Wenn Sie einen Blechwerkstoff benötigen, der eine hervorragende Beständigkeit gegen Abrieb und Metall-auf-Metall-Verschleiß mit hervorragenden Kavitations- und Seewasser-Eigenschaften kombiniert - und dabei die einfache Verarbeitung eines austenitischen Edelstahls beibehält. Nitronic 60 Blatt (UNS S21800) ist ein Spitzenkandidat. Er bietet in der Regel eine etwa doppelt so hohe Streckgrenze wie gängige 300er-Sorten, eine deutlich bessere Beständigkeit gegen Abrieb und eine bessere Chlorid-/Lochfraßbeständigkeit als Typ 316 unter vielen Einsatzbedingungen, wodurch er sich besonders gut für Ventilverkleidungen, Pumpenverschleißringe, Befestigungselemente und Schiffskomponenten eignet.

Was ist Nitronic 60?

Nitronic ist ein Handelsname für eine Familie stickstoffverstärkter austenitischer nichtrostender Stähle, die ursprünglich von Armco entwickelt wurde und jetzt mit der Marke Nitronic verbunden ist. Nitronic 60 (oft aufgeführt als Alloy 218 oder UNS S21800) ist die Sorte, die speziell für die Beständigkeit gegen Abrieb, adhäsiven Verschleiß und Kavitationserosion entwickelt wurde und gleichzeitig eine gute Korrosionsbeständigkeit und Zähigkeit über einen breiten Temperaturbereich aufweist. Der Stickstoffzusatz erhöht die Streckgrenze, ohne dass eine Aushärtung erforderlich ist, und trägt dazu bei, dass die Legierung nach der Kaltverformung vollständig austenitisch bleibt.

Chemische Zusammensetzung

Nachstehend finden Sie eine kurze Zusammensetzungstabelle für Nitronic 60, wie sie in den üblichen Produktdatenblättern und in der Herstellerliteratur angegeben ist. Geringfügige Abweichungen gibt es zwischen Lieferanten und "hochfesten" verarbeiteten Varianten; bestätigen Sie immer das Analysezertifikat für das gelieferte Material.

(Diese typischen Werte sind eine Zusammenfassung aus den Angaben der Lieferanten und den Produktmerkblättern).

Hinweis zu "hochfestem" Nitronic 60: Einige Hersteller bieten eine kaltverformte "HS"-Version an, die durch eine spezielle Bearbeitung im Walzwerk hergestellt wird; die Zusammensetzung ist ähnlich, aber die Festigkeit wird durch plastische Verformung und nicht durch Wärmebehandlung erhöht.

Mechanische Eigenschaften

Die mechanischen Eigenschaften variieren je nach Form und Verarbeitung. Die nachstehende Tabelle enthält repräsentative Werte bei Raumtemperatur, die von Konstrukteuren verwendet werden; prüfen Sie die Werkszeugnisse für das von Ihnen gekaufte Blech.

Die Hersteller geben üblicherweise an, dass Nitronic 60 etwa die doppelte Streckgrenze des Typs 304/316 im geglühten Zustand, eine Aussage, die sich auf vergleichende Prüfdaten und Produktmagazine stützt.

Warum Nitronic 60 resistent gegen Abrieb, Verschleiß und Kavitation ist

Drei Legierungsmerkmale verleihen Nitronic 60 sein besonderes Verschleißverhalten:

• Hoher Silizium- und Mangananteil schaffen eine Matrix, die die adhäsive Wechselwirkung bei Gleitkontakten reduziert und die Bildung von Transferfilmen verhindert, die zu Abrieb führen.

• Stickstoff erhöht die Austenitstabilität und verfestigt die Matrix, wodurch sich die Streck- und Scherfestigkeit erhöht - ein entscheidender Faktor, um lokale Kaltverschweißungen bei Druckkontakt zu verhindern.

