Werkstoffgruppen metallischer Werkstoffe

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Logo der Internationalen Organisation für Normung ISO/TR 15608
Bereich Schweißtechnik
Titel Richtlinien für eine Gruppeneinteilung von metallischen Werkstoffen
Erstveröffentlichung April 2000
Letzte Ausgabe Februar 2017
Nationale Normen DIN CEN ISO/TR 15608:2020-07
ONR CEN ISO/TR 15608:2018-04-15

Bei Werkstoffgruppen metallischer Werkstoffe wird versucht, die schweißgeeigneten Werkstoffe in Gruppen mit vergleichbaren kennzeichnenden Eigenschaften einzuteilen.

Zitat aus der ISO/RT 15608:2013-8[1], nationales Vorwort:

„Um auch besondere Eigenschaften wie Verhalten bei Wärmebehandlung und Umformung zu erfassen, sind die Gruppen fein unterteilt. Es ist jedoch ausdrücklich beabsichtigt, für Nachweise an Werkstoffen mit vergleichbarem Eigenschaftsprofil Werkstoffgruppen zusammenzufassen, z. B. für Schweißerprüfungen und Schweißverfahrensprüfungen.“

Anwendungsnormen für Druckbehälter, Rohrleitungen[2], Gasversorgung, Dampfkessel[3], Hochbau und Fahrzeugbau nutzen diese Gruppeneinteilung der metallischen Werkstoffe.

Stähle, Gruppen 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 und 11[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Gruppen-
nummer
Unter-
gruppe
spezielle Eigenschaften, Anforderungen
1 Stähle mit einer festgelegten Mindeststreckgrenze ReH ≤ 460 N/mm²
C≤0,25%, Si0,6%, Mn≤1,8%, Mo≤0,7%, S≤0,045%, P≤0,045%, Cu≤0,4%, Ni≤0,5%, Cr≤0,3%, Nb0,06%, V≤0,1%, Ti≤0,05%
1.1 Stähle mit einer festgelegten Mindeststreckgrenze ReH ≤ 275 N/mm²
1.2 Stähle mit einer festgelegten Mindeststreckgrenze 275 N/mm² < ReH ≤ 360 N/mm²
1.3 Normalisierte Feinkornbaustähle mit einer festgelegten Mindeststreckgrenze ReH > 360 N/mm²
1.4 Stähle mit einem erhöhten Widerstand gegen atmosphärische Korrosion, deren Zusammensetzung die Anforderung für die einzelnen Elemente der Gruppe 1 überschreiten darf
2 Thermomechanisch gewalzte Feinkornbaustähle und Stahlguss mit einer festgelegten Mindeststreckgrenze ReH > 360 N/mm²
2.1 Thermomechanisch gewalzte Feinkornbaustähle und Stahlguss mit einer festgelegten Mindeststreckgrenze 360 N/mm²< ReH ≤ 460 N/mm²
2.2 Thermomechanisch gewalzte Feinkornbaustähle und Stahlguss mit einer festgelegten Mindeststreckgrenze ReH > 460 N/mm²
3 Vergütete und ausscheidungshärtende Feinkornbaustähle, jedoch keine nichtrostenden Stähle, mit einer festgelegten Mindeststreckgrenze ReH > 360 N/mm²
3.1 Vergütete Feinkornbaustähle mit einer festgelegten Mindeststreckgrenze 360 N/mm² < ReH ≤ 690 N/mm²
3.2 Vergütete Feinkornbaustähle mit einer festgelegten Mindeststreckgrenze ReH > 690 N/mm²
3.3 Ausscheidungshärtende Feinkornbaustähle, jedoch keine nichtrostenden Stähle
4 Niedrig vanadiumlegierte Cr-Mo-(Ni-)Stähle mit Mo ≤ 0,7 % und V ≤ 0,1 %
4.1 Stähle mit Cr ≤ 0,3 % und Ni ≤ 0,7 %
4.2 Stähle mit Cr ≤ 0,7 % und Ni ≤ 1,5 %
5 Vanadiumfreie Cr-Mo-Stähle mit C ≤ 0,35 %
5.1 Stähle mit 0,75 % ≤ Cr ≤ 1,5 % und Mo ≤ 0,7 %
5.2 Stähle mit 1,5 % < Cr ≤ 3,5 % und 0,7 % < Mo ≤ 1,2 %
5.3 Stähle mit 3,5 % < Cr ≤ 7,0 % und 0,4 % < Mo ≤ 0,7 %
5.4 Stähle mit 7,0 % < Cr ≤ 10,0 % und 0,7 % < Mo ≤ 1,2 %
6 Hoch vanadiumlegierte Cr-Mo-(Ni-)Stähle
6.1 Stähle mit 0,3 % ≤ Cr ≤ 0,75 %, Mo ≤ 0,7 % und V ≤ 0,35 %
6.2 Stähle mit 0,75 % < Cr ≤ 3,5 %, 0,7 % < Mo ≤ 1,2 % und V ≤ 0,35 %
6.3 Stähle mit 3,5 % < Cr ≤ 7,0 %, Mo ≤ 0,7 % und 0,45 % ≤ V ≤ 0,55 %
6.4 Stähle mit 7,0 % < Cr ≤ 12,5 %, 0,7 % < Mo ≤ 1,2 % und V ≤ 0,35 %
7 Ferritische, martensitische oder ausscheidungshärtende nichtrostende Stähle mit C ≤ 0,35 % und 10,5 % ≤ Cr ≤ 30 %
7.1 Ferritische nichtrostende Stähle
7.2 Martensitische nichtrostende Stähle
7.3 Ausscheidungshärtende nichtrostende Stähle
8 Austenitische nichtrostende Stähle, Ni ≤ 35 %
8.1 Austenitische nichtrostende Stähle mit Cr ≤ 19 %
8.2 Austenitische nichtrostende Stähle mit Cr > 19 %
8.3 Manganhaltige austenitische nichtrostende Stähle mit 4 % < Mn ≤ 12 %
9 Nickellegierte Stähle mit Ni ≤ 10,0 %
9.1 Nickellegierte Stähle mit Ni ≤ 3,0 %
9.2 Nickellegierte Stähle mit 3,0 % < Ni ≤ 8,0 %
9.3 Nickellegierte Stähle mit 8,0 % < Ni ≤ 10,0 %
10 Austenitische ferritische nichtrostende Stähle (Duplexstahl)
10.1 Austenitische ferritische nichtrostende Stähle mit Cr ≤ 24 % und Ni > 4 %
10.2 Austenitische ferritische nichtrostende Stähle mit Cr > 24 % und Ni > 4 %
10.3 Austenitische ferritische nichtrostende Stähle mit Ni ≤ 4 %
11 Stähle der Gruppe 1, mit Ausnahme 0,30 % < C ≤ 0,85 %
11.1 Stähle wie in Gruppe 11 ausgeführt, mit 0,30 % < C ≤ 0,35 %
11.2 Stähle wie in Gruppe 11 ausgeführt, mit 0,35 % < C ≤ 0,5 %
11.3 Stähle wie in Gruppe 11 ausgeführt, mit 0,5 % < C ≤ 0,85 %

