1.4021 | AISI 420 | X20Cr13 | Martensitischer Edelstahl
Materialinformationen nach DIN EN 10088-3
Edelstahl 1.4021 ist ein martensitischer Chromstahl, der auch unter den Bezeichnungen AISI 420 und X20Cr13 bekannt ist. Aufgrund des hohen Chromgehalts besitzt der Werkstoff eine gute Korrosionsbeständigkeit (PREN-Wert 12,0 - 14,0). Das Material kann bis zu einer Temperatur von 400°C eingesetzt werden. Es besitzt eine Härte von ≤ 230 HB, eine Dichte von 7,7 kg/dm³ (bei Raumtemperatur) und eine Zugfestigkeit von 750 bis 850 N/mm². Eine gute Polierbarkeit zeichnen diese Edelstahlgüte aus, die auch hochglanzpolierbar ist. Der Werkstoff kann mit allen gängigen Schweißverfahren (außer Lichtbogenschweißen) verarbeitet werden und eignet sich auch gut zum Schmieden. Weitere Verarbeitungsmöglichkeiten umfassen die Kaltumformung und die spanende Bearbeitung. Zum Kaltstauchen wird dieser Stahl normalerweise nicht genutzt. Häufige Verwendung findet er bei der Herstellung von Schneidwerkzeugen wie etwa Messern oder für dekorative Zwecke in der Architektur und im Design.
Spezifikationen des Materials
EN-Werkstoffnummer: 1.4021
EN-Kurzname: X20Cr13
EN-Norm: 10088-3
Gefügeklasse: Martensit
Vergleichbare Normen und Bezeichnungen
AFNOR Z20C13
AISI 420
B.S. 420S37
ČSN 17022
JIS SUS420J1
PN 2H13
SS 2303
UNE F.3402
Eigenschaften und chemische Zusammensetzung von Edelstahl 1.4021
C | Si | Mn | P | S | N | Cr | Cu | Mo | Ni | Ti |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
0,16 - 0,25 | ≤ 1,00 | ≤ 1,50 | ≤ 0,04 | ≤ 0,03 | - | 12,0 - 14,0 | - | - | - | - |
Massenanteil in % nach DIN EN 10088-3
Abkürzungen: C = Kohlenstoff, Cr = Chrom, Cu = Kupfer, Mn = Mangan, Mo = Molybdän, N = Stickstoff, Ni = Nickel, P = Phosphor, S = Schwefel, Si = Silicium, Ti = Thallium.
Physikalische Eigenschaften
Magnetisierbarkeit: vorhanden
Dichte (kg/dm³): 7,7
Wärmeleitfähigkeit (bei bis 20°C): 30
Elektronischer Widerstand bei Raumtemperatur (in Ω mm²/m): 0,6
Spezifische Wärmekapazität (bei bis 20°C): 460
Mechanische Eigenschaften
Ø in mm | WBZ | HHB | Rp0,2 in MPa | Rm in MPa | A5 in % | AV in J |
|---|---|---|---|---|---|---|
≤ 160 | QT800 | - | ≥ 600 | 800 - 950 | ≥ 12 | ≥ 20 |
≤ 160 | QT700 | - | ≥ 500 | 700 - 850 | ≥ 13 | ≥ 25 |
Abkürzungen: HHB = Härte HB, WBZ = Wärmebehandlungszustand
Streckgrenzen bei erhöhter Temperatur im lösungsgeglühten Zustand
Temp in °C | QT | 100 °C | 150 °C | 200 °C | 250 °C | 300 °C | 350 °C | 400 °C |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Rp1,0 in Mpa | +QT800 | ≥ 515 | ≥ 495 | ≥ 475 | ≥ 460 | ≥ 440 | ≥ 405 | ≥ 355 |
Rp0,2 in Mpa | +QT700 | ≥ 460 | ≥ 445 | ≥ 430 | ≥ 415 | ≥ 395 | ≥ 365 | ≥ 330 |
Edelstahl 1.4021 besitzt eine gute Schweißbarkeit. Das Material kann mit allen gängigen Schweißverfahren wie WIG-, MAG- und UP-Schweißen verarbeitet werden, ist jedoch nicht für das Lichtbogenschweißen geeignet. Es sollte darauf geachtet werden, dass stickstoff- oder wasserstoffhaltige Gase nicht verwendet werden, da diese die mechanischen Eigenschaften des Werkstoffs negativ beeinflussen können. Vor dem Schweißen muss das Material auf 100°C bis 300°C erwärmt werden. Nach dem Schweißen sollte das Material auf eine Temperatur unter 120°C abkühlen, bevor im Rahmen der Wärmebehandlung ein Anlassen bei ca. 650°C erfolgt. Als Schweißzusätze können die Werkstoffe 1.4302 (X5CrNi19-9), 1.4502 (X8CrTi18) und 1.4551 (X5CrNiNb19-9) verwendet werden.