• Gleichmäßiges austenitisches Gefüge (die nach der Kaltverformung erhalten bleiben) und eine stabile passive Filmbildung tragen dazu bei, dass die Mikro-Ermüdungsgrübchen, die die Kavitationserosion auslösen können, nicht entstehen.

Der kombinierte Effekt ist eine Legierung, die in Bezug auf die Kavitationsbeständigkeit mit einigen Kobaltbasislegierungen vergleichbar ist und die Standard-Edelstahllegierungen der 300er-Serie in Verschleißtests deutlich übertrifft, dabei aber wesentlich kostengünstiger und leichter zu bearbeiten ist als Kobaltlegierungen. Aus diesem Grund wird Nitronic 60 häufig für Pumpenverschleißringe, Ventilsitze und Befestigungselemente empfohlen, bei denen die Gefahr von Abrieb oder Kavitation besteht.

Korrosionsverhalten

Die allgemeine Korrosionsbeständigkeit von Nitronic 60 liegt für viele wässrige Medien typischerweise zwischen Typ 304 und Typ 316. Allerdings, Lochfraß, Spaltkorrosion und Spannungskorrosion durch Chloride sind oft besser als bei 316 weil Silizium und Stickstoff dazu beitragen, den passiven Film zu stabilisieren und die lokale Widerstandsfähigkeit gegen das Entstehen von Rissen zu erhöhen. Aus der Produktliteratur geht hervor, dass Nitronic 60 bei monatelangen Tests in ruhigem Meerwasser eine gleichwertige oder leicht bessere Spaltfestigkeit als 316 aufweist. Konstrukteure müssen dennoch die realen Einsatzbedingungen (fließendes Meerwasser, Bewuchs, Sauerstoffzufuhr, Temperatur und Verunreinigungen) bewerten.

Wichtige Checkliste für die Verwendung von Korrosion:

• Für stark chlorhaltige, stagnierende oder Hochtemperatur-Chlorid-Umgebungen ist die Lochfraßbeständigkeit (PREN) anhand der Betriebsbedingungen zu überprüfen; Nitronic 60 ist kein direkter Ersatz für Superaustenit oder Duplex in hochaggressiven Chloridanwendungen.

• Bei gemischtem Verschleiß und korrosivem Einsatz (z. B. bei Pumpenlaufrädern, die mit Meerwasser arbeiten) verzögert die überragende Verschleiß- und Ablagerungsbeständigkeit häufig Ausfallerscheinungen, die normalerweise die Korrosion beschleunigen, so dass Nitronic 60 die praktische Wahl ist.

Fertigung: Schneiden, Formen, Schweißen und Oberflächenbehandlung

Schneiden und Bearbeiten: Nitronic 60 in Blechform lässt sich wie andere austenitische nichtrostende Stähle bearbeiten, aber seine höhere Festigkeit kann den Werkzeugverschleiß beschleunigen. Verwenden Sie geeignete Hartmetallwerkzeuge, mäßige Vorschübe und starre Spannvorrichtungen. Schmierung und Spankontrolle sind wichtig.

Formgebung: Geglühtes Blech lässt sich leicht verformen. Die Legierung ist kaltverfestigt, daher sollte sie nach Möglichkeit in mehreren kleinen Biegungen und nicht in einer einzigen starken Biegung geformt werden; bei komplexen Stanzvorgängen sind Glühzyklen zwischen den Arbeitsgängen zu erwägen.

Schweißen: Nitronic 60 schweißt mit konventionellen Verfahren (WTAW/TIG, GMAW/MIG). Autogene GTA-Schweißnähte sind einwandfrei, und es werden Schweißzusatzwerkstoffe verwendet, die für Nitronic 60 oder austenitischen rostfreien Zusatzwerkstoff (z. B. ER218 oder AWS ER218) klassifiziert sind, um beste Verschleißeigenschaften des Schweißguts zu erzielen. Eine Wärmebehandlung nach dem Schweißen ist im Allgemeinen nicht erforderlich, es sei denn, die Korrosionsbeständigkeit erfordert dies (Spannungsabbau bei schweren Profilen). Der Verschleiß des Schweißguts ist in der Regel etwas geringer als der des Grundwerkstoffs, so dass kritische Verschleißflächen möglicherweise eine Auftragschweißung mit passendem Zusatzwerkstoff oder eine Nachschweißung erfordern.

