15-5PHist ein martensitischer ausscheidungshärtender Edelstahl, der ein spezifisches Problem hat: 17-4PH verliert durch die Dicke schwerer Abschnitte an Zähigkeit. Wenn Sie 15-5PH-Rohre oder -Platten kaufen, wird dies mit ziemlicher Sicherheit in der Zeichnung angegeben, weil das Teil einer multidirektionalen Belastung ausgesetzt ist oder weil eine Materialspezifikation von Saudi Aramco oder ADNOC eine Sorte ausschließt, die ihre Quereigenschaften über einen dicken Querschnitt nicht beibehalten kann.
Auf dieser Seite erfahren Sie, um welche Qualität es sich tatsächlich handelt, welche Spezifikation für welche Produktform gilt, wie sich die von Ihnen gewählte Alterungsbedingung sowohl auf die Festigkeit als auch auf das Rissrisiko auswirkt und wo der Vorteil gegenüber 17-4PH nicht mehr real ist.
Was 15-5PH ist und warum es überhaupt existiert
15-5PH ist als UNS S15500 registriert, in ASTM A564 als Typ XM-12 bezeichnet und in Europa als 1.4545 (X5CrNiCuNb15-5) bekannt. Die Zusammensetzungsänderung gegenüber 17-4PH ist gering und absichtlich: Chrom sinkt auf 14,0–15,5 %, Nickel steigt auf 3,5–5,5 %, wobei Kupfer 2,50–4,50 % und Niob+Tantal 0,15–0,45 % für die Verstärkung sorgen.
Der Kohlenstoffgehalt bleibt bei maximal 0,07 %. Die Dichte beträgt etwa 7,78 g/cm³ und die Sorte ist in jedem Zustand magnetisch. Diese Chrom- und Nickelzahlen sind die ganze Geschichte – die Verschiebung des Gleichgewichts hin zu Nickel unterdrückt zurückgehaltenes Deltaferrit und macht 15-5PH zu einer deltaferritgesteuerten Version von 17-4PH.
Rohre, Platten, Stangen: Anpassung der Produktform an die richtige Spezifikation
Hier macht ein großer Teil des veröffentlichten 15-5PH-Materials Fehler, und ein Fehler kostet Sie die Ablehnung Ihrer Bestellung.
Warum die Stangenspezifikation die Platte nicht abdeckt
AMS 5659 gilt für Rundstäbe, Drähte, Schmiedestücke, Ringe und Strangpressteile – flachgewalzte Produkte werden davon nicht erfasst. Blech, Band und Platte werden abgedecktAMS 5862. Wir liefern nahtlose und geschweißte RohreASTM A511, wobei AMS 5659 nach Vereinbarung oder nach Kundenspezifikation angewendet wird. Die Chemiefenster sind identisch, die Testanforderungen, die Probenausrichtung und die Dokumentation unterscheiden sich jedoch.
Produktform zur Spezifikationstabelle
| Produktform | Anwendbares AMS | Anwendbares ASTM | Wie geliefert |
|---|---|---|---|
| Stangen, Drähte, Schmiedeteile, Ringe, Strangpressteile | AMS 5659 | ASTM A564 (XM-12) / A705 (Schmiedeteile) | Zustand A |
| Blech, Streifen, Platte | AMS 5862 | ASTM A693 (XM-12) | Zustand A |
| Nahtlose und geschweißte Rohre | AMS 5659 nach Vereinbarung / Kundenspezifikation | ASTM A511 | Zustand A |
| Schweißdraht | AMS 5826 | - | - |
Produktformen
Stange und Stange
Platte und Blatt
Spule und Streifen
Rohr und Rohr
Fitting: Flansch, T-Stück, Winkelstück, Reduzierstück usw.
Schmieden: Ring, Welle, Kreis, Block usw.
Die Chemie-zu-Stärke-Kette
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Element (Gew. %) |
15-5PH-Bereich |
Was es für die Pfeife bewirkt |
|
Cr |
14.0–15.5 |
Passivfilm; Korrosionsbeständigkeit nahe 304-Niveau |
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Ni |
3.5–5.5 |
Stabilisiert Austenit beim Erhitzen und ermöglicht vollständige Martensitisierung beim Abschrecken |
|
Cu |
2.5–4.50 |
Bildet die ε-Cu-Ausscheidungen, die beim Altern zur Aushärtung führen |
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Nb + Ta |
0.15–0.45 |
Kornverfeinerung verringert das Sensibilisierungsrisiko |
|
C |
Kleiner oder gleich 0,07 |
Niedrig gehalten, um Zähigkeit und Schweißbarkeit zu schützen |
|
Fe |
Gleichgewicht |
Matrix |
Wie die Alterungstemperatur Festigkeit, Zähigkeit und Rissrisiko bestimmt
15-5PH wird im Zustand A geliefert, einem lösungsbehandelten Zustand, der weich genug für die maschinelle Bearbeitung ist. Die endgültigen Eigenschaften ergeben sich aus einem einzigen Alterungsschritt bei niedriger Temperatur. Die Wahl der Alterungstemperatur ist die wichtigste Entscheidung in der Spezifikation.
