15-5PH – UNS S15500 (XM-12)
Martensitischer ausscheidungshärtbarer nichtrostender Stahl (Cr-Ni-Cu)
Variante von 17-4PH mit weniger Cr und praktisch ohne Delta-Ferrit, was eine bessere Quer- und Querschnittszähigkeit in großen Querschnitten ergibt. Er härtet durch Kupferausscheidung in einem einzigen Auslagern zwischen 480 und 620 °C, mit einer Korrosionsbeständigkeit, die in vielen Medien mit 304 vergleichbar ist.
Bezeichnungen und Entsprechungen
| System | Bezeichnung |
|---|---|
| UNS | S15500 |
| W.Nr./EN | 1.4545 (X5CrNiCu15-5) |
| DIN | X5CrNiCu15-5 |
| Handelsnamen | 15-5 PH (eingetragene Marke von Cleveland-Cliffs, früher Armco/AK Steel), ATI 15-5, XM-12 |
| Weitere | AMS 5659 (VAR/ESR Stab/Schmiedestück) |
Normen nach Lieferform
| Form | Norm |
|---|---|
| Stangen | ASTM A564 XM-12; AMS 5659 |
| Schmiedestücke | ASTM A705 XM-12; AMS 5659 |
| Platten | ASTM A693 XM-12; AMS 5862 |
| Äquivalenter Guss | ASTM A747 CB7Cu-2 |
Toleranzen und Zolltarifnummern
- Geschmiedete Stäbe (rund und vierkant): Bearbeitungszugabe von 2 mm (Ø 6–16 mm) bis 24 mm (Ø 400–500 mm) auf den Durchmesser. Z. B. fertig Ø 100–125 mm: +7 mm, Toleranz +6 / −0 (Länge bis 3.500 mm).
- Geschmiedete Scheiben: Zugabe von 4 bis 9 mm auf den Durchmesser und 3 bis 11 mm auf die Höhe, nur positive Toleranz.
- Zuschnitt und Zerspanung: Bandsäge −0 / +5 bis +15 mm auf die Länge; Wasserstrahl +10 % der Dicke auf den Durchmesser (mind. 2 mm); zerspante Teile −0 / +2 bis +5 mm auf den Durchmesser. Vollständige Tabellen ansehen (INF 002 und INF 003, für alle Legierungen gleich).
| Form | NCM (Brasilien, 8 Stellen) | HS (international, 6 Stellen) | HTS (USA, 10 Stellen)* | KN (Europäische Union, 8 Stellen)* |
|---|---|---|---|---|
| Geschmiedeter Stab | 7222.30.00 | 7222.30 | 7222.30.0024 | 7222 30 51 |
| Warmgewalzter Stab | 7222.11.00 | 7222.11 | 7222.11.0059 | 7222 11 11 |
| Blech (> 10 mm, Breite ≥ 600 mm) | 7219.21.00 | 7219.21 | 7219.21.0020 | 7219 21 10 |
| Flansch und Fitting | 7307.21.00 | 7307.21 | 7307.21.5000 | 7307 21 00 |
Zolltarifklasse: nichtrostender Stahl (nach chemischer Zusammensetzung, gemäß den Anmerkungen zu Kapitel 72 und Anmerkung 5 zu Abschnitt XV).
*: US- und EU-Codes zur Orientierung. NCM nach geltendem Recht (Allgemeine Vorschriften für die Auslegung, Anmerkungen zu den Kapiteln 72, 74 und 75 sowie Anmerkung 5 zu Abschnitt XV). Bestätigen Sie den endgültigen Code mit Ihrem Zollagenten anhand von Größe und Ausführung des Artikels. HS = die ersten 6 Stellen der NCM.