Aluminium und Aluminiumlegierungen, Gruppen 21, 22, 23, 24, 25 und 26[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Gruppen-
nummer
Unter-
gruppe
spezielle Eigenschaften, Anforderungen
21 Reinaluminium mit ≤ 1 % Verunreinigungen oder Legierungsbestandteilen
22 Nichtaushärtbare Legierungen
22.1 Aluminium-Mangan-Legierungen
22.2 Aluminium-Magnesium-Legierungen mit Mg ≤ 1,5 %
22.3 Aluminium-Magnesium-Legierungen mit 1,5 % < Mg ≤ 3,5 %
22.4 Aluminium-Magnesium-Legierungen mit Mg > 3,5 %
23 Aushärtbare Aluminiumlegierungen
23.1 Aluminium-Magnesium-Silicium-Legierungen
23.2 Aluminium-Zink-Magnesium-Legierungen
24 Aluminium-Silicium-Legierungen mit Cu ≤ 1 %
24.1 Aluminium-Silicium-Legierungen mit Cu ≤ 1 % und 5 % < Si ≤ 15 %
24.2 Aluminium-Silicium-Magnesium-Legierungen mit Cu ≤ 1 %; 5 % < Si ≤ 15 % und 0,1 % < Mg ≤ 0,80 %
25 Aluminium-Silicium-Kupfer-Legierungen mit 5 % < Si ≤ 14 %; 1 % < Cu ≤ 5 % und Mg ≤ 0,8 %
26 Aluminium-Kupfer-Legierungen mit 2 % < Cu ≤ 6 %

Kupfer und Kupferlegierungen, Gruppen 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37 und 38[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Gruppen-
nummer
Unter-
gruppe
spezielle Eigenschaften, Anforderungen
31 Kupfer mit bis zu 6 % Ag und 3 % Fe
32 Kupfer-Zink-Legierungen
32.1 Kupfer-Zink-Legierungen, Zweistofflegierungen
32.2 Kupfer-Zink-Legierungen, Mehrstofflegierungen
33 Kupfer-Zinn-Legierungene
34 Kupfer-Nickel-Legierungen
35 Kupfer-Aluminium-Legierungen
36 Kupfer-Nickel-Zink-Legierungen
37 Kupfer-Legierungen, niedrig legiert (weniger als 5 % andere Legierungselemente), soweit sie nicht in den Gruppen 31 bis 36 enthalten sind
38 Sonstige Kupfer-Legierungen (5 % oder mehr andere Legierungselemente), soweit sie nicht in den Gruppen 31 bis 36 enthalten sind

