Superduplex-Edelstahl Zeron 100 / F55: Normen, Zusammensetzung und Eigenschaften
UNS S32760, 1.4501
F55 ist das Schmiedestück nach ASTM A182 aus Superduplex UNS S32760, bekannt unter dem Handelsnamen Zeron 100: austenitisch-ferritischer Edelstahl mit 24–26 % Cr, 3–4 % Mo, 0,20–0,30 % N sowie Zusätzen von Kupfer und Wolfram (je 0,5–1,0 %), mit einer PREN ≥ 40, die Bestellspezifikationen verlangen (NORSOK M-630, Hersteller), und einer Streckgrenze von 550 MPa. In EN lautet die Bezeichnung 1.4501; als Guss Sorte 6A (CD3MWCuN). F53 (S32750, 2507) ist ein anderer Superduplex, ohne Cu und W, und hat eine eigene Seite.
Eine Zusammensetzung, mehrere Normen
Der Name ändert sich mit der Lieferform. Geben Sie bei der Spezifikation Norm, Sorte und Klasse an.
| Form | ASTM/ASME | Sorte/Klasse | EN | ABNT/weitere |
|---|---|---|---|---|
| Schmiedestück und Flansch (B16.5) | A182 / SA-182 | F55 (S32760) | EN 10250-4 / EN 10222-5: 1.4501* | NORSOK M-630 MDS D54* |
| Stab | A479 / SA-479; A276 | S32760 | EN 10088-3 / EN 10272: 1.4501 | NORSOK MDS D57* |
| Blech, Coil, Band | A240 / SA-240 | S32760 | EN 10088-2 / EN 10028-7: 1.4501 | NORSOK MDS D55* |
| Nahtloses Rohr (Rohrleitung) | A790 / SA-790 | S32760 | EN 10216-5: 1.4501 | NORSOK MDS D51* |
| Wärmetauscherrohr | A789 / SA-789 | S32760 | EN 10216-5 | NORSOK MDS D58* |
| Geschweißtes Rohr | A790 (geschweißt); A928 (schmelzgeschweißt, Klassen 1–5) | S32760 | EN 10217-7: 1.4501* | NORSOK MDS D52* |
| Formstücke (Stumpfschweißen) | A815 / SA-815 | WPS32760 (Klassen WP-S, WP-W, WP-WX, CR)* | EN 10253-4* | NORSOK MDS D53* |
| Guss | A890 / A995 (Druckguss) | 6A = CD3MWCuN (J93380) | — | NORSOK MDS D56* |
| Schweißzusatz | AWS A5.9 / A5.4 / A5.22 | ER2594, E2594, E2594T; Typ Zeron 100X | EN ISO 14343: 25 9 4 N L | Zeron 100X (mit W) passt zu S32760 |
| Scheibe/Schraube, Sauergasbetrieb | A182 / A479 / A276 + NACE | S32760 | — | NACE MR0175/ISO 15156-3; NACE MR0103; API 6A* |
NBR 5601 enthält keine Superduplex-Sorte (nicht bestätigt*); Angabe über UNS + ASTM-/EN-Erzeugnisnorm. Die NORSOK-MDS-Nummern stammen aus einer alten Revisionsliste und können sich in aktuellen Ausgaben der M-630 geändert haben*.
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 |
| Nahtloses Rohr | 7304.41.90 | 7304.41 | 7304.41.6045 | 7304 41 00 |
| Geschweißtes Rohr | 7306.40.00 | 7306.40 | 7306.40.5085 | 7306 40 80 |
| 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 nach Norm (%)
Die Bereiche jeder Norm nebeneinander, um die Unterschiede zu erkennen.
| Norm / Sorte | C max | Mn max | P max | S max | Si max | Cr | Ni | Mo | N | Sonstige |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| A240/A182 F55 (S32760) | 0,030 | 1,00 | 0,030 | 0,010 | 1,00 | 24,0–26,0 | 6,0–8,0 | 3,0–4,0 | 0,20–0,30 | Cu 0,50–1,00; W 0,50–1,00*; PREN ≥ 40 |
| A890/A995 6A (CD3MWCuN) | 0,03 | 1,00 | 0,030 | 0,025 | 1,00 | 24,0–26,0 | 6,5–8,5 | 3,0–4,0 | 0,20–0,30 | Cu 0,5–1,0; W 0,5–1,0 |
PREN von Superduplex Zeron 100 / F55 / S32760 im PREN-Rechner berechnen →
Mechanische Eigenschaften nach Norm
Mindestwerte bei Raumtemperatur im angegebenen Lieferzustand.
