ASTM A182 F91 Type 1 – UNS K90901
Modifizierter 9Cr-1Mo-V-Nb-Stahl („P91“) für Kriechbeanspruchung
Martensitischer 9Cr-1Mo-Stahl, mit V, Nb und N modifiziert, geschmiedet nach ASTM A182. Die feinen Karbonitride verleihen eine Kriechbeständigkeit, die der von F22 und F9 weit überlegen ist und dünnere Wände in überkritischem Dampf erlaubt. Er erfordert strenge Kontrolle von Wärmebehandlung und Schweißen.
Bezeichnungen und Entsprechungen
| System | Bezeichnung |
|---|---|
| UNS | K90901 |
| W.Nr./EN | X10CrMoVNb9-1 – 1.4903 (EN 10222-2) |
| DIN | X10CrMoVNb9-1 |
| JIS | SFVAF28 (JIS G3203) |
| Handelsnamen | Grade 91, P91, T91, mod. 9Cr-1Mo |
| Weitere | Rohr A335 P91; Blech A387 Gr 91; Formstücke A234 WP91; Guss A217 C12A |
Normen nach Lieferform
| Form | Norm |
|---|---|
| Schmiedestück (Flansche, Formstücke, Armaturen) | ASTM A182/A182M F91 Type 1 / Type 2; ASME SA-182 |
| Größere Schmiedestücke | ASTM A336 F91 |
| Rohr | ASTM A335 P91 / A213 T91 |
| Blech | ASTM A387 Gr 91 |
| Stumpfschweiß-Formstücke | ASTM A234 WP91 |
| Guss | ASTM A217 C12A |
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 |
| 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 A182/A182M – F91 Type 1
| Element | Bereich (%) |
|---|---|
| C | 0,08 – 0,12 |
| Mn | 0,30 – 0,60 |
| P | ≤ 0,020 |
| S | ≤ 0,010 |
| Si | 0,20 – 0,50 |
| Ni | ≤ 0,40 |
| Cr | 8,0 – 9,5 |
| Mo | 0,85 – 1,05 |
| V | 0,18 – 0,25 |
| Nb | 0,06 – 0,10 |
| N | 0,030 – 0,070 |
| Al | ≤ 0,02 |
| Ti / Zr | ≤ 0,01 je |
Kohlenstoffäquivalent von ASTM A182 F91 Type 1 für das Schweißen berechnen →
Mechanische Eigenschaften
Normalgeglüht + angelassen – ASTM A182 F91 (Typ 1 und 2)
| Eigenschaft | Wert |
|---|---|
| Streckgrenze (0,2 %) | ≥ 415 MPa |
| Zugfestigkeit | ≥ 585 MPa |
| Bruchdehnung | ≥ 20 % |
| Brucheinschnürung | ≥ 40 % |
| Härte | 190 – 248 HBW |
Typische physikalische Eigenschaften
| Eigenschaft | Wert |
|---|---|
| Dichte | 7,77 g/cm³ |
| Elastizitätsmodul | ≈ 218 GPa |
| Wärmeleitfähigkeit (20 °C) | ≈ 26 W/m·K |
| Wärmeausdehnung (20–100 °C) | ≈ 10,9 µm/m·K |
Gewicht von Stab, Blech oder Rohr aus ASTM A182 F91 Type 1 berechnen →
Wärmebehandlung, Schweißen und Zerspanung
| Punkt | Übliche Praxis |
|---|---|
| Einsatztemperatur | Bis ≈ 600–625 °C bei Kriecheinsatz (ASME erlaubt bis 649 °C). |
| Wärmebehandlung | Normalglühen 1.040–1.080 °C + Anlassen 730–800 °C (Typ 1). Außerhalb des Fensters oder bei ungeeigneter Abkühlung bilden sich Ferrit/unangelassener Martensit, und die Kriechbeständigkeit geht verloren. |
| Schweißen | Vorwärmen 200–250 °C, Zwischenlagentemperatur ≤ 300–350 °C, vor der Wärmebehandlung nach dem Schweißen (PWHT) auf unter ≈ 100 °C abkühlen; Zusatz AWS E9015-B91 / E9018-B91 (A5.5), ER90S-B91 (A5.28), E91T1-B91; PWHT zwingend bei 745–775 °C. Ni+Mn des Schweißguts kontrollieren (< 1,2 %). |
| Zerspanung | Mittelmäßig; härter als F22, Hartmetallwerkzeuge. |
Freiformschmiedestück aus ASTM A182 F91 Type 1 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
- Frisch- und Zwischenüberhitzungsdampfleitungen überkritischer Kraftwerke
- Sammler und Formstücke von Kesseln und Abhitzedampferzeugern (HRSG)
- Hochdruck- und Hochtemperaturarmaturen
- Hochtemperatur-Raffinerieöfen und -Wärmeübertrager
- Behälterstutzen und Bauteile unter Kriechbeanspruchung
Alternativen: F22 für niedrigere Temperatur/Druck und einfacheres Schweißen; F92 (mit W) für noch höhere Kriechbeständigkeit; F9, wenn Sulfidierung im Vordergrund steht, nicht Kriechen; Edelstahl 347H oberhalb von ≈ 625 °C.
