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Sandvik 8R40: Niob-stabilisierter austenitischer Edelstahl für Anwendungen bis 850 °C

Übersicht

Sandvik 8R40 ist ein austenitischer, niob-stabilisierter Chrom-Nickel-Edelstahl für den Einsatz bei Temperaturen bis zu 850 °C (1560 °F). Die Niob-Stabilisierung verhindert die Bildung von Chromkarbiden an den Korngrenzen und gewährleistet so eine hervorragende Beständigkeit gegen interkristalline Korrosion, insbesondere nach dem Schweißen oder bei thermischer Belastung im Sensibilisierungsbereich.

Kennwerte

Allgemeine Eigenschaften

EigenschaftTemperaturWertBemerkung
Dichte23 °C7,9 g/cm³
Rezyklatanteil82,1 %Durchschnittlicher Rezyklatanteil

Mechanische Eigenschaften

EigenschaftTemperaturWertBemerkung
Kerbschlagzähigkeit (Charpy)-196 °C60 JEN 13445-2 (UFPV-2) und EN 10216-5
Dauerfestigkeit (10⁴ h)540 °C253 MPaISO-Werte
550 °C237 MPaISO-Werte
580 °C192 MPaISO-Werte
600 °C166 MPaISO-Werte
620 °C142 MPaISO-Werte
650 °C112 MPaISO-Werte
670 °C96 MPaISO-Werte
700 °C74 MPaISO-Werte
800 °C28 MPaISO-Werte
Dauerfestigkeit (10⁵ h)540 °C186 MPaISO-Werte
550 °C172 MPaISO-Werte
580 °C135 MPaISO-Werte
600 °C115 MPaISO-Werte
620 °C97 MPaISO-Werte
650 °C74 MPaISO-Werte
670 °C61 MPaISO-Werte
700 °C48 MPaISO-Werte
800 °C16 MPaISO-Werte
Elastizitätsmodul20 °C200 GPa
100 °C194 GPa
200 °C186 GPa
300 °C179 GPa
400 °C172 GPa
500 °C165 GPa
Dehnung23 °C40 %min.
Härte, Vickers23 °C155 HV
Zugfestigkeit23 °C515 – 690 MPa
Dehngrenze Rp0,120 °C250 MPamin.
50 °C232 MPamin.
100 °C210 MPamin.
150 °C195 MPamin.
200 °C185 MPamin.
250 °C175 MPamin.
300 °C167 MPamin.
350 °C162 MPamin.
400 °C159 MPamin.
450 °C156 MPamin.
500 °C155 MPamin.
550 °C152 MPamin.
Dehngrenze Rp0,220 °C220 MPamin.
50 °C195 MPamin.
100 °C175 MPamin.
150 °C165 MPamin.
200 °C155 MPamin.
250 °C147 MPamin.
300 °C139 MPamin.
350 °C133 MPamin.
400 °C129 MPamin.
450 °C126 MPamin.
500 °C124 MPamin.
550 °C118 MPamin.

Thermische Eigenschaften

EigenschaftTemperaturWertBemerkung
Wärmeausdehnungskoeffizient100 °C1,7·10⁻⁵ 1/Kbezogen auf 30 °C
200 °C1,75·10⁻⁵ 1/Kbezogen auf 30 °C
300 °C1,75·10⁻⁵ 1/Kbezogen auf 30 °C
400 °C1,8·10⁻⁵ 1/Kbezogen auf 30 °C
500 °C1,85·10⁻⁵ 1/Kbezogen auf 30 °C
600 °C1,85·10⁻⁵ 1/Kbezogen auf 30 °C
700 °C1,9·10⁻⁵ 1/Kbezogen auf 30 °C
800 °C1,95·10⁻⁵ 1/Kbezogen auf 30 °C
900 °C1,95·10⁻⁵ 1/Kbezogen auf 30 °C
1000 °C2,0·10⁻⁵ 1/Kbezogen auf 30 °C
Spezifische Wärmekapazität20 °C485 J/(kg·K)
100 °C500 J/(kg·K)
200 °C515 J/(kg·K)
300 °C525 J/(kg·K)
400 °C540 J/(kg·K)
500 °C555 J/(kg·K)
600 °C575 J/(kg·K)
Wärmeleitfähigkeit23 °C14 W/(m·K)
100 °C15 W/(m·K)
200 °C17 W/(m·K)
300 °C18 W/(m·K)
400 °C20 W/(m·K)
500 °C21 W/(m·K)
600 °C23 W/(m·K)

Chemische Zusammensetzung (Gew.-%)

ElementGehaltBemerkung
Kohlenstoff0,06max.
Chrom17,5
EisenBasis
Mangan1,8
Nickel11
Niob0,6min. (Nb > 10×C)
Phosphor0,04max.
Silizium0,4
Schwefel0,015max.

