VDM Aluchrom YHf Werkstoffdatenblatt Nr Ausgabe Mai 2008

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1 VDM Werkstoffdatenblatt Nr Ausgabe Mai 2008

2 2 ist ein mit Yttrium und Hafnium legierter aluminiumhaltiger ferritischer Chromstahl. Durch die hohen Gehalte von Aluminium und Chrom in Verbindung mit Yttrium und Hafnium weist die Legierung eine gute Hochtemperaturbeständigkeit auf. ist charakterisiert: sehr gute isotherme und zyklische Oxidationsbeständigkeit gute Warmfestigkeit Bezeichnungen und Normen* Land Werkstoff- Bezeichnung Spezifikation Normung Chemische Zusammensetzung Band Draht D (W.-Nr ) (X8CrAl20-5) DIN (17470) (17470) *Bezeichnungen und Normen in runden Klammern zeigen das einzelne Angaben von ThyssenKrupp VDM Daten abweichen. Tabelle 1 Bezeichnungen und Normen. Chemische Zusammensetzung Ni Cr Fe C Mn Si Al Zr Y Hf N min. 19,0 5,5 Rest max. 0,30 22,0 0,05 0,50 0,50 6,5 0,07 0,10 0,10 0,01 Tabelle 2 Chemische Zusammensetzung (%).

3 3 Physikalische Eigenschaften Dichte Schmelztemperatur 7,16 g/cm 3 ca C Temperatur (T) Elektrischer Widerstand Wärmeleitfähigkeit Spezifische Wärme Ausdehnungskoeffizient von 20 C bis T C µω cm W J 10 6 m K kg K K , ,9 12, ,4 12, ,9 12, , , ,9 13, ,2 13, ,7 13, ,1 14, ,5 14, Tabelle 3 Typische physikalische Eigenschaften bei Raum- und erhöhten Temperaturen. Mechanische Eigenschaften Die folgenden Eigenschaften gelten für im weichgeglühten Zustand: Temperatur, T Dehngrenze, R p0,2 Zugfestigkeit, R m Bruchdehnung, A 5 C MPa MPa % Tabelle 4 Minimum mechanische Kurzzeit-Eigenschaften im weichgeglühten Zustand.

4 Spezifische Massenänderung, g/m Spezifische Massenänderung, g/m Zeit, h Zeit, h 0,24 mm 0,05 mm 0,03 mm Aluchrom Y Abb. 1 Hochtemperaturoxidationsbeständigkeit von in Abhängigkeit von der Temperatur für verschiedene Banddicken bei 1100 C (100-Stunden-Zyklen). Abb. 2 Vergleich der Hochtemperaturoxidationsbeständigkeit von Aluchrom Y und bei 1200 C (100-Stunden-Zyklen). Gefügebeschaffenheit hat ein kubisch-raumzentriertes Gitter. Die ferritische Legierung neigt zur Kaltversprödung nach Einsatz bei Temperaturen über 1000 C. Versprödung ist ebenfalls möglich nach Einsatz bei Temperaturen zwischen 400 und 550 C. Die Legierung ist magnetisch. Hochtemperatur Korrosionsbeständigkeit ist ein ferritischer Chromstahl mit Zusatz von mehr als 5% Aluminium, bis zu 0,1 % Yttrium und bis zu 0,1% Hafnium. Der hohe Aluminiumgehalt in Kombination mit den genau abgestimmten Anteilen an Yttrium und Hafnium erlauben den Einsatz unter extremen Bedingungen bis 1200 C. Ermöglicht wird dies durch die gut haftende Al 2 O 3 -Schicht. Die Abbildungen 1 und 2 zeigen das Hochtemperaturoxidationsverhalten von. Anwendungen findet vor allem als Trägerfolie in Abgaskatalysatoren in der Automobilindustrie und als Heizleiter für Kochplatten Anwendung. Verarbeitung und Wärmebehandlung kann bei den angegebenen Abmessungen mit den üblichen industriellen Fertigungstechniken gut verarbeitet werden. Aufheizen Werkstücke müssen vor und während der Wärmebehandlung sauber und frei von jeglichen Verunreinigungen sein. Schwefel, Phosphor, Blei und andere niedrig schmelzende Metalle können bei der Wärmebehandlung von zur Schädigung führen. Derartige Verunreinigungen können in Makierungs- und Temperaturanzeige-Farben oder -Stiften, sowie in Schmierfetten, Ölen, Brennstoffen und dergleichen enthalten sein. Brennstoffe müssen einen möglichst niedrigen Schwefelgehalt aufweisen. Erdgas sollte einen Anteil von weniger als 0,1 Gew.-% Schwefel enthalten. Heizöl mit einem Anteil von max. 0,5 Gew.-% ist ebenfalls geeignet. Wärmebehandlungen sind wegen der genauen Temperaturführung und Freiheit von Verunreinigungen bevorzugt in Elektroöfen unter Vakuum oder Schutzgas vorzunehmen. Wärmebehandlungen in Luft bzw. in gasbeheizten Öfen sind ebenfalls akzeptabel, sofern Verunreinigungen niedrig liegen, so dass eine neutrale bzw. leicht oxidierende Ofenatmoshäre eingestellt werden kann. Eine zwischen oxidierend und reduzierend wechselnde Ofenatmosphäre ist zu vermeiden. Auch dürfen die Werkstücke nicht direkt von den Flammen beaufschlagt werden. Warmumformung soll im Temperaturbereich zwischen 1050 und 850 C warmgeformt werden mit anschließender schneller Abkühlung in Wasser oder an Luft. Eine Wärmebehandlung nach der Warmumformung wird zur Erzielung optimaler Eigenschaften empfohlen. Warmbiegen erfolgt bevorzugt bei 200 to 300 C.