| Norm und Zustand | Streckgrenze min | Zugfestigkeit | Dehnung | Einschnürung | Härte |
|---|---|---|---|---|---|
| SCHMIEDESTÜCKE | |||||
| A182 F55, lösungsgeglüht | 550 MPa (80 ksi) | 750–895 MPa (109–130 ksi) | 25 % | 45 % | nicht festgelegt* |
| GEWALZT | |||||
| A240 S32760, Blech | 550 MPa | 750–895 MPa | 25 % | — | 270 HBW max* (Quellen weichen ab) |
| A479 / A276 Stab S32760 | 550 MPa | 750–895 MPa* | 25 %* | * | 310 HBW max (Langley) |
| ROHRE, FORMSTÜCKE UND GUSSTEILE | |||||
| A790 / A789 S32760 | 550 MPa | 750–895 MPa | 25 % | — | 310 HBW / 32 HRC max* |
| A815 WPS32760 | nach Ausgangswerkstoff* | 750 MPa min* | 25 %* | — | * |
| A890 / A995 6A (CD3MWCuN) | 450 MPa (65 ksi) | 690 MPa min (100 ksi) | 25 % | — | — |
Gewicht von Stab, Blech oder Rohr aus Superduplex Zeron 100 / F55 / S32760 berechnen →
F55 (S32760) gegenüber F53 (S32750): Zeron 100 gegenüber 2507
Beide Legierungen haben dieselbe 25Cr-7Ni-Basis und dieselbe Streckgrenze von 550 MPa. S32750 (2507) enthält mehr Mo (bis 5 %) und N (0,24–0,32 %) und kein W; sie hat eine höhere Mindestzugfestigkeit (800 MPa) und eine geringere Dehnung (15 %). S32760 (Zeron 100) fügt Cu und W hinzu (je 0,5–1,0 %), hat höchstens 4 % Mo und trägt die PREN ≥ 40 als Anforderung in der Zusammensetzung selbst; die Zugfestigkeit liegt bei 750–895 MPa mit 25 % Dehnung. In der Praxis sind sie in vielen MDS austauschbar (NORSOK führt beide auf demselben Datenblatt), sie sind aber nicht dieselbe Sorte: Prüfen Sie, welche UNS die Spezifikation verlangt, und verwenden Sie einen passenden Schweißzusatz (ER2594 oder Typ Zeron 100X).
Von den Normen geforderte Wärmebehandlungen
| Norm | Lieferzustand | Temperatur |
|---|---|---|
| A182 F55 / A240 S32760 | Lösungsgeglüht und in Flüssigkeit abgekühlt | 1100–1140 °C (2010–2085 °F) |
| A790 S32760 | Lösungsgeglüht und rasch abgekühlt | 1070–1140 °C (1960–2085 °F) (Total Materia)* |
| A890 / A995 6A | Lösungsgeglüht und in Wasser abgeschreckt | 1100 °C min* |
Freiformschmiedestück aus Superduplex Zeron 100 / F55 / S32760 planen: Umformgrad, Schlankheit und die zu liefernde Materialmenge →Zuschnittplan des Blocks oder Stabs simulieren →
Varianten der Familie
| Variante | Normen | Unterschied | Streckgrenze / Zugfestigkeit |
|---|---|---|---|
| S32750 (2507, SAF 2507, 1.4410) | A182 F53, A240, A479, A790, A789, A815, A928 | Mo 3–5 %, N 0,24–0,32 %, kein W/Cu | 550 / 800 MPa |
| S32760 (Zeron 100, 1.4501) | A182 F55, A240, A276, A479, A790, A789, A815, A928 | Cu 0,5–1 % und W 0,5–1 %; PREN ≥ 40 gefordert | 550 / 750–895 MPa |
| S32550 (Ferralium 255, 1.4507) | A182 F61, A240, A479, A276, A790 | Cu 1,5–2,5 %, weniger Ni und N; die Mindest-PREN kann < 40 sein | 550 / 750–760 MPa |
| S32520 (UR 52N+, Ferralium 255-SD50, 1.4507) | A182 F59, A240, A789, A790, A928 | Cu 0,5–3 %*, N bis 0,35 %; PREN > 40 | 550 / 770 MPa |
| CE3MN (5A, J93404) | A890 / A995 5A | Gussäquivalent zu 2507; Mo 4–5 % | 515 / 690 MPa |
| CD3MWCuN (6A, J93380) | A890 / A995 6A | Gussäquivalent zu Zeron 100 (Cu + W) | 450 / 690 MPa |
Korrosion, PREN und Temperatur
- PREN: Cr + 3,3 (Mo + 0,5 W) + 16 N. Für S32760 verlangen NORSOK M-630, NACE MR0175 und die Herstellerspezifikation (Zeron 100) eine PREN ≥ 40; mit den ASTM-Mindestgehalten ergibt die Rechnung ≈ 38, weshalb die PREN an der Schmelze geprüft wird.
