Stahl 1.4162 – Duplex-Edelstahl mit austenitisch-ferritischer Struktur, Chrom-Mangan-Nickel mit Zusatz von Molybdän, Kupfer und Stickstoff, PN-EN 10088-1 X2CrMnNiN21-5-1, UNS S32101, LDX 2101®, ASTM A182 F69.

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Verfügbare Werkstoffe bei Alfa-Tech 1.4162 / X2CrMnNiN21-5-1 / UNS S32101 / LDX 2101®

1.4162 / X2CrMnNiN21-5-1 / UNS S32101 / LDX 2101® Stäbe – warmgewalzt, geschält und gezogen
Flachstangen 1.4162 / X2CrMnNiN21-5-1 / UNS S32101 / LDX 2101®
Geschmiedete Stangen 1.4162 / X2CrMnNiN21-5-1 / UNS S32101 / LDX 2101®
Schmiedeteile 1.4162 / X2CrMnNiN21-5-1 / UNS S32101 / LDX 2101® – Freiformgeschmiedete Würfel und Wellen
Rohre 1.4162 / X2CrMnNiN21-5-1 / UNS S32101 / LDX 2101®
Bleche 1.4162 / X2CrMnNiN21-5-1 / UNS S32101 / LDX 2101® – warmgewalzt, kaltgewalzt

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Vergleich der chemischen Zusammensetzung von Duplexstahl 1.4162 / X2CrMnNiN21-5-1 und verwandte Sorten UNS S32101, LDX 2101®, ASTM A182 F69

Stahl 1.4162 – X2CrMnNiN21-5-1, UNS S32101, LDX 2101®

1.4162 Stahl – Eigenschaften der Güteklasse und Äquivalente

Stahl 1.4162 – Duplex-Edelstahl mit austenitisch-ferritischer Struktur, Chrom-Mangan-Nickel mit Zusätzen von Molybdän, Kupfer und Stickstoff, PN-EN 10088 X2CrMnNiN21-5-1, UNS S32101, LDX 2101®.
Die Güteklasse 1.4162 gehört zur Gruppe der Stähle, die als … bezeichnet werden. Schlankes DuplexEs handelt sich um wirtschaftlich legierte Duplexstähle mit reduziertem Gehalt an teuren Legierungselementen, vor allem Nickel und Molybdän. Der reduzierte Nickelgehalt wird unter anderem durch einen erhöhten Mangan- und Stickstoffgehalt kompensiert, wodurch ein geeignetes Zweiphasengefüge und hohe mechanische Eigenschaften erzielt werden.
Die typische Zusammensetzung von LDX 2101® enthält ungefähr 21,5 % Chrom, 5 % Mangan, 1,5 % Nickel, 0,3 % Molybdän und 0,22 % StickstoffDank dieser Zusammensetzung vereint der Stahl 1.4162 hohe mechanische Festigkeit mit guter Korrosionsbeständigkeit bei einem deutlich geringeren Nickelgehalt als klassische austenitische Stähle.
Das zweiphasige Mikrogefüge aus Ferrit und Austenit verleiht dem Material eine hohe Streckgrenze, eine gute Dauerfestigkeit und eine deutlich höhere Beständigkeit gegen Spannungsrisskorrosion in chloridhaltigen Umgebungen als typischen austenitischen Stählen.

Korrosionsbeständigkeit von Stahl 1.4162

Stahl 1.4162 / UNS S32101 / LDX 2101® Es zeichnet sich durch eine gute Beständigkeit gegen allgemeine Korrosion, Lochfraßkorrosion und Spannungsrisskorrosion aus. Der hohe Chrom- und Stickstoffgehalt gewährleistet die Stabilität der Passivschicht, während die Duplexstruktur die Beständigkeit des Materials gegen Spannungsrisskorrosion erhöht.
Die allgemeine Korrosionsbeständigkeit von Stahl 1.4162 ist in vielen Umgebungen mit der von austenitischem Stahl vergleichbar. 1.4307 / 304LDie Beständigkeit gegen Lochfraßkorrosion wird durch den hohen Chrom- und Stickstoffgehalt erhöht.
Ein besonders wichtiger Vorteil des Stahls 1.4162 ist seine Beständigkeit gegenüber SpannungsrisskorrosionDie zweiphasige austenitisch-ferritische Struktur bietet in dieser Hinsicht einen klaren Vorteil gegenüber klassischen austenitischen Stählen wie 304L und 316L.
In aggressiveren chloridhaltigen Umgebungen, insbesondere bei erhöhten Temperaturen, kann Stahl 1.4162 die höher legierten Duplex-Sorten wie z. B. nicht ersetzen. 1.4462 / Duplex 2205auch nicht Super Duplexstahl.