ASTM A182 F91 Type 1: vollständiger Leitfaden
Was der Stahl ASTM A182 F91 ist
F91 ist die geschmiedete Version von Grade 91, derselben Legierung wie die Rohre P91 und T91. Er gehört zur Familie der Cr-Mo-legierten Stähle für hohe Temperatur, neben F11, F22, F5 und F9. Anders als nichtrostende Stähle wird F91 nicht wegen der Beständigkeit gegen wässrige Korrosion gewählt, sondern wegen der Kriechbeständigkeit, also der Fähigkeit, Tausende von Stunden zwischen 500 und 650 °C Belastung ohne übermäßige Verformung zu ertragen.
Chemische Zusammensetzung und Rolle der Elemente
Die 9 % Chrom und 1 % Molybdän verleihen Beständigkeit gegen Dampfoxidation und Mischkristallverfestigung. Was F91 von F9 unterscheidet, sind die kontrollierten Zusätze von Vanadium (0,18 – 0,25 %), Niob (0,06 – 0,10 %) und Stickstoff (0,030 – 0,070 %): Diese Elemente bilden feine, stabile Karbonitride, die das Gefüge im Betrieb fixieren und die Kriechbeständigkeit gegenüber herkömmlichem 9Cr-1Mo erhöhen. Aluminium ist auf 0,02 % begrenzt, damit es den Stickstoff nicht verbraucht.
Wärmebehandlung
Der Standardzyklus ist Normalglühen bei 1.040 – 1.080 °C mit anschließendem Anlassen bei 730 – 800 °C. Dustre führt diesen Zyklus in eigenen Öfen mit Temperaturaufzeichnung im Rahmen der Wärmebehandlung durch. Teile, die geschmiedet oder wesentlich kalt verformt werden, müssen den gesamten Zyklus erneut durchlaufen.
Schweißen
Das Schweißen von F91 ist kritisch und erfordert ein qualifiziertes Verfahren: Zusätze derselben Klasse (9Cr-1Mo-V), Vorwärmen auf 200 – 250 °C, Kontrolle der Zwischenlagentemperatur und Wärmebehandlung nach dem Schweißen bei 745 – 775 °C. Ohne PWHT bleibt die Wärmeeinflusszone martensitisch, hart und spröde, und die Verbindung verliert Kriechbeständigkeit. Das ist der wichtigste Punkt, auf den beim Kauf und bei der Fertigung mit diesem Werkstoff zu achten ist.
Anwendungen
Flansche, Schmiedeformstücke, Armaturen, Sammler, Böden und Dampfleitungsteile in Kesseln und Turbinen; Raffinerie- und petrochemische Ausrüstung mit Betrieb oberhalb von 500 °C; Bauteile von Öfen und Reaktoren. Bei Temperaturen unter 450 °C wird F91 meist wirtschaftlich vorteilhaft durch F22 oder F11 ersetzt.
Lieferformen und Dustre-Leistungen
Rundstäbe und Blöcke, im Freiformschmieden geschmiedet, auf der Bandsäge auf Maß geschnitten, mit Schrupp- oder Schlicht-Bearbeitung 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 A182 F91 Type 1?
Nach ASTM A182/A182M – F91 Type 1: C 0,08 – 0,12; Mn 0,30 – 0,60; P ≤ 0,020; S ≤ 0,010; Si 0,20 – 0,50; Ni ≤ 0,40.
Welche Normen gelten für ASTM A182 F91 Type 1?
Schmiedestück (Flansche, Formstücke, Armaturen): ASTM A182/A182M F91 Type 1 / Type 2; ASME SA-182. Größere Schmiedestücke: ASTM A336 F91. Rohr: ASTM A335 P91 / A213 T91. Blech: ASTM A387 Gr 91. Stumpfschweiß-Formstücke: ASTM A234 WP91. Guss: ASTM A217 C12A.
Bis zu welcher Temperatur kann ASTM A182 F91 Type 1 eingesetzt werden?
Bis ≈ 600–625 °C bei Kriecheinsatz (ASME erlaubt bis 649 °C).
Welche Werkstoffe können ASTM A182 F91 Type 1 ersetzen?
F22 für niedrigere Temperatur/Druck und einfacheres Schweißen; F92 (mit W) für noch höhere Kriechbeständigkeit; F9, wenn Sulfidierung im Vordergrund steht, nicht Kriechen; Edelstahl 347H oberhalb von ≈ 625 °C.
Wo kann man ASTM A182 F91 Type 1 in Brasilien kaufen?
Dustre liefert ASTM A182 F91 Type 1 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].
