Sandvik 5R75: Titan-stabilisierter austenitischer Edelstahl für Korrosionsschutz

Überblick

Sandvik 5R75 ist ein austenitischer, titan-stabilisierter Edelstahl auf Chrom-Nickel-Molybdän-Basis. Der Werkstoff bietet gute Korrosionsbeständigkeit in verschiedenen aggressiven Medien und eignet sich für den Einsatz in Wärmeübertragern, Kondensatoren, Rohrleitungen sowie Heiz- und Kühlschlangen in der chemischen, petrochemischen und Zellstoff-/Papierindustrie.

Weitere technische Informationen und Diagramme zu Korrosion, mechanischen und physikalischen Eigenschaften finden Sie in den Abbildungen auf der Produktseite.

Datenblatt: Sandvik 5R75 (Stand: 28.08.2019, ersetzt alle vorherigen Ausgaben)

Eigenschaften

Allgemein

Eigenschaft	Temperatur	Wert	Bemerkung
Dichte	23 °C	8,0 g/cm³	–
Rezyklatanteil	–	82,1 %	Durchschnittlicher Rezyklatanteil

Mechanisch

Eigenschaft	Temperatur	Wert	Bemerkung
Kerbschlagzähigkeit (Charpy)	-196 °C	60 J	EN 13445-2 (UFPV-2) und EN 10216-5
Elastizitätsmodul	20 °C	200 GPa	–
Elastizitätsmodul	100 °C	194 GPa	–
Elastizitätsmodul	200 °C	186 GPa	–
Elastizitätsmodul	300 °C	179 GPa	–
Elastizitätsmodul	400 °C	172 GPa	–
Elastizitätsmodul	500 °C	165 GPa	–
Bruchdehnung	23 °C	≥ 35 %	Mind., NFA 49-117 mit min. 45 % erfüllbar
Härte (Vickers)	23 °C	155 HV	–
Zugfestigkeit	23 °C	510 – 710 MPa	–
Streckgrenze Rp0,1	20 °C	≥ 250 MPa	Mind.
Streckgrenze Rp0,1	50 °C	≥ 234 MPa	Mind.
Streckgrenze Rp0,1	100 °C	≥ 218 MPa	Mind.
Streckgrenze Rp0,1	150 °C	≥ 206 MPa	Mind.
Streckgrenze Rp0,1	200 °C	≥ 196 MPa	Mind.
Streckgrenze Rp0,1	250 °C	≥ 186 MPa	Mind.
Streckgrenze Rp0,1	300 °C	≥ 180 MPa	Mind.
Streckgrenze Rp0,1	350 °C	≥ 175 MPa	Mind.
Streckgrenze Rp0,1	400 °C	≥ 171 MPa	Mind.
Streckgrenze Rp0,1	450 °C	≥ 167 MPa	Mind.
Streckgrenze Rp0,1	500 °C	≥ 164 MPa	Mind.
Streckgrenze Rp0,1	550 °C	≥ 157 MPa	Mind.
Streckgrenze Rp0,2	20 °C	≥ 220 MPa	Mind.
Streckgrenze Rp0,2	50 °C	≥ 202 MPa	Mind.
Streckgrenze Rp0,2	100 °C	≥ 185 MPa	Mind.
Streckgrenze Rp0,2	150 °C	≥ 177 MPa	Mind.
Streckgrenze Rp0,2	200 °C	≥ 167 MPa	Mind.
Streckgrenze Rp0,2	250 °C	≥ 157 MPa	Mind.
Streckgrenze Rp0,2	300 °C	≥ 145 MPa	Mind.
Streckgrenze Rp0,2	350 °C	≥ 140 MPa	Mind.
Streckgrenze Rp0,2	400 °C	≥ 136 MPa	Mind.
Streckgrenze Rp0,2	450 °C	≥ 132 MPa	Mind.
Streckgrenze Rp0,2	500 °C	≥ 129 MPa	Mind.
Streckgrenze Rp0,2	550 °C	≥ 127 MPa	Mind.