Chemische Zusammensetzung (%)
ASTM A564 XM-12
| Element | Bereich (%) |
|---|---|
| C | ≤ 0,07 |
| Mn | ≤ 1,00 |
| Si | ≤ 1,00 |
| P | ≤ 0,040 |
| S | ≤ 0,030 |
| Cr | 14,0 – 15,5 |
| Ni | 3,5 – 5,5 |
| Cu | 2,5 – 4,5 |
| Nb + Ta | 0,15 – 0,45 |
| Fe | Rest |
PREN von 15-5PH – UNS S15500 (XM-12) im PREN-Rechner berechnen →
Mechanische Eigenschaften
Ausgelagert – Mindestwerte nach ASTM A564 (Stange, längs); weitere Zustände in der Auslagerungstabelle
| Eigenschaft | Wert |
|---|---|
| H900 – Rp0,2 / Rm | ≥ 1.170 / ≥ 1.310 MPa; A ≥ 10 %; ≥ 40 HRC |
| H1025 – Rp0,2 / Rm | ≥ 1.000 / ≥ 1.070 MPa; A ≥ 12 %; ≥ 35 HRC |
| H1075 – Rp0,2 / Rm | ≥ 860 / ≥ 1.000 MPa; A ≥ 13 %; ≥ 32 HRC |
| H1150 – Rp0,2 / Rm | ≥ 725 / ≥ 930 MPa; A ≥ 16 %; ≥ 28 HRC |
| H1150M – Rp0,2 / Rm | ≥ 515 / ≥ 795 MPa; A ≥ 18 % |
| Zustand A (lösungsgeglüht) | ≤ 38 HRC / 363 HB |
Typische physikalische Eigenschaften
| Eigenschaft | Wert |
|---|---|
| Dichte | 7,78 g/cm³ (A) / 7,81 g/cm³ (H900) |
| Schmelzbereich | 1.400 – 1.440 °C |
| Elastizitätsmodul | 196 GPa |
| Wärmeleitfähigkeit (100 °C) | 17,8 W/m·K |
| Wärmeausdehnung (20–100 °C) | 10,8 µm/m·K |
Gewicht von Stab, Blech oder Rohr aus 15-5PH – UNS S15500 (XM-12) berechnen →
Aushärtungsbedingungen
| Zustand | Auslagern | Min. Rp0,2 | Min. Rm | Min. A | Min. Härte |
|---|---|---|---|---|---|
| A (lösungsgeglüht) | 1.040 ± 15 °C, Abkühlung < 30 °C | – | – | – | ≤ 363 HB / 38 HRC max. |
| H900 | 482 °C / 1 h / Luft | 1.170 MPa | 1.310 MPa | 10 % | 388 HB / 40 HRC |
| H925 | 496 °C / 4 h / Luft | 1.070 MPa | 1.170 MPa | 10 % | 375 HB / 38 HRC |
| H1025 | 552 °C / 4 h / Luft | 1.000 MPa | 1.070 MPa | 12 % | 331 HB / 35 HRC |
| H1075 | 579 °C / 4 h / Luft | 860 MPa | 1.000 MPa | 13 % | 311 HB / 32 HRC |
| H1100 | 593 °C / 4 h / Luft | 795 MPa | 965 MPa | 14 % | 302 HB / 31 HRC |
| H1150 | 621 °C / 4 h / Luft | 725 MPa | 930 MPa | 16 % | 277 HB / 28 HRC |
| H1150M | 760 °C / 2 h / Luft + 621 °C / 4 h / Luft | 515 MPa | 795 MPa | 18 % | ≈ 255 HB (typisch) |
Wärmebehandlung, Schweißen und Zerspanung
| Punkt | Übliche Praxis |
|---|---|
| Einsatztemperatur | Bis ≈ 315 °C; längere Einwirkung darüber führt zu Versprödung (475-°C-Versprödung). |
| Wärmebehandlung | Lösungsglühen (Zustand A) bei 1.040 ± 15 °C, Abkühlung an Luft oder in Öl auf < 30 °C; im Zustand A zerspanen und danach auslagern. Auslagern (ASTM A564, Mindestwerte für Stangen): H900 482 °C/1 h → Rp0,2 1.170 / Rm 1.310 MPa, 40 HRC; H925 496 °C/4 h → 1.070/1.170 MPa, 38 HRC; H1025 552 °C/4 h → 1.000/1.070 MPa, 35 HRC; H1075 579 °C/4 h → 860/1.000 MPa, 32 HRC; H1100 593 °C/4 h → 795/965 MPa, 31 HRC; H1150 621 °C/4 h → 725/930 MPa, 28 HRC; H1150M 760 °C/2 h + 621 °C/4 h → 515/795 MPa (≈ 255 HB). Dieselben Zyklen und Mindestwerte wie bei 17-4PH (A564 behandelt 630 und XM-12 gemeinsam). |
