Stahlguss - Konstruieren und Gießen - Bundesverband der ...

8.6 Warmfester Stahlguss
Bekanntlich fällt die Warmstreckgrenze
(0,2-%-Warmdehngrenze) von Stahlguss
mit zunehmender Temperatur. Bis zu einer
Einsatztemperatur von 400 bis 450 °C ist
somit die Warmstreckgrenze eine der
wesentlichsten Werkstoffkennwerte. Werden
Bauteile noch höheren Temperaturen
über eine längere Zeit ausgesetzt, beginnt
sich der Werkstoff plastisch zu verformen.
Diese unter Langzeitbeanspruchung und
höherer Temperatur auftretende plastische
Verformung wird auch Kriechen genannt.
Im Bereich des Kriechens spielen deshalb
Werkstoffkennwerte wie Zeitstandfestigkeit
und Zeitdehngrenze die wesentliche
Rolle für die Auslegung der Bauteile.
Als warmfest gelten unlegierte und legierte
Stahlgusssorten, die im Hochtemperaturbereich
unter Langzeitbeanspruchung ihre
charakteristischen Werkstoffeigenschaften
behalten.
Darüber hinaus ist bei instationär thermisch
hochbelasteten Komponenten, wie etwa
Gasturbinen, die Ermüdung bei niedriger
Lastspielzahl (LCF) eine wichtige Werkstoffkenngröße.
Darüber gibt es jedoch
keine genormten Kennwerte.
Weiterhin ist die Hochtemperatur-Korrosionsbeständigkeit
von Interesse, die je
nach Anwendungsfall separat zu berück-
konstruieren + giessen 29 (2004) Nr. 1
Bild 62. 100 000-h-Zeitstandfestigkeit verschiedener warmfester Stahlgusssorten in Abhängigkeit
von der Temperatur [20]
sichtigen ist. Im Gegensatz zu den Rohrwerkstoffen
ist jedoch bei Stahlguss die
Korrosion meist nur von sekundärer Bedeutung.
Die Eigenschaften der warmfesten Stahlgusswerkstoffe
sind in DIN EN 10213 genormt.
Die Norm enthält auch Anhaltsangaben
zum Wärmebehandeln (in der Regel
werden diese Werkstoffe vergütet), zur
Langzeitfestigkeit (1-%-Zeitdehngrenze und
Zeitstandfestigkeit) in Abhängigkeit von
der Temperatur und der Beanspruchungsdauer,
siehe Tabellen 13 und 14.
Die bisherigen Ergebnisse von Zeitstandversuchen
langer Dauer mit den Stahlgusssorten
nach DIN EN 10213 sind in [18] zusammengefasst.
Die darin angegebenen
Werte der Zeitstandfestigkeit basieren auf
diesen Ergebnissen.
Im Bild 62 ist die 100 000-Stunden-Zeitstandfestigkeit
verschiedener warmfester
Tabelle 13: Mechanische Eigenschaften der warmfesten ferritischen Stahlgusssorten nach DIN EN 10213, Stahlguss für Druckbehälter
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