Sanicro 30 Kaltverfestigt – Nickel-Eisen-Chrom-Legierung für Hochtemperatur-Nuklearanwendungen

Überblick

Sanicro® 30 ist eine kohlenstoffarme Variante der Legierung 800, ein austenitischer Nickel-Eisen-Chrom-Werkstoff. Die Güte wird für Dampferzeugerrohre in Kernkraftwerken (PWR) und andere Wärmetauscher bei Temperaturen bis ca. 550 °C (1020 °F) eingesetzt, wo gute Beständigkeit gegen Spannungsrisskorrosion (SCC) und interkristalline Korrosion erforderlich ist.

Eigenschaften

Allgemein

Eigenschaft	Temperatur	Wert
Dichte	23,0 °C	8 g/cm³

Mechanisch

Eigenschaft	Temperatur	Wert	Bemerkung
Elastizitätsmodul	20,0 °C	200 GPa
Elastizitätsmodul	400,0 °C	175 GPa
Elastizitätsmodul	600,0 °C	160 GPa
Dehnung A2	23,0 °C	30 %	min.
Härte, Vickers	23,0 °C	170 [-]
Zugfestigkeit	23,0 °C	570 - 700 MPa
Streckgrenze Rp0,1	20,0 °C	335 MPa	min.
Streckgrenze Rp0,1	100,0 °C	335 MPa	min.
Streckgrenze Rp0,1	200,0 °C	320 MPa	min.
Streckgrenze Rp0,1	300,0 °C	310 MPa	min.
Streckgrenze Rp0,1	400,0 °C	300 MPa	min.
Streckgrenze Rp0,1	500,0 °C	290 MPa	min.
Streckgrenze Rp0,1	600,0 °C	285 MPa	min.
Streckgrenze Rp0,2	20,0 °C	335 MPa	min.
Streckgrenze Rp0,2	100,0 °C	325 MPa	min.
Streckgrenze Rp0,2	200,0 °C	310 MPa	min.
Streckgrenze Rp0,2	300,0 °C	300 MPa	min.
Streckgrenze Rp0,2	400,0 °C	290 MPa	min.
Streckgrenze Rp0,2	500,0 °C	280 MPa	min.
Streckgrenze Rp0,2	600,0 °C	275 MPa	min.

Thermisch

Eigenschaft	Temperatur	Wert	Bemerkung
Wärmeausdehnungskoeffizient	100,0 °C	1,6E-5 1/K	für 20°C bis zur genannten Temperatur
Wärmeausdehnungskoeffizient	200,0 °C	1,6E-5 1/K	für 20°C bis zur genannten Temperatur
Wärmeausdehnungskoeffizient	300,0 °C	1,6E-5 1/K	für 20°C bis zur genannten Temperatur
Wärmeausdehnungskoeffizient	400,0 °C	1,65E-5 1/K	für 20°C bis zur genannten Temperatur
Wärmeausdehnungskoeffizient	500,0 °C	1,65E-5 1/K	für 20°C bis zur genannten Temperatur
Wärmeausdehnungskoeffizient	600,0 °C	1,7E-5 1/K	für 20°C bis zur genannten Temperatur
Spezifische Wärmekapazität	20,0 °C	475 J/(kg·K)
Spezifische Wärmekapazität	100,0 °C	500 J/(kg·K)
Spezifische Wärmekapazität	200,0 °C	515 J/(kg·K)
Spezifische Wärmekapazität	300,0 °C	525 J/(kg·K)
Spezifische Wärmekapazität	400,0 °C	525 J/(kg·K)
Spezifische Wärmekapazität	500,0 °C	535 J/(kg·K)
Spezifische Wärmekapazität	600,0 °C	585 J/(kg·K)
Wärmeleitfähigkeit	20,0 °C	12 W/(m·K)
Wärmeleitfähigkeit	100,0 °C	14 W/(m·K)
Wärmeleitfähigkeit	200,0 °C	16 W/(m·K)
Wärmeleitfähigkeit	300,0 °C	17 W/(m·K)
Wärmeleitfähigkeit	400,0 °C	18 W/(m·K)
Wärmeleitfähigkeit	500,0 °C	20 W/(m·K)
Wärmeleitfähigkeit	600,0 °C	23 W/(m·K)

Elektrisch

Eigenschaft	Temperatur	Wert
Elektrischer Widerstand	20,0 °C	9,9E-7 Ω·m
Elektrischer Widerstand	100,0 °C	1,01E-6 Ω·m
Elektrischer Widerstand	200,0 °C	1,03E-6 Ω·m
Elektrischer Widerstand	300,0 °C	1,05E-6 Ω·m
Elektrischer Widerstand	400,0 °C	1,08E-6 Ω·m
Elektrischer Widerstand	500,0 °C	1,12E-6 Ω·m
Elektrischer Widerstand	600,0 °C	1,18E-6 Ω·m