| Schweißen | Gut: im Zustand A oder H1150 schweißen, ohne Vorwärmen; nach dem Schweißen erneut auslagern (oder lösungsglühen + auslagern). Zusatzwerkstoff AWS ER630 (17-4PH) für die Festigkeit; ER308L/ER309L, wenn die Verbindung nicht die Festigkeit des Grundwerkstoffs benötigt. |
| Zerspanung | Gut im Zustand A oder H1150; Endbearbeitung nach dem Auslagern, wobei eine Schrumpfung von ≈ 0,05 % (H900) zu berücksichtigen ist. |
Freiformschmiedestück aus 15-5PH – UNS S15500 (XM-12) planen: Umformgrad, Schlankheit und die zu liefernde Materialmenge →Zuschnittplan des Blocks oder Stabs simulieren →
Schweißzusatz zum Schweißen
Die Drahtzusammensetzung ist meist nicht mit dem Werkstoff identisch: Jede Seite erklärt, warum.
Typische Anwendungen
- Flugzeugstrukturen und -beschläge
- Wellen und Ventilspindeln
- Pumpen- und Verdichterbauteile
- Zahnräder und Kupplungen
- Teile mit großem Querschnitt, die Querzähigkeit erfordern
- Werkzeuge und Kunststoffformen
- Hochdruckwasserstrahlen: Hochdruckpumpen und -bauteile (die hohe Festigkeit erlaubt dünnere Wände, bei gleichzeitiger Korrosionsbeständigkeit)*
- Kraftmessdosen und Wägezellen: hochfestes, korrosionsbeständiges Federelement mit geringer Hysterese und geringem Kriechen*
Alternativen: 17-4PH, wenn die Querzähigkeit nicht kritisch ist (besser verfügbar); 13-8Mo (XM-13) für höhere Zähigkeit und Festigkeit; 431 oder F6NM, wenn 900 MPa genügen und geringere Kosten gesucht werden.
Legierungen nach korrosivem Medium, Konzentration und Temperatur vergleichen →
15-5PH: vollständiger Leitfaden
Was der nichtrostende Stahl 15-5PH ist
15-5PH gehört zur Familie der nichtrostenden Sonderstähle und zur Gruppe der ausscheidungshärtbaren Stähle (PH). Er wurde als Weiterentwicklung von 17-4PH entwickelt: Mit etwas weniger Chrom und mehr Nickel und hergestellt durch Vakuumumschmelzen, beseitigt er die Delta-Ferrit-Zeilen, die die Querzähigkeit von 17-4PH beeinträchtigen. Das Gefüge ist kohlenstoffarmer Martensit; die Festigkeit stammt von sehr feinen Kupferausscheidungen, die sich beim Auslagern bilden.
Chemische Zusammensetzung
Chrom von 14 bis 15,5 %, Nickel von 3,5 bis 5,5 %, Kupfer von 2,5 bis 4,5 % und Niob von 0,15 bis 0,45 %, mit Kohlenstoff bis 0,07 %.
Wärmebehandlung
Das Lösungsglühen erfolgt bei 1.040 °C mit Abkühlung auf unter 30 °C, wodurch die Umwandlung in Martensit abgeschlossen wird; das Auslagern reicht von 482 °C (H900) bis 621 °C (H1150) für 1 bis 4 Stunden, und H1150M fügt einen vorgelagerten Schritt bei 760 °C hinzu. Dustre führt diese Zyklen in eigenen Öfen im Rahmen der Wärmebehandlung durch, mit einem Zeugnis über den gelieferten Zustand.
