DIN 17103 StE 420: Kaltgeformter, geschweißter und normalisierter Baustahl – Technische Daten
Übersicht
Der Stahl DIN 17103 StE 420 ist ein feinkörniger, kaltgeformter und geschweißter Baustahl, der nach dem Normalisieren geliefert wird. Er eignet sich insbesondere für druckbeanspruchte Bauteile wie Kessel, Rohrleitungen und Apparate im Anlagenbau. Die Norm DIN 17103 wurde mittlerweile durch die europäische EN 10216-3 (Feinkornstähle für Druckzwecke) abgelöst, bleibt aber für Bestandsanlagen und Ersatzteilbeschaffung relevant.
Allgemeine Eigenschaften
| Eigenschaft | Temperatur | Wert |
|---|---|---|
| Dichte | 20 °C | 7,84 g/cm³ |
Mechanische Eigenschaften
StE 420 weist eine gute Kombination aus Festigkeit und Zähigkeit auf. Die folgenden Werte beziehen sich auf das normalisierte Zustandsgefüge.
| Eigenschaft | Temperatur | Wert | Bemerkung |
|---|---|---|---|
| Elastizitätsmodul | -100 °C | 217 GPa | |
| 20 °C | 212 GPa | ||
| 100 °C | 207 GPa | ||
| 200 °C | 199 GPa | ||
| 300 °C | 192 GPa | ||
| 400 °C | 184 GPa | ||
| 500 °C | 175 GPa | ||
| 600 °C | 164 GPa | ||
| Dehnung (Längs) | 20 °C | 21 % | |
| Dehnung (Quer) | 20 °C | 19 % | |
| Querkontraktionszahl (Poisson) | 23 °C | 0,29 | Typisch für unlegierte Baustähle |
| Schubmodul | 23 °C | 82 GPa | Typisch für unlegierte Baustähle |
| Zugfestigkeit (Längs) | 20 °C | 530 – 630 MPa | |
| Zugfestigkeit (Quer) | 20 °C | 530 – 630 MPa | |
| Streckgrenze (Längs) | 20 °C | 375 – 420 MPa | |
| Streckgrenze (Quer) | 20 °C | 375 – 420 MPa |
Thermische Eigenschaften
| Eigenschaft | Temperatur | Wert | Bemerkung |
|---|---|---|---|
| Wärmeausdehnungskoeffizient | -100 °C | 10,5 × 10⁻⁶ 1/K | |
| 20 °C | 11,5 × 10⁻⁶ 1/K | ||
| 100 °C | 12,1 × 10⁻⁶ 1/K | ||
| 200 °C | 12,7 × 10⁻⁶ 1/K | ||
| 300 °C | 13,2 × 10⁻⁶ 1/K | ||
| 400 °C | 13,6 × 10⁻⁶ 1/K | ||
| 500 °C | 14,0 × 10⁻⁶ 1/K | ||
| 600 °C | 14,4 × 10⁻⁶ 1/K | ||
| Max. Einsatztemperatur | – | 500 °C | Typisch für Baustähle |
| Schmelzpunkt | – | 1480 – 1526 °C | Typisch für unlegierte Stähle |
| Spezifische Wärmekapazität | -100 °C | 423 J/(kg·K) | |
| 20 °C | 461 J/(kg·K) | ||
| 100 °C | 479 J/(kg·K) | ||
| 200 °C | 499 J/(kg·K) | ||
| 300 °C | 517 J/(kg·K) | ||
| 400 °C | 536 J/(kg·K) | ||
| 500 °C | 558 J/(kg·K) | ||
| 600 °C | 587 J/(kg·K) | ||
| Wärmeleitfähigkeit | -100 °C | 35,4 W/(m·K) | |
| 20 °C | 40,4 W/(m·K) | ||
| 100 °C | 42,0 W/(m·K) | ||
| 200 °C | 42,0 W/(m·K) | ||
| 300 °C | 40,8 W/(m·K) | ||
| 400 °C | 38,9 W/(m·K) | ||
| 500 °C | 36,6 W/(m·K) | ||
| 600 °C | 34,3 W/(m·K) | ||
| Temperaturleitfähigkeit | -100 °C | 12,1 mm²/s | |
| 20 °C | 11,2 mm²/s | ||
| 100 °C | 10,8 mm²/s | ||
| 200 °C | 10,1 mm²/s | ||
| 300 °C | 9,3 mm²/s | ||
| 400 °C | 8,3 mm²/s | ||
| 500 °C | 7,0 mm²/s | ||
| 600 °C | 5,8 mm²/s |
Elektrische Eigenschaften
| Eigenschaft | Temperatur | Wert |
|---|---|---|
| Elektrischer Widerstand | -100 °C | 1,93 × 10⁻⁷ Ω·m |
| 20 °C | 2,58 × 10⁻⁷ Ω·m | |
| 100 °C | 3,05 × 10⁻⁷ Ω·m | |
| 200 °C | 3,76 × 10⁻⁷ Ω·m | |
| 300 °C | 4,60 × 10⁻⁷ Ω·m | |
| 400 °C | 5,59 × 10⁻⁷ Ω·m | |
| 500 °C | 6,75 × 10⁻⁷ Ω·m | |
| 600 °C | 8,08 × 10⁻⁷ Ω·m |
Magnetische Eigenschaften
| Eigenschaft | Wert | Bemerkung |
|---|---|---|
| Curie-Temperatur | 770 °C | Typisch für unlegierte Baustähle |
Chemische Zusammensetzung (Gehalt in Gew.-%)
Die folgende Zusammensetzung entspricht den typischen Richtwerten für StE 420 nach DIN 17103. Die genauen Grenzwerte sind der ursprünglichen Norm zu entnehmen.
| Element | Gehalt |
|---|---|
| Aluminium (Al) | 0,02 % |
| Kohlenstoff (C) | 0,20 % |
| Chrom (Cr) | 0,30 % |
| Kupfer (Cu) | 0,20 % |
| Mangan (Mn) | 1,0 – 1,7 % |
| Molybdän (Mo) | 0,10 % |
| Nickel (Ni) | 1,0 % |
| Niob (Nb) | 0,05 % |
| Stickstoff (N) | 0,02 % |
| Phosphor (P) | 0,04 % |
| Silizium (Si) | 0,10 – 0,60 % |
| Schwefel (S) | 0,03 % |
| Vanadium (V) | 0,20 % |
Anwendungshinweise
- Schweißen: StE 420 ist gut schweißbar (z. B. Lichtbogen, MAG, WIG). Aufgrund des feinkörnigen Gefüges und des niedrigen Kohlenstoffgehalts ist die Kaltverformungsneigung gering. Vorwärmen ist ab Wanddicken > 30 mm empfohlen.
- Warmumformung: Möglich bei 1100 – 850 °C, anschließendes Normalisieren erforderlich.
- Kaltumformung: Gut durchführbar, jedoch mit anschließender Spannungsarmglühen (ca. 580 – 620 °C) bei starken Umformgraden.
- Normnachfolger: EN 10216-3 P355NH / P420NH (nahezu äquivalent).
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