PREN Stahl 1.4162

Widerstand gegen Lochkorrosion kann grob verglichen werden mit PREN-Indikator:
PREN = %Cr + 3,3 × %Mo + 16 × %N
Für die typische chemische Zusammensetzung von Stahl 1.4162 / Der PREN-Wert von LDX 2101® beträgt ungefähr 26.
Zum Vergleich: Typischer 304L-Stahl erreicht einen PREN-Wert von etwa 18, 316L-Stahl etwa 24 und der stärker legierte Duplex-Stahl 1.4462/2205 etwa 35.
Der hohe PREN-Wert des Stahls 1.4162 ist trotz des niedrigen Molybdängehalts vor allem auf den Gehalt von ca. 21,5 % Chrom und den hohen Stickstoffgehalt zurückzuführen.
Hinweis: Der PREN-Wert ist ein Vergleichsindex und stellt keine direkte Garantie für die Beständigkeit eines Materials in einer bestimmten Umgebung dar. Die tatsächliche Korrosionsbeständigkeit hängt auch von Temperatur, pH-Wert, Chloridkonzentration, Oberflächenqualität, Strömungsbedingungen und Bauteilkonstruktion ab.

1.4162 Stahl – mechanische Eigenschaften

Eine der wichtigsten Eigenschaften des Stahls 1.4162 ist seine hohe mechanische Festigkeit. Seine Streckgrenze ist mehr als doppelt so hoch wie die vieler gängiger austenitischer Stähle, was bei entsprechender Konstruktion eine Reduzierung der Bauteildicke und des Gewichts ermöglicht.

Die angegebenen Werte sind Richtwerte. Die erforderlichen mechanischen Eigenschaften hängen von der Form, Dicke, dem Lieferzustand des Produkts und der geltenden Produktnorm ab.

Physikalische Eigenschaften von Stahl 1.4162

Aufgrund des Ferritanteils weist der Stahl 1.4162 magnetische Eigenschaften auf. Der Wärmeausdehnungskoeffizient von Duplexstahl ist zudem niedriger als der typischer austenitischer Edelstähle, was bei Bauteilen, die Temperaturschwankungen ausgesetzt sind, von Vorteil sein kann.

Schweißbarkeit von Stahl 1.4162

Stahl 1.4162 / LDX 2101® Es zeichnet sich durch gute Schweißbarkeit aus und kann mit den meisten Standardverfahren, die für Duplex-Edelstähle verwendet werden, geschweißt werden.
Zu den angewandten Methoden gehören:

• TIG (141),
• MIG / MAG,
• MMA (111),
• SAW (121) in geeignet ausgewählten Anwendungen.

Beim Schweißen mit Zusatzwerkstoffen werden solche verwendet, die den erforderlichen Austenitgehalt in der Schweißnaht gewährleisten. Für Stahl 1.4162 werden beispielsweise die Zusatzwerkstoffe 23 7 NL und 22 9 3 NL eingesetzt.

Die wichtigsten Empfehlungen zum Schweißen von Stahl 1.4162

• Die Oberflächen müssen vor dem Schweißen gründlich gereinigt werden.
• Eine Verunreinigung der Oberfläche mit Kohlenstoffstahlpartikeln vermeiden.
• Die beim Schweißen eingebrachte Wärmemenge sollte kontrolliert werden.
• Die Zwischentemperatur sollte kontrolliert werden.
• Es sollten geeignete Bindemittel und Schutzgase verwendet werden.
• Es ist notwendig, das richtige Gleichgewicht zwischen Ferrit und Austenit in der Schweißnaht und der Wärmeeinflusszone aufrechtzuerhalten.
• Nach dem Schweißen müssen Zunder und thermische Verfärbungen von Oberflächen entfernt werden, die korrosiven Umgebungen ausgesetzt waren.

Die korrekte Schweißtechnik ist besonders wichtig für Duplexstähle, da ein falscher Wärmebehandlungszyklus die Anteile der Ferrit- und Austenitphasen verändern und die Korrosionsbeständigkeit und die mechanischen Eigenschaften der Verbindung beeinträchtigen kann.

Wärmebehandlung von Stahl 1.4162

Stahl der Güteklasse 1.4162 wird üblicherweise im übersättigten Zustand geliefert, um die korrekte zweiphasige austenitisch-ferritische Struktur zu gewährleisten.
Nach der Behandlung im Bereich der Lösungsglühtemperatur sollte das Material schnell genug abgekühlt werden, um das gewünschte Mikrogefüge zu erzielen und die Möglichkeit unerwünschter Ausscheidungen zu verringern.
Stahl der Güteklasse 1.4162 ist nicht für das herkömmliche Härten und Anlassen ausgelegt. Seine Festigkeit kann jedoch durch Kaltverformung erhöht werden.
Eine unnötige Langzeitlagerung des Materials in Temperaturbereichen, die zu ungünstigen Veränderungen der Mikrostruktur von Duplexstahl führen können, sollte vermieden werden.

Mechanische und plastische Bearbeitung von Stahl 1.4162

Stahl der Güteklasse 1.4162 lässt sich kalt- und warmverformen. Aufgrund seiner hohen Streckgrenze erfordern Biege-, Stanz- und andere Umformverfahren größere Kräfte als bei typischen austenitischen Stählen.
Die Stahlsorte zeichnet sich außerdem durch gute Bearbeitbarkeit für Duplexstahl aus.
Bei der Bearbeitung werden folgende Maßnahmen empfohlen:

• starre Montage des Werkstücks und des Werkzeugs,
• unter Verwendung scharfer Werkzeuge mit geeigneter Geometrie,
• Auswahl von Parametern zur Begrenzung einer übermäßigen Erwärmung des Materials
• die angemessene Vorschubgeschwindigkeit beibehalten,
• Einsatz effektiver Kühlung und Schmierung.

