ASTM A522 Type I – 9-%-Ni-Stahl – UNS K81340
Geschmiedeter ferritischer 9-%-Nickel-Stahl für kryogenen Einsatz bis −196 °C
Kohlenstoffarmer Stahl mit 8,5–9,5 % Ni, geschmiedet und gewalzt nach ASTM A522/A522M für Flansche, Formstücke und Armaturen im kryogenen Einsatz. Geliefert zweifach normalgeglüht und angelassen (NNT) oder vergütet (QT), behält er seine Zähigkeit bei −196 °C und ist der Standardwerkstoff für LNG-Tanks und -Leitungen.
Bezeichnungen und Entsprechungen
| System | Bezeichnung |
|---|---|
| UNS | K81340 |
| W.Nr./EN | X8Ni9 – 1.5662 (EN 10222-3, Schmiedestücke) |
| DIN | X8Ni9 |
| JIS | SL9N520 / SL9N590 (plate, JIS G3127) |
| Handelsnamen | 9% Ni, 9Ni |
| Weitere | Blech A353/A553 Type I; Rohr A333 Gr 8; Formstücke A420 WPL8 |
Normen nach Lieferform
| Form | Norm |
|---|---|
| Schmiedestück (Flansche, Formstücke, Armaturen) | ASTM A522/A522M Type I; ASME SA-522 |
| Blech | ASTM A353 (NNT) / A553 Type I (QT) |
| Rohr | ASTM A333 Gr 8 / A334 Gr 8 |
| Stumpfschweiß-Formstücke | ASTM A420 WPL8 |
| EN-Stab/Schmiedestück | EN 10222-3 X8Ni9 |
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 | 7228.40.00 | 7228.40 | 7228.40.0000 | 7228 40 90 |
| Warmgewalzter Stab | 7228.30.00 | 7228.30 | 7228.30.8041 | 7228 30 61 |
| Blech (> 10 mm, Breite ≥ 600 mm) | 7225.40.90 | 7225.40 | 7225.40.3050 | 7225 40 40 |
| Nahtloses Rohr | 7304.19.00 | 7304.19 | 7304.19.5050 | 7304 19 10 |
| Geschweißtes Rohr | 7306.19.00 | 7306.19 | 7306.19.5150 | 7306 19 00 |
| Flansch und Fitting | 7307.91.00 | 7307.91 | 7307.91.5030 | 7307 91 00 |
Zolltarifklasse: legierter Stahl (nach chemischer Zusammensetzung, gemäß den Anmerkungen zu Kapitel 72 und Anmerkung 5 zu Abschnitt XV).
Rohr: 7304.19 und 7306.19 sind Leitungsrohre für Öl- und Gaspipelines; Kessel-, Wärmeübertrager- oder Prozessrohre gehören zu 7304.39/7304.59 (nahtlos) und 7306.30/7306.50 (geschweißt).
*: 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 A522/A522M – Type I
| Element | Bereich (%) |
|---|---|
| C | ≤ 0,13 |
| Mn | ≤ 0,90 |
| P | ≤ 0,025 |
| S | ≤ 0,025 |
| Si | 0,15 – 0,30 (≤ 0,10 bei Vakuumdesoxidation) |
| Ni | 8,5 – 9,5 |
Kohlenstoffäquivalent von ASTM A522 Type I – 9-%-Ni-Stahl für das Schweißen berechnen →
Mechanische Eigenschaften
NNT oder QT – ASTM A522 Type I, Raumtemperatur
| Eigenschaft | Wert |
|---|---|
| Streckgrenze (0,2 %) | ≥ 515 MPa |
| Zugfestigkeit | ≥ 690 MPa |
| Bruchdehnung | ≥ 22 % |
| Brucheinschnürung | ≥ 45 % |
| Kerbschlagarbeit bei −196 °C | Charpy-Seitenausdehnung ≥ 0,38 mm |
Typische physikalische Eigenschaften
| Eigenschaft | Wert |
|---|---|
| Dichte | ≈ 7,86 g/cm³ (typisch) |
| Elastizitätsmodul | ≈ 195 GPa (typisch) |
Gewicht von Stab, Blech oder Rohr aus ASTM A522 Type I – 9-%-Ni-Stahl berechnen →
Wärmebehandlung, Schweißen und Zerspanung
| Punkt | Übliche Praxis |
|---|---|
| Einsatztemperatur | −196 °C bis 121 °C (Geltungsbereich von A522). |
| Wärmebehandlung | NNT: 900 °C an Luft + 790 °C an Luft + Anlassen 565–605 °C. QT: Austenitisieren bei 800 ± 14 °C, Wasserabschreckung + Anlassen 565–605 °C. Abkühlung nach dem Anlassen in Luft oder Wasser mit ≥ 167 °C/h. Spannungsarmglühen 550–585 °C. |
| Schweißen | Schweißbar mit Zusätzen auf Nickelbasis (keine ferritischen Zusätze verwenden): AWS ENiCrMo-6 / ENiCrFe-9 (A5.11), ERNiMo-8 / ERNiCr-3 (A5.14). Restmagnetismus (Blaswirkung) und Wärmeeinbringung kontrollieren; PWHT nach Regelwerk normalerweise entbehrlich. |
| Zerspanung | Ähnlich einem niedriglegierten Stahl mit 690 MPa; gut mit Hartmetall. |
Freiformschmiedestück aus ASTM A522 Type I – 9-%-Ni-Stahl 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
- Flansche und Formstücke für LNG
- Kryogene Armaturen
- Tanks und Leitungen für flüssigen Stickstoff, Sauerstoff und Argon (bis −196 °C)
- Regasifizierungsterminals und LNG-Tanker
- Stutzen kryogener Behälter
Alternativen: A350 LF3 (3,5 % Ni) bis −101 °C, günstiger; Edelstahl 304L/316L (A182), wenn ein Austenit ohne Zäh-spröd-Übergang gewünscht ist; Invar 36 für Rohrleitungen mit geringer Ausdehnung.