Oberflächengüte: Bei Verschleißteilen sind die endgültige Oberflächenbeschaffenheit und die Metallurgie der Gegenfläche von großer Bedeutung. Polierte oder geschliffene Oberflächen verringern die Reibung und reduzieren die Angriffsfläche für Fressen. Wenn zwei Nitronic 60-Oberflächen zusammengefügt werden, ist die Leistung selbst bei relativ rauen Oberflächen hervorragend, aber die beste Lebensdauer wird oft durch eine sorgfältige Planung der Oberfläche und Überlegungen zum Schmierstoff erreicht.

Standardspezifikationen und gleichwertige Materialien

Gemeinsame Bezugnahmen auf Nitronic 60:

• UNS-Bezeichnung: S21800 (üblicherweise in Materialzeugnissen verwendet).

• AMS/Hersteller-Bulletins: Für Nitronic 60-Varianten, die in der Luft- und Raumfahrt oder für hochintegrierte Komponenten verwendet werden, gibt es AMS 5848 und Produktdatenblätter.

• Inhaber des Handelsnamens / Daten: ARMCO / AK Steel / Cleveland-Cliffs veröffentlichen technische Merkblätter über Legierungen der Nitronic-Familie.

Äquivalente: Es gibt keine perfekte Eins-zu-Eins-Standardlegierung, die in allen Spezifikationslisten gleich benannt ist - Nitronic 60 ist ein geschützter/eingetragener Familienname. Einige Hersteller verwenden die Bezeichnung "Alloy 218" oder führen UNS S21800 auf. Wenn in einem Beschaffungsdokument eine strenge Norm verlangt wird, führen Sie UNS S21800 und das produzierende Werk oder den lizenzierten Hersteller, um Unklarheiten zu vermeiden.

Typische Blechanwendungen und Industriebeispiele

Nitronic 60 Bleche werden dort eingesetzt, wo Gleitkontakte, Fressen, Kavitation oder Adhäsionsverschleiß mit korrosiven Einflüssen kombiniert werden oder wo ein Versagen durch Fressen nicht akzeptabel ist. Repräsentative Anwendungen:

• Ventilgarnituren (Schäfte, Sitze, Führungen) - Die Fresssicherheit erhält die Toleranzen und reduziert das Fressrisiko.

• Pumpenkomponenten (Verschleißringe, Laufräder, Wellen) - Die Beständigkeit gegen Kavitation und erosiven Verschleiß verlängert die Lebensdauer von Pumpen in Wasserkraftwerken und in der Petrochemie.

• Befestigungselemente und Muttern in Brack-/Seewasserumgebungen wo Fressen eine bekannte Fehlerart ist.

• Wasserkraft und maritime Hardware - Brückenbolzen, Lager und Buchsen, bei denen eine gemischte Abnutzung/Korrosion vorliegt.

• Passende Wellen und Gleitführungen in Lebensmittel-, Pharma- und Chemieanlagen, wo Ablagerungen zu katastrophalen Ausfällen führen würden.

Kurzer Erfahrungsbericht: Hersteller von Wasserkraftturbinen und Pumpen-OEMs spezifizieren Nitronic 60 häufig für Verschleißringe und Ventilkomponenten, da Nitronic 60 in realen Feldtests in Kombination mit mechanischem Verschleiß und Seewassereinwirkung besser abschneidet als herkömmliche rostfreie Stähle.