Die Leiter H900 bis H1150
| Zustand | Altern | Zugkraft, min | 0,2 % Ausbeute, min | Elong. min (L/T) | Härte | Geeignet für |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Zustand A | 1038-Grad-Lösung | Kein Dienststatus | 363 HB max | Nur Bearbeitung | ||
| H900 | 480 Grad / 4 Std | 1310 MPa | 1170 MPa | 10 % / 6 % | 40–47 HRC | Spitzenstärke, gutartige Umgebung. |
| H1025 | 552 Grad / 4 Stunden | 1070 MPa | 1000 MPa | 12 % / 8 % | 34–42 HRC | Ausgewogener Standard |
| H1075 | 579 Grad / 4 Stunden | 1000 MPa | 862 MPa | 13 % / 9 % | 31–38 HRC | Ein gewisses SCC-Risiko |
| H1100 | 593 Grad / 4 Stunden | 965 MPa | 793 MPa | 14 % / 10 % | 30–37 HRC | Nasser Chloridkreislauf |
| H1150 | 621 Grad / 4 Stunden | 930 MPa | 724 MPa | 16 % / 11 % | 28–37 HRC | Meerwasser, Salznebel |
| H1150M/D | 760 Grad + 621 Grad | 795 MPa | 520 MPa | 18 % | 33 HRC max | NACE MR0175 sauer |
Die Werte sind die gemäß AMS 5659 / ASTM angegebenen Mindestwerte. Mit steigender Alterungstemperatur nimmt die Festigkeit ab und Dehnung, Zähigkeit und SCC-Beständigkeit steigen. Die Langzeitbetriebstemperatur sollte bei oder unter etwa 315 Grad bleiben.
Zustand A ist ein Bearbeitungszustand, kein Servicezustand
Zustand A ist unvergütet martensitisch mit geringer Bruchzähigkeit und schlechter SCC-Beständigkeit; es darf niemals der Endzustand eines Teils sein. Planen Sie die Reihenfolge wie folgt: Grobmaschine in Zustand A, Alterung, Endbearbeitung der Maschine. Die lineare Änderung beträgt etwa 0,05 % für H900 und 0,10 % für H1150.
15-5PH-Rohr: Größen, Lieferbedingungen und Formungsgrenzen
15-5PH-Rohre werden gemäß ASTM A511 sowohl nahtlos als auch geschweißt und gezogen hergestellt, von kleinen Instrumentengrößen bis zu etwa 500 mm Außendurchmesser, Wandstärke 1–25 mm je nach Durchmesser; Größere Durchmesser werden auf Bestellung gefertigt. Fast alle Rohre werden im Zustand A geliefert und nach dem Formen gealtert. Da es in jedem Zustand magnetisch ist, arbeitet MPI direkt an den fertigen Teilen.
15-5PH-Platte: Dickenbereich und flachgewalzte Lieferung
Platten und Bleche gemäß AMS 5862 werden im Zustand A mit einer maximalen Härte von ca. 38 HRC geliefert, von dünnen Blechen ~0,5 mm bis zu Blechen ~100 mm, Breiten bis ~1500 mm und Längen bis 6000 mm, Zuschnitte erhältlich. Das Blech wird durch einen dicken Abschnitt quergewalzt – genau dort, wo sich bei 17-4PH Delta-Ferrit-Stränge bilden –, sodass für ein Teil, das durch seine Dicke belastet wird, die Quereigenschaften über das Überleben entscheiden.
Delta-Ferrit und Querzähigkeit: Der wahre Grund, 15-5PH zu spezifizieren
Was Chrom und Nickel in einer martensitischen Matrix bewirken
In einem martensitischen Edelstahl stabilisiert Chrom Ferrit und Nickel stabilisiert Austenit.. 17-4Das chromreiche Gleichgewicht von PH fördert Delta-Ferrit-Stränge, die in Arbeitsrichtung ausgerichtet sind – Rissbildungsstellen unter Belastung durch die Dicke.
15-5PH senkt den Chromgehalt auf 14,0–15,5 % und erhöht den Nickelgehalt auf 3,5–5,5 %, wodurch eine isotropere Struktur entsteht. Durch VAR/ESR-Umschmelzen werden Sulfideinschlüsse entfernt. Veröffentlichte transversale Charpy-Werte für 15-5PH liegen bei gleichen Bedingungen etwa 30–50 % über 17-4PH.
Wo der Vorteil verschwindet
- Feinblech und Feindraht:schnelle Erstarrung lässt wenig Raum für Deltaferrit; Die Sorten sind nahezu austauschbar und 17-4PH ist günstiger.
- Reine Längslast auf einem bescheidenen Abschnitt:Der Quervorteil hat keinen Lastfall, auf den er einwirken kann.
