EN 10088-1 X2CrNiMoN17-13-5 (1.4539) – Lösungsgeglühter Austenit für Hochtemperatur-Druckbehälter
Werkstoffbeschreibung
Der austenitische Chrom-Nickel-Molybdän-Stahl X2CrNiMoN17-13-5 (Werkstoffnummer 1.4539) ist ein stickstofflegierter, nichtrostender Stahl mit hervorragender Beständigkeit gegen Lochfraß, Spaltkorrosion und Spannungsrisskorrosion. Er eignet sich für den Einsatz in Druckbehältern nach TRB 100, AD-Merkblätter W 2 und W 10 sowie für Druckgasbehälter nach TRG 201/203 im Temperaturbereich -196 °C bis +400 °C. Auch in der kerntechnischen Anwendung ist er zugelassen.
Der Werkstoff ist kalt- und warmumformbar, gut schweißbar (E-Hand, WIG, UP, Plasmaschweißen) ohne Vorwärmen. Eine nachträgliche Lösungsglühung ist nur bei besonderen Korrosionsbeanspruchungen erforderlich. Gegenüber 1.4436 zeigt 1.4539 deutlich verbesserte Korrosionsbeständigkeit in chloridhaltigen Medien (Seewasser, Hypochlorite), organischen Säuren sowie anorganischen und gemischten Säuren. Auch im angelassenen Zustand bleibt die Beständigkeit gegen interkristalline Korrosion erhalten. Typische Anwendungen: Reaktorbau, Offshore-Technik, chemische Industrie.
Allgemeine Kennwerte
| Eigenschaft | Temperatur | Wert |
|---|
| Dichte | 20 °C | 8,00 – 8,01 g/cm³ |
Mechanische Eigenschaften
| Eigenschaft | Temperatur | Wert | Bemerkung |
|---|
| Elastizitätsmodul | -100 °C | 206 GPa | |
| 20 °C | 196 – 200 GPa | |
| 100 °C | 190 – 194 GPa | |
| 200 °C | 182 – 186 GPa | |
| 300 °C | 174 – 179 GPa | |
| 400 °C | 166 – 172 GPa | |
| 500 °C | 158 – 165 GPa | |
| 600 °C | 150 GPa | |
| 700 °C | 142 GPa | |
| 800 °C | 134 GPa | |
| Dehnung A | 20 °C | 35 % | |
| Dehnung A80, quer | 20 °C | 35 – 40 % | |
| Dehnung, quer | 20 °C | 30 – 40 % | |
| Härte Brinell | 20 °C | 250 HB | |
| Härte Brinell, quer | 20 °C | 250 HB | |
| Poisson-Zahl | 20 °C | 0,28 | |
| Schubmodul | 20 °C | 77,3 GPa | |
| Zugfestigkeit Rm | 20 °C | 580 – 800 MPa | |
| Zugfestigkeit Rm, quer | 20 °C | 580 – 800 MPa | |
| Dehngrenze Rp0,2 | 20 °C | 280 MPa | |
| 100 °C | 225 MPa | |
| 150 °C | 200 MPa | |
| 200 °C | 185 MPa | |
| 250 °C | 175 MPa | |
| 300 °C | 165 MPa | |
| 350 °C | 155 MPa | |
| 400 °C | 150 MPa | |
| Dehngrenze Rp0,2, quer | 20 °C | 270 – 290 MPa | |
| Dehngrenze Rp1,0 | 20 °C | 315 MPa | |
| 100 °C | 255 MPa | |
| 150 °C | 230 MPa | |
| 200 °C | 210 MPa | |
| 250 °C | 200 MPa | |
