0 °C | 0,30 | |
| 500,0 °C | 0,31 | |
| 550,0 °C | 0,31 | |
| 600,0 °C | 0,31 | |
| Schubmodul (G-Modul) | 20,0 °C | 84,95 GPa |
| 50,0 °C | 84,27 GPa | |
| 100,0 °C | 82,99 GPa | |
| 150,0 °C | 81,62 GPa | |
| 200,0 °C | 80,05 GPa | |
| 250,0 °C | 78,48 GPa | |
| 300,0 °C | 76,71 GPa | |
| 350,0 °C | 74,95 GPa | |
| 400,0 °C | 73,08 GPa | |
| 450,0 °C | 70,93 GPa | |
| 500,0 °C | 68,57 GPa | |
| 550,0 °C | 66,02 GPa | |
| 600,0 °C | 63,27 GPa | |
| Zugfestigkeit (Rm) | 20,0 °C | 690 – 850 MPa |
| 100,0 °C | 650 MPa | |
| 150,0 °C | 625 MPa | |
| 200,0 °C | 600 MPa | |
| 250,0 °C | 590 MPa | |
| 300,0 °C | 580 MPa | |
| 350,0 °C | 545 MPa | |
| 400,0 °C | 510 MPa | |
| 450,0 °C | 455 MPa | |
| 500,0 °C | 400 MPa | |
| 550,0 °C | 325 MPa | |
| Zugfestigkeit (Rm, Quer) | 20,0 °C | 690 – 850 MPa |
| Streckgrenze Rp0,2 | 20,0 °C | 490 – 500 MPa |
| 100,0 °C | 460 MPa | |
| 150,0 °C | 445 MPa | |
| 200,0 °C | 430 MPa | |
| 250,0 °C | 415 MPa | |
| 300,0 °C | 390 MPa | |
| 350,0 °C | 380 MPa | |
| 400,0 °C | 360 MPa | |
| 450,0 °C | 330 MPa | |
| 500,0 °C | 290 MPa | |
| 550,0 °C | 250 MPa | |
| 600,0 °C | 160 MPa | |
| Streckgrenze Rp0,2 (Quer) | 20,0 °C | 490 – 500 MPa |
Thermische Eigenschaften
| Eigenschaft | Temperatur | Wert | Bemerkung |
|---|---|---|---|
| Wärmeausdehnungskoeffizient | 20,0 °C | 1,02E-5 1/K | |
| 100,0 °C | 1,05E-5 – 1,08E-5 1/K | ||
| 200,0 °C | 1,09E-5 – 1,12E-5 1/K | ||
| 300,0 °C | 1,13E-5 – 1,16E-5 1/K | ||
| 400,0 °C | 1,16E-5 – 1,19E-5 1/K | ||
| 500,0 °C | 1,20E-5 – 1,21E-5 1/K | ||
| 600,0 °C | 1,22E-5 – 1,23E-5 1/K | ||
| Max. Einsatztemperatur (langzeit) | – | 0 – 600 °C | |
| Schmelzpunkt | – | 1370 – 1530 °C | Typisch für martensitischen rostfreien Stahl |
| Spezifische Wärmekapazität | 20,0 °C | 439 J/(kg·K) | |
| 100,0 °C | 474 – 490 J/(kg·K) | ||
| 200,0 °C | 498 – 540 J/(kg·K) | ||
| 300,0 °C | 517 – 580 J/(kg·K) | ||
| 400,0 °C | 538 – 630 J/(kg·K) | ||
| 500,0 °C | 564 – 710 J/(kg·K) | ||
| 600,0 °C | 598 – 830 J/(kg·K) | ||
| Wärmeleitfähigkeit | 20,0 °C | 24 W/(m·K) | |
| 100,0 °C | 24 – 24,4 W/(m·K) | ||
| 200,0 °C | 24,8 – 25 W/(m·K) | ||
| 300,0 °C | 25 – 25,1 W/(m·K) | ||
| 400,0 °C | 25,6 – 26 W/(m·K) | ||
| 500,0 °C | 26 – 26,1 W/(m·K) | ||
| 600,0 °C | 26 – 26,4 W/(m·K) | ||
| Temperaturleitfähigkeit | 20,0 °C | 7,1 mm²/s | |
| 100,0 °C | 6,3 mm²/s | ||
| 200,0 °C | 6,0 mm²/s | ||
| 300,0 °C | 5,7 mm²/s | ||
| 400,0 °C | 5,4 mm²/s | ||
| 500,0 °C | 4,9 mm²/s | ||
| 600,0 °C | 4,1 mm²/s |
Elektrische Eigenschaften
| Eigenschaft | Temperatur | Wert |
|---|---|---|
| Elektrischer Widerstand | 20,0 °C | 6,03E-7 Ω·m |
| 50,0 °C | 6,26E-7 Ω·m | |
| 100,0 °C | 6,68E-7 – 6,70E-7 Ω·m | |
| 150,0 °C | 7,06E-7 Ω·m | |
| 200,0 °C | 7,40E-7 – 7,43E-7 Ω·m | |
| 250,0 °C | 7,83E-7 Ω·m | |
| 300,0 °C | 8,17E-7 – 8,20E-7 Ω·m | |
| 350,0 °C | 8,54E-7 Ω·m | |
| 400,0 °C | 8,90E-7 Ω·m | |
| 450,0 °C | 9,25E-7 Ω·m | |
| 500,0 °C | 9,60E-7 – 9,62E-7 Ω·m | |
| 550,0 °C | 9,99E-7 Ω·m | |
| 600,0 °C | 1,03E-6 – 1,04E-6 Ω·m |
Chemische Zusammensetzung (Gehalt in Gew.-%)
| Element | Wert |
|---|---|
| Kohlenstoff (C) | 0,17 – 0,23 % |
| Chrom (Cr) | 10,0 – 12,5 % |
| Mangan (Mn) | ≤ 1,0 % |
| Molybdän (Mo) | 0,80 – 1,20 % |
| Nickel (Ni) | 0,30 – 0,80 % |
| Phosphor (P) | ≤ 0,03 % |
| Silizium (Si) | ≤ 0,50 % |
| Schwefel (S) | ≤ 0,03 % |
| Vanadium (V) | 0,25 – 0,35 % |
Hinweise: X20CrMoV12-1 (1.4922) ist gemäß DIN 17243 / EN 10216-2 für Druckzwecke bei erhöhten Temperaturen zugelassen. Die hohe Warmfestigkeit bis 600 °C resultiert aus der martensitischen Struktur mit Ausscheidungshärtung durch Vanadium und Molybdän. Die gute Wasserstoffbeständigkeit macht ihn zum Standardwerkstoff für Hydrierreaktoren. Für die Auslegung nach AD 2000-Merkblatt W 13 oder EN 13445 sind die dortigen zulässigen Spannungen zu verwenden.
Metall
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- DIN 17480 X45CrSi9-3 Stahl – Vergütet (QT) Spezifikation
- DIN 17173 Güte 26CrMo4-2: Vergüteter Stahl – Eigenschaften
- DIN 17230 44Cr2: Vergüteter Wälzlagerstahl – Hochleistungs-Anti-Friktions-Material
- DIN 17245 GS-18CrMo9-10 Vergüteter Stahl – Hochtemperatur-Eigenschaften
- 10Ni14 (DIN 17174) – Vergüteter Nickelstahl für Tieftemperaturanwendungen
- 12Ni19 (DIN 17174) – Hochvergüteter Nickelstahl für extremen Tieftemperatur-Einsatz
- DIN 17174 X8Ni9 – Vergüteter Nickelstahl: Technische Übersicht