Schmieden
Der Werkstoff 1.4021 ist gut schmiedbar. Er sollte zunächst langsam auf über 850°C erwärmt werden, gefolgt von einer schnellen Erwärmung auf 1150°C bis 1180°C. Das Schmieden kann dann im Temperaturbereich von 1100 °C bis 950 °C vorgenommen werden. Anschließend sollte eine langsame Abkühlung im Ofen erfolgen. Falls sich Anlauffarben oder Zunder bilden, müssen diese entfernt werden, da sie die Korrosionsbeständigkeit negativ beeinflussen. Zum Freihand und Gelenkschmieden kann dieser Werkstoff verwendet werden.
Wärmebehandlung und Warmumformung
Weichglühen (+A) (langsame Abkühlung im Ofen oder an der Luft): 745-825 °C
Warmumformung (langsame Abkühlung im Ofen): 1100-800 °C
Vergüten (+ QT) (Abkühlung an der Luft, im Öl oder Polymer): 950-1050 °C
Anlassen (+ QT700) (Abkühlung an der Luft, im Öl oder Polymer): 650-750 °C
Anlassen (+ QT800) (Abkühlung an der Luft, im Öl oder Polymer): 600-700 °C
Spanbarkeit
Der Werkstoff 1.4021 weist eine mittlere Zerspanbarkeit auf, die von seiner Härte und Festigkeit abhängt. Die Zerspanungswerte sind vergleichbar mit denen ähnlicher Stahlsorten.
Korrosionsbeständigkeit
Der martensitische Edelstahl 1.4021 (AISI 420, X20Cr13) besitzt aufgrund seines hohen Chromgehaltes von 12-14% eine gute Korrosionsbeständigkeit (PREN-Wert beträgt 12,0 - 14,0). Dies gilt insbesondere für nichtchlorhaltige Medien wie organische Säuren, Seifen oder Lösungsmittel. Eine Zunderbeständigkeit des Werkstoffes ist bis 600°C gegeben. Bitte beachten Sie, dass der Werkstoff keine Beständigkeit gegen interkristalline Korrosion aufweist.
Anwendungsbereich von Edelstahl 1.4021
Edelstahl 1.4021 (AISI 420, X20Cr13) ist in verschiedenen Industriezweigen weit verbreitet. In der Schneidwarenindustrie wird dieser Stahl häufig zur Herstellung von Messern, Scheren und anderen Schneidwerkzeugen verwendet. In der Erdölindustrie wird er aufgrund seiner guten Beständigkeit gegen korrosive Umgebungen häufig für Pumpenteile, Ventile und Rohre genutzt. Auch im Maschinenbau kommt dieser Stahl zum Einsatz, etwa bei der Herstellung von Komponenten. In der Hydraulikindustrie kommt wird der Werkstoff aufgrund seiner Festigkeit und Härte bei Hydraulikzylindern und -komponenten verwendet. Die Automobilindustrie nutzt Edelstahl 1.4021 aufgrund seiner Verschleißfestigkeit und Härte für Teile wie Achsen, Kurbelwellen und Getriebekomponenten. In der chemischen und petrochemischen Industrie kommt der Werkstoff im Behälterbau zum Einsatz. Auch für dekorative Zwecke in Architektur und Design wird dieser Edelstahl genutzt, da er sich gut polieren und veredeln lässt. In der Lebensmittelindustrie spielt er eine wichtige Rolle, insbesondere bei der Herstellung von Küchengeräten und Maschinen für die Lebensmittelverarbeitung.
Die in diesem Datenblatt, bzw. den Materialinformationen, angegebenen Daten wurden nach bestem Wissen erstellt und beruhen auf der vorliegenden Fassung der jeweilig relevanten Norm. Für etwaige Fehler übernehmen wir keine Gewähr.
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