Technologische Eigenschaften & Verarbeitung

Anwendungsbereiche

Kaltumformung

Ein Glühen nach dem Kaltbiegen ist normalerweise nicht erforderlich, hängt jedoch vom Biegegrad und den Betriebsbedingungen ab. Falls eine Wärmebehandlung nötig ist, sollte diese als Spannungsarmglühen oder Lösungsglühen erfolgen (siehe „Wärmebehandlung“).

Korrosionsbeständigkeit

Nasskorrosion

Sandvik 8R40 weist – mit Einschränkungen bei Salpetersäure – eine ähnliche Beständigkeit wie der unstabilisierte Stahl ASTM 304 auf. Gute Beständigkeit besteht in:

Der Stahl wird allgemein bei Temperaturen über 500 °C (930 °F) eingesetzt, wo Nasskorrosion keine Rolle spielt.

Interkristalline Korrosion

Die Niob-Stabilisierung verleiht Sandvik 8R40 eine gute Beständigkeit gegen interkristalline Korrosion.

Loch- und Spaltkorrosion

Der Stahl kann auch in Lösungen mit relativ geringem Chloridgehalt empfindlich gegenüber Loch- und Spaltkorrosion sein.

Spannungsrisskorrosion

Austenitische Stähle sind anfällig für Spannungsrisskorrosion. Diese kann bei Temperaturen über ca. 60 °C (140 °F) auftreten, wenn der Stahl Zugspannungen ausgesetzt ist und gleichzeitig mit bestimmten Lösungen – insbesondere chloridhaltigen – in Kontakt kommt. Solche Betriebsbedingungen sollten vermieden werden. Auch Stillstandsbedingungen sind zu beachten, da sich dann Kondensate bilden können, die einen Chloridgehalt entwickeln, der sowohl zu Spannungsrisskorrosion als auch zu Lochkorrosion führt.

Gaskorrosion

Sandvik 8R40 ist einsetzbar in:

Im Kriechbereich muss das Kriechverhalten berücksichtigt werden. In schwefelhaltigen Rauchgasen ist die Korrosionsbeständigkeit reduziert. In solchen Umgebungen kann der Stahl bei 600–750 °C (1110–1380 °F) eingesetzt werden, abhängig von den Betriebsbedingungen. Zu berücksichtigen sind, ob die Atmosphäre oxidierend oder reduzierend ist (Sauerstoffgehalt) und ob Verunreinigungen wie Natrium und Vanadium vorliegen.

Wärmebehandlung

Die Rohre werden in wärmebehandeltem Zustand geliefert. Falls nach weiterer Bearbeitung eine zusätzliche Wärmebehandlung erforderlich ist, wird empfohlen:

Warmumformung

Warmbiegen erfolgt bei 1100–850 °C (2010–1560 °F) und sollte von einem Lösungsglühen gefolgt werden.

Lieferformen

Nahtlose Rohre in 8R40 werden in Abmessungen bis 260 mm Außendurchmesser im lösungsgeglühten und weißbeizten Zustand oder im blankgeglühten Zustand geliefert.

Schweißen

Die Schweißbarkeit von Sandvik 8R40 ist gut. Schweißen muss ohne Vorwärmen erfolgen; eine nachträgliche Wärmebehandlung ist normalerweise nicht erforderlich. Geeignete Schmelzschweißverfahren sind Lichtbogenschweißen mit Stabelektrode (MMA/SMAW) und Gasgeschütztes Lichtbogenschweißen, wobei das WIG-/GTAW-Verfahren erste Wahl ist.

Für Sandvik 8R40 werden eine Wärmeeinbringung von < 1,5 kJ/mm und eine Zwischentemperatur von < 150 °C (300 °F) empfohlen.

Empfohlene Zusatzwerkstoffe

Metall

  1. Sandvik 3R64: Premium austenitischer Edelstahl mit hoher Korrosionsbeständigkeit
  2. Sandvik 5R75: Titan-stabilisierter austenitischer Edelstahl für Korrosionsschutz
  3. Sandvik SAF 3207 HD™ – Premium Hyper-Duplex-Edelstahl für Tiefsee- und korrosive Umgebungen
  4. Sandvik 254 SMO – Premium Austenitischer Edelstahl für Meerwasser- & Chloridumgebungen
  5. Sandvik 6R44: Hochleistungs-austenitischer Edelstahl für extreme Temperaturen bis 850 °C
  6. Sandvik SAF 2304®: Lean-Duplex-Edelstahl mit hoher Korrosionsbeständigkeit und Festigkeit
  7. Sandvik 3R65: Premium Molybdän-legierter austenitischer Edelstahl
  8. Sandvik 3R60™ Urea Grade – Hochreine ASTM 316L-Legierung für die Harnstoffindustrie
  9. Sandvik 7RE10: Austenitischer Chrom-Nickel-Stahl für Hochtemperaturanwendungen
  10. Sandvik 3R60™: Austenitischer Chrom-Nickel-Stahl für korrosionsbeständige Anwendungen