- Loch- und Spaltkorrosion: Übliche Prüfung ist ASTM G48 Verfahren A bei 50 °C über 24 h ohne Lochfraß (22Cr: 40 °C). Typische CPT deutlich über der von 22Cr-Duplex und 316L.
- Intermetallische Phasen (Sigma, Chi): scheiden sich zwischen ~600 und 1000 °C schnell aus; der kritische Bildungsbereich reicht von ~320 bis 955 °C (A923). Langsames Abkühlen nach dem Lösungsglühen oder Schweißen mit hoher Wärmeeinbringung lässt Zähigkeit und Lochkorrosionsbeständigkeit einbrechen.
- 475-°C-Versprödung: Der Ferrit verhärtet bei langer Einwirkung zwischen ~300 und 525 °C, was den Dauereinsatz auf etwa 250 °C begrenzt (ASME akzeptiert meist bis ~315 °C)*.
- Tiefe Temperatur: Zähigkeit nachgewiesen durch Charpy bei −46 °C (NORSOK: 45 J Mittelwert / 35 J Einzelwert) oder −40 °C (A923 Verfahren B).
- NACE MR0175/ISO 15156-3: Lösungsgeglühter Superduplex ist zulässig, mit Grenzen für pH2S, Chlorid und Temperatur, die vom PREN-Bereich (40–45) abhängen; NACE MR0103 begrenzt Superduplex auf 32 HRC; NORSOK-Bestellungen verlangen meist 28 HRC / 270 HB*.
Legierungen nach korrosivem Medium, Konzentration und Temperatur vergleichen →
Erforderliche Prüfungen für Superduplex (ASTM A923, G48, NORSOK)
- ASTM A923: weist intermetallische Phasen nach: Verfahren A (NaOH-Ätzung, nur Abnahme), Verfahren B (Charpy) und Verfahren C (Eisen(III)-chlorid).
- A923 Verfahren C: S32750, S32550 und S32520 geprüft bei 40 °C, maximaler Verlust 10 mdd. S32760 kam in der Ausgabe 2008 nicht vor; in der aktuellen Ausgabe bestätigen*.
- A923 Verfahren B: S32750 bei −40 °C mit zwischen Besteller und Lieferant vereinbarter Energie; Guss J93404 (5A) bei −46 °C, mindestens 54 J.
- ASTM G48 A bei 50 °C / 24 h: Kein Lochfraß und Masseverlust ≤ 4 g/m² ist das übliche Kriterium nach NORSOK M-630/M-650*.
- Ferrit (ASTM E562): 35–55 % im Grundwerkstoff; in der Schweißnaht 30–70 % (NORSOK M-601)*.
- NORSOK M-650: Herstellerqualifizierung (Schmiede, Gießerei, Walzwerk) für 25Cr; erfordert ein Qualifizierungsstück mit den oben genannten Prüfungen.
