Warmfester Stahl

Ein warmfester Stahl ist ein metallischer Werkstoff der bei höheren Temperaturen eingesetzt werden kann. Die maximale Einsatztemperatur liegt bei ca. 400 bis 600 °C, womit dieser Stahl bereits als Hochtemperaturwerkstoff bezeichnet wird. Warmfeste Stähle sollen bei erhöhten Temperaturen möglichst hohe mechanische Belastungen aufnehmen und einen ausreichenden Widerstand gegenüber Hochtemperaturkorrosion aufweisen.

Während bei den herkömmlichen unlegierten Stählen die mechanischen Festigkeiten mit zunehmender Einsatztemperatur deutlich abfallen, werden bei den warmfesten Stählen durch legierungstechnische Maßnahmen die Festigkeitseigenschaften bei höheren Temperaturen wesentlich verbessert. Dabei werden die Stähle vorwiegend mit Chrom, Molybdän, Vanadium und Wolfram legiert, wodurch diese Stähle eine gute Zeitstandfestigkeit und eine ausreichende Gefügestabilität aufweisen.

Die Auswahl der Stähle ist abhängig von deren Einsatztemperatur, den mechanischen Beanspruchungen, dem Einsatzgebiet und dem Anwendungszweck. Die Gruppe der warmfesten Stähle umfasst zahlreiche unterschiedliche Stahlsorten und oftmals wird, ähnlich wie im englischen Sprachraum, ein warmfester und hochwarmfester Stahl nicht differenziert. In der folgenden Tabelle sind einige typische warmfeste Stähle mit deren Bezeichnungen und Einsatztemperaturen aufgelistet. Die Eigenschaften der Stähle für den Druckbehälterbau bei erhöhten Temperaturen sind in DIN EN 10028 geregelt.

Tab. 1: Einige warmfeste Stähle mit deren maximalen Einsatztemperaturen und typischen Einsatzgebieten
max. Einsatztemperatur	Werkstoff-Nr.	Kurzbezeichnung	Einsatzgebiet
400 °C	1.6311	20MnMoNi4-5	Dampfkessel, Druckbehälter
450 °C	1.0345	P235GH	Bauteile in Dampferzeuger wie z. B. Kessel, Rohre, usw.
530 °C	1.5415	16Mo3	Dampfleitung, Rohre von Überhitzer
530 °C	1.8070	21CrMoV5-11	Schmiedeteile
560 °C	1.7335	13CrMo4-5	Dampfleitung, Rohre von Überhitzer
590 °C	1.7380	10CrMo9-10	Dampfkessel, Druckbehälter

Bei Temperaturen von mehr als etwa 600 °C sind die warmfesten Stähle nicht mehr einsetzbar, da sie bei höheren Temperaturen zur starken Oxidation neigen. Für diese Anwendungen ist der Einsatz eines höherlegierten Stahls, wie z. B. hochwarmfester Stahl oder hitzebeständiger Stahl, notwendig. Neben dem Einsatz von Stählen auf Eisenbasis sind auch weiter Hochtemperaturwerkstoffe bei höheren Temperaturen geeignet.

Englische Übersetzung(en):

creep-resistant steels