5 5 Kaltumformung Zur Kaltumformung sollten die Werkstücke im geglühten Zustand vorliegen. Bei starken Kaltumformungen sind Zwischenglühungen nötig. Oxidiertes Flachmaterial kann ebenfalls gebogen und kalt umgeformt werden. Der innere Biegedurchmesser sollte mindestens 3 x Blechdicke betragen. Wärmebehandlung Die Weichglühung soll bei Temperaturen oberhalb von 800 C erfolgen. Zur Erzielung optimaler Eigenschaften ist beschleunigt mit Wasser abzukühlen. Bei dünnem Band kann auch eine schnelle Luftabkühlung erfolgen. Bei jeder Wärmebehandlung ist das Material in den bereits auf maximale Glühtemperatur aufgeheizten Ofen einzulegen. Die unter Aufheizen aufgeführten Sauberkeitsanforderungen sind zu beachten. Entzundern und Beizen Hochtemperaturlegierungen bauen im Betrieb schützende Oxidschichten auf. Voroxidation in Luft kann die Oxidationsbeständigkeit bei höheren Temperaturen verbessern. Daher ist die Notwendigkeit des Entzunderns bei Bestellung zu prüfen. Oxide von und Anlauffarben im Bereich von Schweißungen haften fester als bei Edelstählen. Sollte ein Entzundern erforderlich sein, wird ein Schleifen mit sehr feinen Schleifbändern oder -scheiben empfohlen. Falls gebeizt werden muss, was üblicherweise in Salpeter- Flußsäure-Gemischen durchgeführt wird, müssen die Oxidschichten durch Strahlen oder feines Schleifen zerstört oder in Salzschmelzen vorbehandelt werden. Besonders zu beachten ist die Beizzeit und die Temperatur der Beize. Spanabhebende Bearbeitung ist vorzugsweise im wärmebehandelten Zustand zu bearbeiten. Es sind die für ferritische Chromstähle bekannten Bearbeitungsparameter zu verwenden. Schweißen Obgleich Schweißen von nicht empfohlen wird, kann der Werkstoff nach dem WIG-Verfahren geschweißt werden. Zum Schweißen soll das Material im weichgeglühten Zustand vorliegen und frei von Zunder, Fett oder Makierungen sein. Während des Schweißens ist auf größte Sauberkeit zu achten und Zugluft zu vermeiden. Reinigung Reinigung des Grundwerkstoffes im Nahtbereich (beidseitig) und des Schweißzusatzes (z.b. Schweißstab) sollte mit ACE- TON erfolgen. Trichloräthylen (TRI), Perchloräthylen (PER) und Tetrachlorkohlenstoff (TETRA) sind gesundheitsschädigend und dürfen daher nicht verwendet werden. Schweißparameter und Einflüsse (Wärmeeinbringung) Es ist dafür Sorge zu tragen, dass beim Schweißen mit gezielter Wärmeführung, geringer Wärmeeinbringung und schneller Wärmeabführung gearbeitet wird. Die Zwischenlagentemperatur soll 120 C nicht überschreiten. Prinzipiell ist eine Kontrolle der Schweißparameter erforderlich. Die Wärmeeinbringung Q kann wie folgt berechnet werden: Q = U x I x 60 (kj/cm) v x 1000 U= Lichtbogenspannung, Volt I = Schweißstromstärke, Ampere v = Schweißgeschwindigkeit, cm/min. Rücksprache mit dem ThyssenKrupp VDM-Schweißlabor wird empfohlen. Nachbehandlung (Bürsten, Beizen und Wärmebehandlung) Bei optimaler Ausführung der Arbeiten führt das Bürsten direkt nach dem Schweißen, also im noch warmen Zustand, ohne zusätzliches Beizen zu dem gewünschten Oberflächenzustand, d. h., Anlauffarben können restlos entfernt werden. Beizen, wenn gefordert oder vorgeschrieben, ist im Allgemeinen der letzte Arbeitsgang an der Schweißung. Die Hinweise im Abschnitt Entzundern und Beizen sind zu beachten. Wärmebehandlungen sind in der Regel weder vor noch nach dem Schweißen notwendig.