Thermisch

Eigenschaft	Temperatur	Wert	Bemerkung
Wärmeausdehnungskoeffizient	100 °C	16,5 × 10⁻⁶ 1/K	für 30 °C bis genannte Temperatur
Wärmeausdehnungskoeffizient	200 °C	17,0 × 10⁻⁶ 1/K	für 30 °C bis genannte Temperatur
Wärmeausdehnungskoeffizient	300 °C	17,5 × 10⁻⁶ 1/K	für 30 °C bis genannte Temperatur
Wärmeausdehnungskoeffizient	400 °C	18,0 × 10⁻⁶ 1/K	für 30 °C bis genannte Temperatur
Wärmeausdehnungskoeffizient	500 °C	18,5 × 10⁻⁶ 1/K	für 30 °C bis genannte Temperatur
Wärmeausdehnungskoeffizient	600 °C	18,5 × 10⁻⁶ 1/K	für 30 °C bis genannte Temperatur
Wärmeausdehnungskoeffizient	700 °C	19,0 × 10⁻⁶ 1/K	für 30 °C bis genannte Temperatur
Spezifische Wärmekapazität	20 °C	485 J/(kg·K)	–
Spezifische Wärmekapazität	100 °C	500 J/(kg·K)	–
Spezifische Wärmekapazität	200 °C	515 J/(kg·K)	–
Spezifische Wärmekapazität	300 °C	525 J/(kg·K)	–
Spezifische Wärmekapazität	400 °C	540 J/(kg·K)	–
Spezifische Wärmekapazität	500 °C	555 J/(kg·K)	–
Spezifische Wärmekapazität	600 °C	575 J/(kg·K)	–
Wärmeleitfähigkeit	20 °C	14 W/(m·K)	–
Wärmeleitfähigkeit	100 °C	15 W/(m·K)	–
Wärmeleitfähigkeit	200 °C	17 W/(m·K)	–
Wärmeleitfähigkeit	300 °C	18 W/(m·K)	–
Wärmeleitfähigkeit	400 °C	20 W/(m·K)	–
Wärmeleitfähigkeit	500 °C	21 W/(m·K)	–
Wärmeleitfähigkeit	600 °C	23 W/(m·K)	–

Chemische Zusammensetzung (Gew.-%)

Element	Gehalt	Bemerkung
Kohlenstoff (C)	0,05 %	max.
Chrom (Cr)	17 %	–
Eisen (Fe)	Basis	Rest
Mangan (Mn)	1,3 %	–
Molybdän (Mo)	2,1 %	–
Nickel (Ni)	12 %	–
Phosphor (P)	0,03 %	max.
Silizium (Si)	0,5 %	–
Schwefel (S)	0,03 %	max.

Technologische Eigenschaften

Anwendungsbereiche

Sandvik 5R75 wird für diverse industrielle Anwendungen eingesetzt. Typische Beispiele sind Wärmeübertrager, Kondensatoren, Rohrleitungen, Kühl- und Heizschlangen in der chemischen, petrochemischen und Zellstoff-/Papierindustrie.

Kaltumformung

Nach kaltem Biegen ist ein Glühen normalerweise nicht erforderlich, dies muss jedoch je nach Biegegrad und Betriebsbedingungen entschieden werden. Falls eine Wärmebehandlung nötig ist, sollte diese als Spannungsarmglühen oder Lösungsglühen durchgeführt werden (siehe „Wärmebehandlung“).

Korrosionseigenschaften

Allgemeine Korrosion: Sandvik 5R75 zeigt gute Beständigkeit gegen:

• Organische Säuren bei hohen Konzentrationen und Temperaturen
• Anorganische Säuren, z. B. Phosphor- und Schwefelsäure, bei mässigen Konzentrationen und Temperaturen. Auch in Schwefelsäure > 90 % bei niedrigen Temperaturen einsetzbar.
• Salzlösungen, z. B. Sulfate, Sulfide, Sulfite
• Alkalische Umgebungen

Sandvik 3R12 weist eine bessere Beständigkeit gegen oxidierende Medien (z. B. Salpetersäure) auf als Standard-ASTM TP304. Das Iso-Korrosionsdiagramm für Salpetersäure ist im Datenblatt dargestellt.