Die hohe Festigkeit des Stahls 1.4162 ermöglicht es, die Querschnitte der Bauteile im Vergleich zu Konstruktionen aus Standard-Austenitstählen zu reduzieren, vorausgesetzt, diese Lösung wird bei den statischen Berechnungen berücksichtigt.

Anwendung von Stahl 1.4162 / X2CrMnNiN21-5-1 / UNS S32101 / LDX 2101®

Stahl 1.4162 / UNS S32101 / LDX 2101® Es wird in Konstruktionen eingesetzt, die eine Kombination aus hoher mechanischer Festigkeit, guter Korrosionsbeständigkeit und einem begrenzten Anteil teurer Legierungszusätze erfordern.
Typische Anwendungen sind:

• Lager- und Prozesstanks,
• Tanks und Industrieanlagen,
• Zellstoff- und Papierindustrie
• Papiermaschinenkomponenten
• Wasserinstallationen und Wasseraufbereitungssysteme,
• Anlagen und Geräte zur Abwasserbehandlung,
• Brücken- und wasserbauliche Bauwerke
• Elemente von Schleusen und Staudämmen,
• Bewehrung von Betonkonstruktionen
• Flansche und Ventile,
• Druckbehälter und Komponenten für Prozessanlagen,
• Wärmetauscher
• Strukturelemente in der chemischen Industrie
• ausgewählte Anwendungen in der Öl- und Gasindustrie.

Der Stahl 1.4162 ist besonders interessant für Konstruktionen, bei denen die hohe Streckgrenze eine Reduzierung der Dicke und des Gewichts der Bauteile im Vergleich zu Konstruktionen aus typischen austenitischen Stählen ermöglicht.

1.4162 Stahl – Lieferoptionen

1.4162 / X2CrMnNiN21-5-1 / UNS S32101 / LDX 2101® Stahl kann je nach Hersteller und geforderter Produktnorm in verschiedenen Stahlproduktformen geliefert werden, darunter:

• warmgewalzte und kaltgewalzte Bleche,
• Bänder und Spulen,
• Stäbe,
• geschweißte und nahtlose Rohre,
• Rohrverbindungsstücke
• Profile und Strukturelemente,
• Schmiedestücke und Halbzeuge,
• Formen und Elemente auf Maß zugeschnitten.

Stahl 1.4162 / X2CrMnNiN21-5-1 / UNS S32101 / LDX 2101® Es handelt sich um eine wirtschaftliche Duplex-Legierung, die hohe mechanische Festigkeit mit guter Beständigkeit gegen allgemeine, lokale und Spannungsrisskorrosion vereint. Der niedrige Nickel- und Molybdängehalt in Kombination mit dem hohen Chrom-, Mangan- und Stickstoffgehalt ermöglicht günstige Leistungseigenschaften bei gleichzeitig minimalem Einsatz teurer Legierungselemente.
In aggressiveren chloridhaltigen Umgebungen oder bei Anwendungen, die eine höhere Beständigkeit gegen Lochfraß und Spaltkorrosion erfordern, sollten höher legierte Duplexstähle in Betracht gezogen werden, wie z. B. 1.4462 / Duplex 2205oder dauerhaft Super Duplex.

Duplexstahl
1.4362 – Chrom-Nickel-Duplexstahl mit Molybdän-, Kupfer- und Stickstoffzusätzen X2CrNiN23-4, UNS S32304, Duplex 2304
1.4162 – Chrom-Mangan-Nickel-Duplexstahl mit Mo- und Cu-Zusätzen X2CrMnNiN21-5-1, UNS S32101, LDX 2101®, A182 F69.
1.4460 – Chrom-Nickel-Molybdän-Duplexstahl mit Stickstoffzusatz X3CrNiMoN27-5-2, AISI 329, UNS S32900, SS 2324.
1.4462 – Chrom-Nickel-Molybdän-Duplexstahl mit Stickstoffzusatz X2CrNiMoN22-5-3, UNS S31803, S32205, Duplex 2205
Super Duplex
1.4410 – Super Duplex Chrom-Nickel-Molybdän-Stahl mit Stickstoffzusatz X2CrNiMoN25-7-4 – UNS S32750 – Super Duplex 2507
1.4501 – Superduplex-Chrom-Nickel-Molybdän-Stahl mit Zusätzen von Cu, W und N X2CrNiMoCuWN25-7-4 – UNS S32760
1.4507 – Superduplex-Chrom-Nickel-Molybdän-Stahl mit Kupfer- und Stickstoffzusatz X2CrNiMoCuN25-6-3 – UNS S32550 – F61 / Legierung 255

Siehe auch andere korrosionsbeständige Stähle