6 6 Verfügbarkeit ist als Band lieferbar. Band Lieferzustand: Kaltgewalzt oder blankgeglüht Dicke Breite Rollen-Innen-Ø mm mm mm > 0,02 0, > 0,10 0, > 0,20 0, > 0,25 0, > 0,60 1, Technische Veröffentlichungen Zum Werkstoff sind folgende technische Veröffentlichungen von ThyssenKrupp VDM GmbH oder aus dem Internet unter erhältlich: J. Kloewer, A. Kolb-Telieps, U. Heubner, M. Brede: Effects of alloying elements and foil dimensions on the life time of thin Fe-Cr-Al foils in catalytic converters. CORROSION 1998, Paper No. 746, NACE International, San Diego, J. Kloewer, A. Kolb-Telieps, B. Brede: Effect of aluminium and reactive elements on the oxidation behaviour of thin Fe-Cr-Al foils. Int. Conference MACC 97, Wuppertal A. Kolb-Telieps, J. Kloewer, A. Heesemann, F. Faupel: High temperature corrosion resistant Fe-Cr-Al foils. HTCP Conference 2000, Hokkaido, Japan. Alle Angaben in diesem Werkstoffdatenblatt beruhen auf praktischen Erfahrungen sowie Ergebnissen aus Forschung und Entwicklung bzw. stammen aus im Werkstoffdatenblatt aufgeführten Normen und Standards und entsprechen nach bestem Wissen dem Stand der Technik bei Drucklegung. Die Angaben erfolgen ohne Gewähr und können sich zur Weiterentwicklung oder Verbesserung der Werkstoffqualität ohne Ankündigung ändern. Lieferungen und Leistungen unterliegen ausschließlich den Allgemeinen Geschäftsbedingungen der ThyssenKrupp VDM GmbH. Druckschriften und Werkstoffdatenblätter unterliegen keinem automatischen Austauschdienst. Es wird empfohlen, im Bedarfsfall die aktuellste Ausgabe anzufordern: per Telefon unter per Telefax unter oder per unter Aktuelle Werkstoffdatenblätter und Druckschriften der ThyssenKrupp VDM sind ebenfalls im Internet verfügbar unter Ausgabe Mai Diese Ausgabe ersetzt Werkstoffdatenblatt Nr Ausgabe März 2007.

7 Impressum Veröffentlichung Mai 2008 Herausgeber VDM Metals GmbH Plettenberger Straße Werdohl Germany Disclaimer Alle Angaben in diesem Datenblatt beruhen auf Ergebnissen aus der Forschungsund Entwicklungstätigkeit der VDM Metals GmbH und den zum Zeitpunkt der Drucklegung zur Verfügung stehenden Daten der aufgeführten Spezifikationen und Standards. Die Angaben stellen keine Garantie für bestimmte Eigenschaften dar. VDM Metals behält sich das Recht vor, Angaben ohne Ankündigung zu ändern. Alle Angaben in diesem Datenblatt wurden nach bestem Wissen zusammengestellt und erfolgen ohne Gewähr. Lieferungen und Leistungen unterliegen ausschließlich den jeweiligen Vertragsbedingungen und den Allgemeinen Geschäftsbedingungen der VDM Metals GmbH. Die Verwendung der aktuellsten Version eines Datenblatts obliegt dem Kunden. VDM Metals GmbH Plettenberger Straße Werdohl Germany Phone +49 (0) Fax +49 (0) vdm@vdm-metals.com