ASTM A522 Type I: vollständiger Leitfaden
Was der Stahl ASTM A522 Type I ist
A522 ist die geschmiedete Version des 9-%-Nickel-Stahls der Bleche nach ASTM A353 und A553. Er gehört zur Familie der legierten Stähle, hat aber eine gegenteilige Funktion wie die Cr-Mo-Güten: Statt Hitze zu widerstehen, behält er die Zähigkeit bei kryogenen Temperaturen, bei denen gewöhnliche Kohlenstoffstähle und niedriglegierte Stähle spröde werden.
Chemische Zusammensetzung und Rolle des Nickels
Nickel (8,5 – 9,5 %) senkt die Zäh-spröd-Übergangstemperatur und erzeugt bei richtiger Wärmebehandlung ein Gefüge aus angelassenem Martensit mit stabilem rückumgewandeltem Austenit (beim Anlassen gebildet), der für die Zähigkeit bei −196 °C verantwortlich ist. Kohlenstoff wird niedrig gehalten (≤ 0,13 %), Phosphor und Schwefel sind auf 0,025 % begrenzt, um die Zähigkeit zu erhalten.
Wärmebehandlung
Zweifach normalgeglüht und angelassen oder vergütet, mit Anlassen zwischen 565 und 605 °C. Dustre führt den Zyklus in eigenen Öfen mit Temperaturaufzeichnung im Rahmen der Wärmebehandlung durch und bestätigt das Ergebnis mit Kerbschlagprüfungen.
Schweißen
Der kritische Punkt bei der Fertigung mit 9 % Ni ist der Zusatz: Geschweißt werden muss mit einer Nickellegierung (ENiCrMo-6 / ERNiMo-8 oder ENiCrMo-3), da ferritische Zusätze die bei −196 °C geforderte Zähigkeit nicht erreichen. Vorwärmen ist unnötig oder gering, und normalerweise erfolgt keine Wärmebehandlung nach dem Schweißen. Der Werkstoff ist stark magnetisch, daher müssen die Teile vor dem Schweißen entmagnetisiert werden.
Anwendungen
Flansche, Formstücke, Armaturen, Stutzen und Schmiedeteile von LNG-Tanks und -Rohrleitungen, Luftzerlegungsanlagen (flüssiger Stickstoff und Sauerstoff), Ethylen und andere verflüssigte Gase, zwischen −196 °C und etwa 120 °C.
Lieferformen und Dustre-Leistungen
Rundstäbe und Blöcke, im Freiformschmieden geschmiedet, auf der Bandsäge auf Maß geschnitten, mit Schrupp- oder Schlicht-Bearbeitung, Wärmebehandlung in eigenen Öfen sowie Härte-, Zug- und Kerbschlag-Prüfungen. Alle Werkstoffe werden mit Abnahmeprüfzeugnis 3.1 und Schmelzenrückverfolgbarkeit geliefert.
Häufig gestellte Fragen
Wie ist die chemische Zusammensetzung von ASTM A522 Type I?
Nach ASTM A522/A522M – Type I: C ≤ 0,13; Mn ≤ 0,90; P ≤ 0,025; S ≤ 0,025; Si 0,15 – 0,30 (≤ 0,10 bei Vakuumdesoxidation); Ni 8,5 – 9,5.
Welche Normen gelten für ASTM A522 Type I?
Schmiedestück (Flansche, Formstücke, Armaturen): ASTM A522/A522M Type I; ASME SA-522. Blech: ASTM A353 (NNT) / A553 Type I (QT). Rohr: ASTM A333 Gr 8 / A334 Gr 8. Stumpfschweiß-Formstücke: ASTM A420 WPL8. EN-Stab/Schmiedestück: EN 10222-3 X8Ni9.
Bis zu welcher Temperatur kann ASTM A522 Type I eingesetzt werden?
−196 °C bis 121 °C (Geltungsbereich von A522).
Welche Werkstoffe können ASTM A522 Type I ersetzen?
A350 LF3 (3,5 % Ni) bis −101 °C, günstiger; Edelstahl 304L/316L (A182), wenn ein Austenit ohne Zäh-spröd-Übergang gewünscht ist; Invar 36 für Rohrleitungen mit geringer Ausdehnung.
Warum wird A522 Type I für kryogene Flansche und Armaturen verwendet?
Nickel von 8,5 bis 9,5 % behält mit der Behandlung NNT oder QT die Zähigkeit bei −196 °C, einer Temperatur, bei der gewöhnliche Kohlenstoffstähle und niedriglegierte Stähle spröde werden. Deshalb ist er Standard bei LNG, flüssigem Sauerstoff, Stickstoff und Argon.
Ist A522 Type I für hohe Temperaturen geeignet?
Nein. Der Geltungsbereich von ASTM A522 reicht von −196 °C bis 121 °C. Für hohe Temperaturen werden Cr-Mo-Stähle wie F11 oder F9 (ASTM A182) verwendet.
Wo kann man ASTM A522 Type I in Brasilien kaufen?
Dustre liefert ASTM A522 Type I 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].