Interkristalline Korrosion: Durch die Titan-Stabilisierung wird die Ausscheidung von Chromkarbiden an den Korngrenzen bei längerer Erwärmung im Bereich 450 – 850 °C verhindert. Sandvik 5R75 hat daher eine bessere Beständigkeit gegen interkristalline Korrosion als nicht stabilisierte Stähle.

Lochfraß- und Spaltkorrosion: Die Beständigkeit steigt mit dem Molybdängehalt. Sandvik 5R75 mit ca. 2,1 % Mo hat eine wesentlich höhere Beständigkeit als Stähle des Typs AISI 304/304L.

Spannungsrisskorrosion (SCC): Austenitische Edelstähle sind anfällig für SCC. Dies kann bei Temperaturen über ca. 60 °C auftreten, wenn Zugspannungen vorliegen und gleichzeitig Kontakt mit bestimmten Lösungen – insbesondere chloridhaltigen – besteht. Solche Betriebsbedingungen sollten vermieden werden. Auch Stillstandsbedingungen sind zu beachten, da sich Kondensate mit erhöhtem Chloridgehalt bilden können.

Für Anwendungen mit hohen Anforderungen an SCC-Beständigkeit werden austenitisch-ferritische Stähle wie Sandvik SAF 2304 oder SAF 2205 empfohlen (Datenblätter S-1871-ENG und S-1874-ENG).

Gaskorrosion: Sandvik 5R75 kann eingesetzt werden in:

• Luft bis 850 °C
• Wasserdampf bis 750 °C

Kriechverhalten muss im Kriechbereich berücksichtigt werden. In schwefelhaltigen Abgasen sinkt die Korrosionsbeständigkeit. In solchen Umgebungen sind Temperaturen bis 600 – 750 °C möglich, abhängig von den Betriebsbedingungen (oxidierend/reduzierend, Sauerstoffgehalt, Verunreinigungen wie Na, V).

Wärmebehandlung

Die Rohre werden normalerweise im wärmebehandelten Zustand geliefert. Falls nach Weiterverarbeitung eine zusätzliche Wärmebehandlung nötig ist:

• Spannungsarmglühen: 850 – 950 °C, 10 – 15 Min., Luftkühlung
• Lösungsglühen: 1000 – 1100 °C, 5 – 20 Min., schnelle Abkühlung an der Luft oder in Wasser

Warmumformung

Warmbiegen bei 1100 – 850 °C, anschliessend Lösungsglühen.

Zerspanung

Sandvik 5R75 verfügt über gute Zerspanungseigenschaften. Detaillierte Empfehlungen zu Werkzeugwahl und Schnittdaten finden sich in den Broschüren S-0291-ENG und S-1492-ENG.

Lieferformen

• Rohre: normalerweise lösungsgeglüht und weissbeizt; kleinere Abmessungen können hellgeglüht sein
• Hohlstäbe: lösungsgeglüht und weissbeizt

Schweissen

Die Schweissbarkeit von Sandvik 5R75 ist gut. Schweissen erfolgt ohne Vorwärmen; nachträgliche Wärmebehandlung ist normalerweise nicht erforderlich. Geeignete Schmelzschweissverfahren: Lichtbogenhandschweissen (MMA/SMAW) und Gasabschirm-Lichtbogenschweissen, wobei WIG (GTAW) als erste Wahl empfohlen wird.

Empfohlene Parameter: Wärmeeintrag < 1,5 kJ/mm, Zwischentemperatur < 150 °C.

Empfohlene Zusatzwerkstoffe:

• WIG (GTAW) / MIG (GMAW): ISO 14343 S 19 12 3 Nb / AWS A5.9 ER318 (z. B. Exaton 19.12.3.Nb)
• E-Hand (MMA/SMAW): ISO 3581 E 19 12 3 Nb R / AWS A5.4 E318-17