Hochwarmfester Stahl

Ein hochwarmfester Stahl ist ein metallischer Werkstoff der bei erhöhten Temperaturen eingesetzt werden kann. Die maximale Einsatztemperatur liegt bei ca. 600 bis 800 °C, womit es sich um einen Hochtemperaturwerkstoff handelt.

Hochwarmfeste Stähle weisen höhere Legierungsgehalte als ein warmfester Stahl auf. Besonders die Gehalte an Nickel, aber auch Chrom, Molybdän und Vanadium, sind höher. Die Legierungsgehalte sind derart aufeinander abgestimmt, dass hochwarmfeste Stähle eine sehr hohe Gefügestabilität aufweisen. Bei höheren Einsatztemperaturen weisen sie eine gute Zeitstandfestigkeit und ein hohe Beständigkeit gegenüber Korrosion bzw. Hochtemperaturkorrosion auf. Anders als warmfeste Stähle weisen hochwarmfeste Stähle auch bei sehr niedrigen Temperaturen eine hohe Zähigkeit bzw. Duktilität auf, was Vorteile bei dem Anfahrvorgang von Anlagen bringt. Allerdings sind sie empfindlicher gegenüber Materialermüdung bei hohen Temperaturen, was eine Folge ihrer geringen Temperaturleitfähigkeit und ihrer hohen Wärmedehnung ist.

Oftmals wird, ähnlich wie im englischen Sprachraum, kein Differenzierung zwischen warmfesten und hochwarmfesten Stählen vorgenommen. Daher sind die Eigenschaften der hochwarmfesten Stähle in DIN EN 10302 geregelt. In der folgenden Tabelle sind einige typische hochwarmfeste Stähle mit deren Bezeichnungen und Einsatztemperaturen aufgelistet.

Tab. 1: Einige hochwarmfeste Stähle mit deren maximalen Einsatztemperaturen und typischen Einsatzgebieten
max. Einsatztemperatur	Werkstoff-Nr.	Kurzbezeichnung	Einsatzgebiet
600 °C	1.4923	X22CrMoV12-1	Dampfturbine, Bauteile im Reaktor
650 °C	1.4903	X10CrMoVNb9-1	Dampfkessel, Druckbehälter
650 °C	1.4986	X8CrNiMoBNb16-16	Schrauben und Bolzen im Kraftwerk
680 °C	1.4988	X8CrNiMoVNb16-13	Dampfturbine, Gasturbine
750 °C	1.4961	X8CrNiNb16-13	Turbinenscheibe, Turbinenschaufel
800 °C	1.4981	X8CrNiMoNb16-16	Kesselrohr, Dampfrohr
800 °C	1.4943	X4NiCrTi25-15	Turbinenscheibe, Turbinenschaufel

Bei höheren Einsatztemperaturen sind die hochwarmfesten 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. hitzebeständiger Stahl, notwendig. Neben dem Einsatz von Stählen auf Eisenbasis sind auch weiter Hochtemperaturwerkstoffe bei höheren Temperaturen geeignet.

Englische Übersetzung(en):

creep-resistant steel