Titanstabilisierter Edelstahl für hohe Temperaturen
Der Werkstoff 1.4878, auch bekannt als AISI 321H oder X8CrNiTi18-10, ist ein austenitischer, hitzebeständiger Chrom-Nickel-Stahl, der durch Zugabe von Titan stabilisiert wird. Diese Modifikation verbessert seine Beständigkeit gegen interkristalline Korrosion und macht ihn zur bevorzugten Wahl für thermisch belastete Bauteile in der Industrie. Er ist eng verwandt mit dem Werkstoff 1.4541 und wird häufig gemeinsam attestiert.
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Physikalische Eigenschaften bei 20 °C
- Dichte: 7,9 kg/dm³
- Elektrischer Widerstand: 0,73 Ω·mm²/m
- Wärmeleitfähigkeit: 15 W/m·K
- Spezifische Wärmekapazität: 500 J/kg·K
- Magnetisierbarkeit: gering
Typische Anwendungsbereiche
1.4878 eignet sich für hochtemperatur- und korrosionsbeanspruchte Anwendungen in folgenden Branchen:
- Chemie- und Petrochemieindustrie
- Automobil- und Bauindustrie
- Nukleartechnik
- Zellstoff- und Papierindustrie
- Lebensmittelindustrie
Chemische Zusammensetzung – Richtanalyse (Gewichtsanteil in %)
| ● Chrom (Cr): | 17,0 – 19,0 % |
| ● Nickel (Ni): | 9,0 – 12,0 % |
| ● Titan (Ti): | 5xC - 0,8 % |
| ● Kohlenstoff (C): | 0,04 – 0,10 % |
| ● Mangan (Mn): | max 0,015 |
| ● Silicium (Si): | min. 0 % - max. 1,00 % |
| ● Phosphor (P): | min. 0 % - max. 0,045 % |
| ● Schwefel (S): | min. 0 % - max. 0,015 % |
Mechanische Eigenschaften bei Raumtemperatur
| Härte HB | ≤ 215 |
| Dehngrenze Rp 0,2 | ≥ 190 N/mm2 |
| Zugfestigkeit Rm | 550 – 700 N/mm2 |
| Bruchdehnung A5, 65 | ≥ 40 % |
| Elastizitätsmodul | ca. 200 kN/mm² |
Warum ist Titan in diesem Werkstoff enthalten?
Titan bindet den Kohlenstoff im Gefüge zu Titancarbiden und verhindert so die Bildung von Chromkarbiden. Dadurch bleibt der Chromgehalt an den Korngrenzen stabil – das macht 1.4878 beständig gegen interkristalline Korrosion, auch nach dem Schweißen oder thermischer Belastung.
Bis zu welcher Temperatur ist 1.4878 zunderbeständig?
1.4878 ist bis zu 850 °C zunderbeständig. In oxidierenden Atmosphären bietet er eine solide Beständigkeit, solange keine aufkohlenden oder schwefelhaltigen Bedingungen vorliegen.
Wie verhält sich die Kriechfestigkeit bei hohen Temperaturen?
Als sogenannter „H“-Werkstoff (321H) ist 1.4878 für erhöhte Kriechfestigkeit bei langzeitigem Einsatz unter hohen Temperaturen entwickelt worden. Dies macht ihn besonders geeignet für thermisch beanspruchte Druckbehälter, Wärmetauscher und Rohre.
Ist 1.4878 beständig gegen interkristalline Korrosion?
Sowohl im Lieferzustand als auch im geschweißten Zustand ist der Werkstoff resistent gegen interkristalline Korrosion, was ihn zu einem verlässlichen Material für druck- und wärmebeanspruchte Schweißkonstruktionen macht.
Ist er meerwasserbeständig?
1.4878 ist nicht meerwasserbeständig. In chloridreichen Umgebungen kann es zur Loch- oder Spaltkorrosion kommen. Für solche Einsatzbereiche sollten Werkstoffe mit Molybdänzusatz (z. B. 1.4404) bevorzugt werden.
Wie verhält er sich in säurehaltigen Umgebungen?
In natürlichen Umweltmedien mit geringem Salz- und Chlorgehalt weist 1.4878 eine gute Korrosionsbeständigkeit auf. Für stark saure oder chloridhaltige Medien ist er jedoch nicht geeignet und nur bedingt widerstandsfähig.
Schweißeignung und Besonderheiten
Gibt es Besonderheiten beim Schweißen zu beachten (z. B. Heißrissbildung)?
1.4878 lässt sich mit allen gängigen Schweißverfahren, auch ohne Schweißzusatz, sehr gut verarbeiten. Eine Wärmebehandlung nach dem Schweißen ist nicht erforderlich. Durch den Titangehalt ist die Heißrissneigung reduziert, was die Schweißeignung zusätzlich verbessert.
Beide Werkstoffe sind titanlegierte austenitische Edelstähle. 1.4878 weist jedoch einen höheren Kohlenstoffgehalt auf als 1.4541, was zu verbesserter Kriechfestigkeit führt. Daher wird 1.4878 bevorzugt für Hochtemperaturanwendungen eingesetzt, während 1.4541 primär im Niedrigtemperaturbereich Anwendung findet.
Normen für Rohre
- EN 10216-5
- EN 10297-2
- ASME SA312
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