- Betriebstemperatur:15-5PH ist eine hochfeste Legierung bei Umgebungstemperatur und mäßig erhöhter Temperatur, keine hitzebeständige Legierung (≈315 Grad Obergrenze).
- Zum Thema Korrosion:15-5PH weist eine Leistung auf dem Niveau von etwa 304 auf und ist deutlich besser als die martensitischen Sorten der 400er-Serie. Es ist jedoch kein Ersatz für 316 oder eine Duplex-Sorte im Einsatz mit hohem Chloridgehalt oder stark oxidierenden Säuren.
Regionale Versorgung: Naher Osten und Europa
Naher Osten – Saudi-Arabien und Vereinigte Arabische Emirate
15-5PH in H1025 oder H1150 ist eine routinemäßige Wahl für Bohrlochwerkzeuge, Bohrlochkopfventile und Pumpenschächte, die darauf ausgelegt sindSaudi AramcoUndADNOCMaterialanforderungen. Die Chloridumgebung schließt H900 mit Spitzenstärke aus und die NACE MR0175-Grenzwerte für saure Anwendungen verschieben die Spezifikation häufig in Richtung H1150M.
Europa – Deutschland und Italien
Die Sorte wird fast immer für Strukturplatten für die Luft- und Raumfahrt sowie für Präzisionsventil- und Pumpenkomponenten spezifiziertDE 10204 3.1Zertifizierung und PED 2014/68/EU-Berücksichtigung für Druckteile. Wir beliefern beide Regionen aus Lagerbeständen und maßgeschneiderten Programmen mit vollständiger Wärmerückverfolgbarkeit.
Bestellung von 15-5PH: Was auf der Bestellung angegeben werden muss
| Feld | Was soll ich sagen? | Warum es wichtig ist |
|---|---|---|
| Legierungs- und Sorten-ID | 15-5PH, UNS S15500, XM-12 | „A564“ allein unterscheidet XM-12 nicht von Note 630 |
| Produktform | Nahtloses Rohr / geschweißtes Rohr / Platte / Blech | Bestimmt die anwendbare Spezifikation |
| Spezifikation | ASTM A511 (Rohr), AMS 5862 (Platte), AMS 5659 (Stab) | Form und Spezifikation müssen übereinstimmen |
| Lieferzustand | Zustand A oder gealtert H900/H1025/H1150/H1150M | Zustand A ist kein Servicezustand |
| Schmelzpraxis | VAR oder ESR, im Zertifikat angegeben | Fördert Quereigenschaften und Sauberkeit |
| Zertifizierung | EN 10204 3.1 mindestens, Wärmerückverfolgbarkeit | Erforderlich für die Endverwendung in der Luft- und Raumfahrt sowie im Nuklearbereich |
FAQ
F1: Ist ein 15-5PH-Rohr stärker als ein 316L-Rohr?
Ja, mit großem Abstand - 15-5Die Ausbeute von PH H1025 beträgt etwa 1000 MPa im Vergleich zu etwa 170–310 MPa für 316L. Aber 316L überzeugt durch Formbarkeit und gleichmäßige Korrosion in vielen Medien; 15-5PH wird dort gewählt, wo es auf Festigkeit, Gewicht und Härte ankommt.
F2: Kann ich ein 15-5PH-Rohr durch ein 17-4PH-Rohr ersetzen?
Nur wenn das Design nicht auf Quer- oder Kurzquerzähigkeit oder Gleichmäßigkeit bei großen Querschnitten beruht, kann PH Delta-Ferrit tragen, das diese Richtungen schwächt. Wenn in der Zeichnung 15-5PH angegeben ist, tauschen Sie nicht ohne technische Genehmigung aus – der Sortenname ist nicht die vollständige Spezifikation.
F3: Welche Wärmebehandlungsbedingung widersteht Chlorid-Spannungskorrosion am besten?
H1150, der überalterte Zustand, ergibt die höchste SCC-Schwellenspannung und ist richtungsunabhängig, da keine Ferritstringer vorhanden sind. H900 ist am empfindlichsten.
F4: Welcher Standard gilt für 15-5PH-Rohre?
Rohre/Röhren werden üblicherweise gemäß ASTM A511 (nahtlose mechanische Rohre) oder gemäß der Luft- und Raumfahrtspezifikation AMS 5659/AMS 5862 oder nach Kundenspezifikation geliefert; Platte ist ASTM A693 (XM-12), Stab ASTM A564, Schmiedeteile ASTM A705.
F5: Verzerrt die Alterung die Rohrabmessungen?
Minimal. Bei der Alterung handelt es sich um einen Niedertemperatur-Ausfällungsschritt und nicht um eine Phasenumwandlung, sodass die Verformung gering ist. Die Standardpraxis besteht darin, in Zustand A zu bearbeiten und zuletzt zu altern, weshalb „Zustand A + Alter bis H1025“ ein üblicher Lieferweg ist.
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