Chemische Zusammensetzung

Element	Gehalt	Bemerkung
Aluminium	0,3 %
Kohlenstoff	0,03 %	max.
Chrom	20 %
Cobalt	0,1 %	Niedrigere Gehalte können nach Vereinbarung spezifiziert werden.
Kupfer	0,1 %	max.
Eisen	Basis
Mangan	0,6 %
Nickel	32 %
Phosphor	0,02 %	max.
Silizium	0,5 %
Schwefel	0,015 %	max.
Titan	0,5 %

Technologische Eigenschaften

Zulassungen

Zulassungen: Zugelassen für den Einsatz gemäß ASME Boiler and Pressure Vessel Code Section III, Division 1 und Section VIII, Division 1 und 2.

Kaltumformung

Wärmebehandlung nach Kaltbiegen ist normalerweise nicht erforderlich, muss aber je nach Biegegrad und Betriebsbedingungen entschieden werden. Falls eine Wärmebehandlung durchgeführt wird, sollte diese als Spannungsarmglühen oder Lösungsglühen erfolgen.

Korrosionseigenschaften

Allgemeine Korrosion: Sanicro® 30 hat etwa die gleiche Beständigkeit gegen organische und anorganische Säuren wie Stahl vom Typ ASTM TP 304. Die Beständigkeit gegen Natronlauge ist sehr gut, außer bei höchsten Konzentrationen und Temperaturen.

Lochfraß: Der Werkstoff hat etwas bessere Lochfraßbeständigkeit als Stahl vom Typ ASTM TP 304.

Interkristalline Korrosion und Spannungsrisskorrosion: Im Vergleich zum Standard-Alloy 800 hat Sanicro® 30 eine verbesserte Beständigkeit sowohl gegen interkristalline Korrosion als auch gegen interkristalline Spannungsrisskorrosion. Dies wird durch einen hohen Stabilisierungsgrad und eine Produktion mit kleiner Korngröße erreicht. Die Beständigkeit gegen transkristalline Spannungsrisskorrosion ist sehr gut, wie bei allen hochnickelhaltigen Legierungen.

Gaskorrosion: Im Allgemeinen wird diese Güte nicht bei Temperaturen eingesetzt, die hoch genug für Gaskorrosion sind. Für solche Fälle ist Sanicro® 31HT das geeignete Material. Verglichen mit Sanicro® 31HT hat Sanicro® 30 etwa die gleiche Beständigkeit gegen Gaskorrosion.

Wärmebehandlung

Die Rohre werden im wärmebehandelten Zustand geliefert. Falls nach weiterer Verarbeitung eine andere Behandlung erforderlich ist, wird empfohlen:

Spannungsarmglühen: 800–875 °C (1470–1605 °F), 10–15 Minuten, Abkühlen in Luft.

Lösungsglühen: 950–1050 °C (1740–1920 °F), 1–10 Minuten, schnelles Abkühlen in Wasser oder Luft.

Warmumformung

Warmbiegen wird bei 1050–850 °C (1920–1560 °F) durchgeführt und sollte von Lösungsglühen gefolgt werden.

Lieferformen

Rohre und Rohrleitungen werden warm- oder kaltverformt, lösungsgeglüht und weiß gebeizt oder blankgeglüht geliefert. Der Hauptgrößenbereich ist in der Abbildung rechts ersichtlich, jedoch können auch bestimmte Sondergrößen auf Anfrage geliefert werden.

Schweißen

Die Schweißbarkeit von Sanicro® 30 ist gut. Geeignete Schmelzschweißverfahren sind Handbogenschweißen (MMA/SMAW) und Gasabschirm-Schweißen, wobei das WIG-Verfahren (TIG/GTAW) erste Wahl ist.

Da der Werkstoff eine geringe Wärmeleitfähigkeit und hohe Wärmeausdehnung aufweist, sollten Schweißpläne sorgfältig im Voraus ausgewählt werden, um Verzug der Schweißnaht zu minimieren. Falls Eigenspannungen ein Problem darstellen, kann nach dem Schweißen Lösungsglühen durchgeführt werden.

Für Sanicro® 30 werden Wärmeeintrag <1,0 kJ/mm und Zwischentemperatur <100 °C (210 °F) empfohlen. Eine Strangperlen-Schweißtechnik sollte angewendet werden.

Empfohlene Zusatzwerkstoffe:

• WIG/MIG-Schweißen: ISO 18274 S Ni 6082 / AWS A5.14 ERNiCr-3 (z. B. Exaton Ni72HP)
• Handbogenschweißen: ISO 14172 E Ni 6182 / AWS A5.11 ENiCrFe-3 (z. B. Exaton Ni71)

Datenblatt aktualisiert am 19.09.2019 (ersetzt alle vorherigen Ausgaben)