Schweißen
| Punkt | Übliche Praxis |
|---|---|
| Schweißzusatz | ER2594 (AWS A5.9), E2594 (A5.4) oder ein Schweißzusatz vom Typ Zeron 100X (mit W); EN ISO 14343 25 9 4 N L |
| Gas | Ar + 2 % N2 (Schutzgas) und Ar oder Ar + N2 zum Formieren, um Stickstoffverlust an der Wurzel zu vermeiden |
| Vorwärmen | Nicht angewandt |
| Zwischenlagentemperatur | Max. 100–150 °C (100 °C üblich für 25Cr)* |
| Wärmeeinbringung | Niedrig und kontrolliert, ~0,5–1,5 kJ/mm, um den Ferrit auszubalancieren, ohne Sigma auszuscheiden* |
| Wärmenachbehandlung (PWHT) | Kein Spannungsarmglühen; falls nötig, nur vollständiges Lösungsglühen mit Wasserabschreckung |
| Kontrolle | Ferrit und Härte bei der Qualifizierung (üblich max. 350 HV10), G48 und Charpy nach NORSOK M-601/M-650* |
Schweißzusatz zum Schweißen
Die Drahtzusammensetzung ist meist nicht mit dem Werkstoff identisch: Jede Seite erklärt, warum.
Internationale Entsprechungen
| System | Bezeichnung |
|---|---|
| UNS | S32760; Gussäquivalent J93380 (6A) |
| ASTM-Schmiedestück | F55 (S32760) |
| EN / W.Nr. | 1.4501 X2CrNiMoCuWN25-7-4 |
| Handelsnamen | Zeron 100 (Rolled Alloys) |
| JIS | Kein direktes JIS-Äquivalent* |
| GB | Kein direktes GB-Äquivalent* |
| ABNT / SAE / AISI | Keine AISI-/SAE-Bezeichnung; NBR 5601 enthält keine entsprechende Sorte* |
Die Gegenüberstellung erfolgt nach ungefährer Zusammensetzung; Mindesteigenschaften, Prüfungen und Wärmebehandlung unterscheiden sich von Norm zu Norm.
Typische Anwendungen
| Form oder Branche | Einsatzgebiete |
|---|---|
| Offshore-Öl und -Gas | Meerwasserleitungen, Injektion, Manifolds, Umbilicals und Feuerlöschwassersysteme (NORSOK) |
| Subsea | Verbinder, F55-Flansche, Hubs und Armaturen mit Meerwasserkontakt |
| Meerwasserentsalzung (SWRO) | Hochdruckrohre und -behälter mit Sole |
| Chemie und Zellstoff | Wärmetauscher, Pumpen und Anlagen mit Chloriden und Säuren |
| Pumpen und Armaturen | Gussgehäuse aus 6A, Wellen und Einbauten aus Stab nach A479 |
| Befestigungstechnik | Stehbolzen und Muttern aus Superduplex für Chlorid- und H2S-Medien |
Häufig gestellte Fragen
Sind F53 und F55 dasselbe?
Nein. F53 ist S32750 (2507), F55 ist S32760 (Zeron 100, mit Cu und W). Sie haben dieselbe Streckgrenze von 550 MPa und eine 25Cr-Basis, unterscheiden sich aber in Zusammensetzung, Zugfestigkeit und Wärmebehandlung.
Wie hoch ist die Mindest-PREN von F55?
PREN ≥ 40, gefordert von Bestellspezifikationen (NORSOK M-630, NACE MR0175 und Hersteller) und an der Schmelzenanalyse geprüft: Cr + 3,3 (Mo + 0,5 W) + 16 N. Allein mit den ASTM-Mindestgehalten ergäbe die Rechnung ≈ 38.
Was ist der Unterschied zwischen Duplex und Superduplex?
22Cr-Duplex (S31803/S32205, F51/F60) hat eine PREN von ~34 und eine Streckgrenze von 450 MPa. 25Cr-Superduplex hat PREN ≥ 40 und eine Streckgrenze von 550 MPa, für Meerwasser und aggressivere Chloride.
Welcher Guss entspricht Zeron 100?
ASTM A890/A995 Sorte 6A (CD3MWCuN, J93380), mit Cu und W wie S32760.