| 300 °C | 190 MPa | |
| 350 °C | 180 MPa | |
| 400 °C | 175 MPa | |
| Dehngrenze Rp1,0, quer | 20 °C | 310 – 320 MPa | |
Thermische Eigenschaften
| Eigenschaft | Temperatur | Wert | Bemerkung |
|---|
| Wärmeausdehnungskoeffizient | -100 °C | 14,9 × 10⁻⁶ 1/K | |
| 20 °C | 16,1 × 10⁻⁶ 1/K | |
| 100 °C | 16,0 – 16,7 × 10⁻⁶ 1/K | |
| 200 °C | 16,5 – 17,2 × 10⁻⁶ 1/K | |
| 300 °C | 17,0 – 17,7 × 10⁻⁶ 1/K | |
| 400 °C | 17,5 – 18,1 × 10⁻⁶ 1/K | |
| 500 °C | 18,0 – 18,4 × 10⁻⁶ 1/K | |
| 600 °C | 18,8 × 10⁻⁶ 1/K | |
| 700 °C | 19,1 × 10⁻⁶ 1/K | |
| 800 °C | 19,4 × 10⁻⁶ 1/K | |
| 900 °C | 19,7 × 10⁻⁶ 1/K | |
| 1000 °C | 20,0 × 10⁻⁶ 1/K | |
| Max. Einsatztemperatur (dauerhaft) | – | -196 bis +400 °C | |
| Schmelzpunkt | – | 1230 – 1480 °C | Typisch für austenitische Stähle |
| Spezifische Wärmekapazität | -100 °C | 440 J/(kg·K) | |
| 20 °C | 472 – 500 J/(kg·K) | |
| 100 °C | 487 J/(kg·K) | |
| 200 °C | 503 J/(kg·K) | |
| 300 °C | 512 J/(kg·K) | |
| 400 °C | 520 J/(kg·K) | |
| 500 °C | 530 J/(kg·K) | |
| 600 °C | 541 J/(kg·K) | |
| 700 °C | 551 J/(kg·K) | |
| 800 °C | 559 J/(kg·K) | |
| 900 °C | 565 J/(kg·K) | |
| 1000 °C | 571 J/(kg·K) | |
| Wärmeleitfähigkeit | 20 °C | 13,5 – 14,0 W/(m·K) | |
| 100 °C | 14,9 W/(m·K) | |
| 200 °C | 16,7 W/(m·K) | |
| 300 °C | 18,3 W/(m·K) | |
| 400 °C | 19,8 W/(m·K) | |
| 500 °C | 21,3 W/(m·K) | |
| 600 °C | 22,7 W/(m·K) | |
| 700 °C | 24,2 W/(m·K) | |
| 800 °C | 25,6 W/(m·K) | |
| Temperaturleitfähigkeit | 20 °C | 3,6 mm²/s | |
| 100 °C | 3,7 mm²/s | |
| 200 °C | 4,0 mm²/s | |
| 300 °C | 4,4 mm²/s | |
| 400 °C | 4,6 mm²/s | |
| 500 °C | 4,7 mm²/s | |
| 600 °C | 4,9 mm²/s | |
| 700 °C | 5,2 mm²/s | |
| 800 °C | 5,5 mm²/s | |
Elektrische Eigenschaften
| Eigenschaft | Temperatur | Wert |
|---|
| Elektrischer Widerstand | 20 °C | 7,75 – 8,50 × 10⁻⁷ Ω·m |
| 100 °C | 8,42 × 10⁻⁷ Ω·m |
| 200 °C | 9,04 × 10⁻⁷ Ω·m |
| 300 °C | 9,62 × 10⁻⁷ Ω·m |
| 400 °C | 1,01 × 10⁻⁶ Ω·m |
| 500 °C | 1,06 × 10⁻⁶ Ω·m |
| 600 °C | 1,10 × 10⁻⁶ Ω·m |
| 700 °C | 1,13 × 10⁻⁶ Ω·m |
| 800 °C | 1,16 × 10⁻⁶ Ω·m |
Chemische Zusammensetzung (Gew.-%)
| Element | Gehalt |
|---|
| Kohlenstoff (C) | ≤ 0,03 % |
| Chrom (Cr) | 16,5 – 18,5 % |
| Mangan (Mn) | ≤ 2,0 % |
| Molybdän (Mo) | 4,0 – 5,0 % |
| Nickel (Ni) | 12,5 – 14,5 % |
| Stickstoff (N) | 0,12 – 0,22 % |
| Phosphor (P) | ≤ 0,05 % |
| Silizium (Si) | ≤ 1,0 % |
| Schwefel (S) | ≤ 0,015 % |