Nickel und Nickellegierungen, Gruppen 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47 und 48[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Gruppen-
nummer
Unter-
gruppe
spezielle Eigenschaften, Anforderungen
41 Reinnickel
42 Nickel-Kupfer-Legierungen (Ni-Cu) mit Ni ≥ 45 %, Cu ≥ 10 %
43 Nickel-Chrom-Legierungen (Ni-Cr-Fe-Mo) mit Ni ≥ 40 %
44 Nickel-Molybdän-Legierungen (Ni-Mo) mit Ni ≥ 45 %, Mo ≤ 32 %
45 Nickel-Eisen-Chrom-Legierungen (Ni-Fe-Cr) mit Ni ≥ 31 %
46 Nickel-Chrom-Kobalt-Legierungen (Ni-Cr-Co) mit Ni ≥ 45 %, Co ≥ 10 %
47 Nickel-Eisen-Chrom-Kupfer-Legierungen (Ni-Fe-Cr-Cu) mit Ni ≥ 45 %
48 Nickel-Eisen-Kobalt-Legierungen (Ni-Fe-Co-Cr-Mo-Cu) mit 31 % ≤ Ni ≤ 45 % und Fe ≥ 20 %

Titan und Titanlegierungen, Gruppen 51, 52, 53 und 54[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Gruppen-
nummer
Unter-
gruppe
spezielle Eigenschaften, Anforderungen
51 Reintitan
51.1 Titan mit O2 ≤ 0,20 %
51.2 Titan mit 0,20 % < O2 ≤ 0,25 %
51.3 Titan mit 0,25 % < O2 ≤ 0,35 %
51.4 Titan mit 0,35 % < O2 ≤ 0,40 %
52 Alpha-Legierungen wie Ti-0,2Pd; Ti-2,5Cu; Ti-5Al-2,5Sn; Ti-8Al-1Mo-1V; Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo; Ti-6Al-2Nb-1Ta-0,8Mo
53 Alpha-Beta-Legierungen wie Ti-3Al-2,5V; Ti-6Al-4V; Ti-6Al-6V-2Sn; Ti-7Al-4Mo
54 Ähnlich Beta und Beta-Legierungen wie Ti-10V-2Fe-3Al; Ti-13V-11Cr-3Al; Ti-11,5Mo-6Zr-4,5Sn; Ti-3Al-8V-6Cr-4Zr-4Mo

Zirkonium und Zirkoniumlegierungen, Gruppen 61 und 62[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Gruppen-
nummer
Unter-
gruppe
spezielle Eigenschaften, Anforderungen
61 Reinzirkonium
62 Zirkonium mit 2,5 % Nb

Gusseisen, Gruppen 71, 72, 73, 74, 75 und 76[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Gruppen-
nummer
Unter-
gruppe
spezielle Eigenschaften, Anforderungen
71 Gusseisen mit Lamellengraphit mit spezifizierter Zugfestigkeit oder Brinell-Härte
72 Gusseisen mit Kugelgraphit mit spezifizierten mechanisch-technologischen Kennwerten
72.1 Ferritisches Gusseisen mit Kugelgraphit mit festgelegter Zugfestigkeit, 0,2 %-Dehngrenze, Bruchdehnung und festgelegter Kerbschlagarbeit
72.2 Ferritisches Gusseisen mit Kugelgraphit mit festgelegter Zugfestigkeit, 0,2 %-Dehngrenze und Bruchdehnung oder festgelegter Brinell-Härte
72.3 Gusseisen mit Kugelgraphit EN-GJS-500-7 und EN-GJS-450-10 (falls > 20% Perlit) oder festgelegte Brinell-Härte
72.4 Perlitisches Gusseisen mit Kugelgraphit mit festgelegter Zugfestigkeit, 0,2 %-Dehngrenze und Bruchdehnung oder festgelegter Brinell-Härte
73 Temperguss
74 Bainitisches Gusseisen
75 Austenitisches Gusseisen
76 Gusseisen, das nicht in den Gruppen 71 bis 75 enthalten ist

Für eine korrekte Einteilung eines Werkstoffes zu einer Werkstoffgruppennummer sollten zusätzlich folgende Normen beachtet werden, da hier Abweichungen vorkommen können:

  • CEN ISO/TR20172
  • CEN ISO/TR20173
  • CEN ISO/TR20174

Als Beispiel sei hier der Werkstoff G20Mo5 (1.5419) genannt. Bei der Zerlegung dieses Materials und der Betrachtung der mechanischen Eigenschaften müsste man ihn in die Gruppe 1.1 nach CEN ISO/TR 15608 einteilen. (C0.15-0.23, SI<0.6, Mn0.5-1, P0.025, S<0.3, Mo0.4-0.6, Ni<0.4, Cu,0.3, V,0.05/ Rp0,2=245)
Die oben genannte CEN ISO/TR20172 ordnet ihn aber der Gruppe 3.1 zu.
Grund: Der G20Mo5 ist warmfester Stahlguss, er hat zwar bei Raumtemperatur ähnliche Festigkeitswerte wie einfacher Baustahl, diese aber noch bis ca. 500 °C, wo Baustahl schon weich wird, außerdem ist der G20Mo5 vergütbar.

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. DIN CEN ISO/TR 15608:2013-08; DIN SPEC 8517:2013-08
  2. DIN EN 13480
  3. DIN EN 12952