Korrosion und Einsatzgrenzen
Die Korrosionsbeständigkeit ist in den meisten Medien ähnlich wie bei 304, mit einem PREN von 14 bis 16, und besser als bei herkömmlichen martensitischen Güten. In den härteren Zuständen (H900) ist der Stahl empfindlich gegen Spannungsrisskorrosion und Wasserstoffversprödung; für korrosive Medien wird H1025 oder höher verwendet, für H2S der Zustand H1150D mit einer Härte bis 33 HRC. Bei Temperatur reicht der Einsatz unter Last bis etwa 315 °C.
Anwendungen
Fahrwerkskomponenten, Flugzeugbeschläge und -befestigungselemente, Wellen und Spindeln von Öl- und Gasarmaturen, Pumpen- und Verdichterbauteile, Teile für medizinische Geräte und Lebensmittelanlagen sowie hochfeste Bauteile, die in dicken Querschnitten Zähigkeit erfordern.
Lieferformen und Dienstleistungen von Dustre
Rundstangen und im Gesenk offen geschmiedete Blöcke, zugeschnitten auf der Bandsäge, mit Schrupp- oder Schlicht-Bearbeitung, Wärmebehandlung (Vergüten, Glühen, Lösungsglühen und Auslagern) in eigenen Öfen sowie Härte-, Zug- und Kerbschlag-Prüfungen. Jedes Material wird mit einem Abnahmeprüfzeugnis 3.1 und Schmelzenrückverfolgbarkeit geliefert.
Häufig gestellte Fragen
Wie ist die chemische Zusammensetzung von 15-5PH?
Nach ASTM A564 XM-12: C ≤ 0,07; Mn ≤ 1,00; Si ≤ 1,00; P ≤ 0,040; S ≤ 0,030; Cr 14,0 – 15,5.
Welche Normen gelten für 15-5PH?
Stangen: ASTM A564 XM-12; AMS 5659. Schmiedestücke: ASTM A705 XM-12; AMS 5659. Platten: ASTM A693 XM-12; AMS 5862. Äquivalenter Guss: ASTM A747 CB7Cu-2.
Bis zu welcher Temperatur kann 15-5PH eingesetzt werden?
Bis ≈ 315 °C; längere Einwirkung darüber führt zu Versprödung (475-°C-Versprödung).
Welche Werkstoffe können 15-5PH ersetzen?
17-4PH, wenn die Querzähigkeit nicht kritisch ist (besser verfügbar); 13-8Mo (XM-13) für höhere Zähigkeit und Festigkeit; 431 oder F6NM, wenn 900 MPa genügen und geringere Kosten gesucht werden.
Wird 15-5PH für Kraftmessdosen verwendet?
Ja. Ausgelagerter 15-5PH wird für das Federelement von Kraftmessdosen und Wägezellen verwendet: Seine hohe Festigkeit erlaubt den Betrieb im elastischen Bereich mit ausreichender Dehnung für die Dehnungsmessstreifen, er ist ohne Beschichtung korrosionsbeständig und hat geringe Hysterese und geringes Kriechen*. Hersteller von Kraftmessdosen nennen 17-4PH und 15-5PH als Elementwerkstoffe.
Wo kann man 15-5PH in Brasilien kaufen?
Dustre liefert 15-5PH als Stab, Blech, Rohr, Block sowie als geschmiedete oder zerspante Teile, vorbehaltlich der Verfügbarkeit und mit Qualitätszeugnis. Hauptsitz in Osasco/SP, Niederlassungen in Joinville/SC und Baixo Guandu/ES, Lieferung in ganz Brasilien. Für ein Angebot schreiben Sie Helena, unserer Assistentin, per WhatsApp unter +55 11 98649-0075 oder an [email protected].
