2.25Cr-1Mo-Stahl: Eigenschaften und wichtige Anwendungen
Bagikan
Table Of Content
Table Of Content
2.25Cr-1Mo-Stahl (F22/P22-Typ) ist ein niedriglegierter Stahl, der hauptsächlich als mittelkohlenstoffhaltiger Legierungsstahl klassifiziert wird. Er enthält Chrom (Cr) und Molybdän (Mo) als seine Hauptlegierungselemente, die seine mechanischen Eigenschaften und die Beständigkeit gegen Hochtemperaturumgebungen erheblich verbessern. Diese Stahlgüte ist besonders bekannt für ihre hervorragende Festigkeit und Zähigkeit, was sie für Anwendungen in der Energieerzeugung und der petrochemischen Industrie geeignet macht.
Die Hauptmerkmale von 2.25Cr-1Mo-Stahl umfassen:
- Hohe Festigkeit und Zähigkeit: Die Legierungselemente tragen zur Verbesserung der Zugfestigkeit und der Streckgrenze bei, sodass er hohen Belastungen standhalten kann.
- Gute Schweißbarkeit: Dieser Stahl kann mit verschiedenen Methoden geschweißt werden, obwohl Vorwärmen und Nachbehandlung oft empfohlen werden, um das Risiko von Rissen zu minimieren.
- Beständigkeit gegen hohe Temperaturen: Er behält seine mechanischen Eigenschaften bei erhöhten Temperaturen, was ihn für den Einsatz in Druckbehältern und Rohrleitungssystemen geeignet macht.
Vorteile und Einschränkungen
Vorteile:
- Hervorragende mechanische Eigenschaften bei erhöhten Temperaturen.
- Gute Beständigkeit gegen Oxidation und Kriechen.
- Vielseitig in der Fertigung und Schweißprozessen.
Einschränkungen:
- Anfällig für Wasserstoffversprödung, wenn nicht ordnungsgemäß während des Schweißens behandelt.
- Erfordert sorgfältige Wärmebehandlung, um die gewünschten Eigenschaften zu erreichen.
- Eingeschränkte Korrosionsbeständigkeit im Vergleich zu rostfreien Stählen.
Historisch gesehen wurde 2.25Cr-1Mo-Stahl häufig im Bau von Druckbehältern, Rohrleitungen und anderen Komponenten in der Öl- und Gasindustrie eingesetzt, was seine Bedeutung in kritischen Anwendungen widerspiegelt.
Alternative Namen, Standards und Äquivalente
| Standardorganisation | Bezeichnung/Grad | Land/Region des Ursprungs | Hinweise/Anmerkungen |
|---|---|---|---|
| UNS | K21590 | USA | Nächster Äquivalent zu ASTM A335 P22 |
| ASTM | A335 P22 | USA | Für Hochtemperaturdienst verwendet |
| ASTM | A387 Gr. 22 | USA | Ähnliche Eigenschaften, aber für Druckbehälter |
| EN | 1.7380 | Europa | Äquivalent in europäischen Standards |
| JIS | G3461 STBA22 | Japan | Geringfügige Zusammensetzungsunterschiede |
| DIN | 13CrMo44 | Deutschland | Ähnlich, aber mit anderen Legierungselementen |
Die obige Tabelle hebt verschiedene Standards und Äquivalente für 2.25Cr-1Mo-Stahl hervor. Besonders bemerkenswert ist, dass ASTM A335 P22 ein direktes Äquivalent ist, Unterschiede in der Wärmebehandlung und den mechanischen Eigenschaften jedoch die Leistung in bestimmten Anwendungen beeinflussen können.
Wichtige Eigenschaften
Chemische Zusammensetzung
| Element (Symbol und Name) | Prozentsatzbereich (%) |
|---|---|
| C (Kohlenstoff) | 0.10 - 0.20 |
| Cr (Chrom) | 1.90 - 2.50 |
| Mo (Molybdän) | 0.87 - 1.13 |
| Mn (Mangan) | 0.30 - 0.60 |
| Si (Silizium) | 0.10 - 0.40 |
| P (Phosphor) | ≤ 0.025 |
| S (Schwefel) | ≤ 0.010 |
Die wichtigsten Legierungselemente in 2.25Cr-1Mo-Stahl spielen entscheidende Rollen:
- Chrom: Verbessert die Oxidationsbeständigkeit und Festigkeit bei hohen Temperaturen.
- Molybdän: Verbessert die Härtbarkeit und Kriechbeständigkeit.
- Kohlenstoff: Erhöht Festigkeit und Härte, muss jedoch kontrolliert werden, um Sprödigkeit zu vermeiden.
Mechanische Eigenschaften
Raumtemperatureigenschaften
| Eigenschaft | Zustand/Temperatur | Typischer Wert/Bereich (metrisch) | Typischer Wert/Bereich (imperial) | Referenzstandard für Prüfmethoden |
|---|---|---|---|---|
| Zugfestigkeit | Angeglüht | 415 - 550 MPa | 60 - 80 ksi | ASTM E8 |
| Streckgrenze (0.2% Offset) | Angeglüht | 250 - 350 MPa | 36 - 51 ksi | ASTM E8 |
| Dehnung | Angeglüht | 20 - 30% | 20 - 30% | ASTM E8 |
| Härte (HB) | Angeglüht | 150 - 200 | 150 - 200 | ASTM E10 |
Eigenschaften bei erhöhten Temperaturen
| Eigenschaft | Zustand/Temperatur | Prüftemperatur (°C) | Typischer Wert/Bereich (metrisch) | Typischer Wert/Bereich (imperial) | Referenzstandard für Prüfmethoden |
|---|---|---|---|---|---|
| Kriechfestigkeit | Abgeschreckt & Vergütet | 600 | 150 - 200 MPa | 22 - 29 ksi | ASTM E139 |
| Schlagfestigkeit (Charpy) | Abgeschreckt & Vergütet | -40 | 27 J | 20 ft-lbf | ASTM E23 |
Die mechanischen Eigenschaften von 2.25Cr-1Mo-Stahl machen ihn für Hochbelastungsanwendungen geeignet, insbesondere in Umgebungen, in denen erhöhte Temperaturen ein Anliegen sind. Seine Festigkeit und Zähigkeit gewährleisten die strukturelle Integrität unter mechanischer Belastung.
Physikalische Eigenschaften
| Eigenschaft | Zustand/Temperatur | Wert (metrisch) | Wert (imperial) |
|---|---|---|---|
| Dichte | - | 7.85 g/cm³ | 0.284 lb/in³ |
| Schmelzpunkt | - | 1425 - 1540 °C | 2600 - 2800 °F |
| Wärmeleitfähigkeit | 20 °C | 45 W/m·K | 31 BTU·in/h·ft²·°F |