Design und technische Überlegungen

Einige pragmatische Regeln für Konstrukteure, die Nitronic 60 Blätter verwenden:

• Passende Materialien: Obwohl Nitronic 60 auch in selbstgefügtem Zustand sehr gut funktioniert, sollte bei hochbelasteten Gleitpaarungen eine ungleiche Paarung in Betracht gezogen werden (z. B. Nitronic 60 gegen eine härtere Hartmetall- oder beschichtete Oberfläche), um die Klebstoffübertragung zu verringern. Vermeiden Sie die Paarung mit weicheren rostfreien Teilen der Serie 300, die abblättern oder vorzeitig verschleißen können.

• Schmierung: Wenn möglich, sorgen Sie für eine Grenzschmierung oder geeignete Filmschmiermittel. Nitronic 60 macht die Schmierung nachsichtiger, hebt aber die Vorteile einer ordnungsgemäßen Schmierung nicht auf.

• Dicke und Steifigkeit: Nitronic 60-Blech hat eine höhere Streckgrenze, so dass dünnere Abschnitte die gleiche Steifigkeit wie dickeres 316-Blech erreichen können - prüfen Sie jedoch das Ermüdungs- und Beulverhalten, insbesondere bei zyklischer Belastung.

• Auswahl der Befestigungsmittel: Für Schrauben und Muttern sollten Nitronic 60-Befestigungselemente verwendet werden, wenn eine wiederholte Montage/Demontage in korrosiven Umgebungen erfolgt; die Abriebfestigkeit der Legierung verringert das Risiko des Festfressens von Gewinden.

• Oberflächenhärtung: Hartmetallauflagen oder Schweißauflagen können verwendet werden, wenn extremer Verschleiß zu erwarten ist; dies erhöht jedoch die Kosten und erschwert die Herstellung.

Beschaffung, Toleranzen, Dicken und Kostentreiber

Verfügbare Formen: Bleche, Platten, Streifen, Coils, Stangen und Verbindungselemente. Die Verfügbarkeit von Blechdicken hängt vom jeweiligen Werk ab - die üblichen Blechdicken sind ähnlich wie bei anderen nichtrostenden Güten, doch sollten Sie sich bei den Herstellern nach dünnem Material (25 mm) erkundigen.

Toleranzen: Verwenden Sie in Ihren Bestellungen die Toleranzen der Zulieferer für Dicke, Ebenheit und Oberflächengüte. Fordern Sie für kritische Verschleißteile Prüfzeugnisse an, aus denen die chemische Zusammensetzung, die Zugfestigkeit, die Härte und der Anteil der Kaltverformung hervorgehen.

Kostentreiber: Nitronic 60 ist wegen der Legierungszusätze (Si, Mn, N) und des geringeren Marktvolumens in der Regel teurer als die Standardwerkstoffe 304/316, aber weitaus kostengünstiger und leichter zu bearbeiten als kobaltbasierte Verschleißlegierungen. Die installierten Gesamtkosten sprechen häufig für Nitronic 60, wenn andernfalls Ausfallzeiten, Ersatz oder Spezialbeschichtungen erforderlich wären. Gewalzte Legierungen

Umweltbedingungen, Inspektion und Fehlermöglichkeiten

Häufig zu beobachtende Fehlerarten:

• Wenn Fressen auftritt, geht dies in der Regel einem messbaren abrasiven Verschleiß voraus und beschleunigt dann die Korrosion. Konstruktion zur Verhinderung der Entstehung (Oberflächenbeschaffenheit, Gegenmaterial, Schmierung).

• In hochaggressiven Chloridumgebungen bei erhöhten Temperaturen kann es zu starker Lochfraß- und Spaltkorrosion kommen; Testkupons für schwere Einsatzbedingungen.

• Kaltverformung erhöht die Festigkeit, kann aber die Korrosionsbeständigkeit verringern; wenn HS-Material (kaltverformt) spezifiziert wird, muss die Korrosionsbeständigkeit für den jeweiligen Einsatzzweck überprüft werden.

Inspektion: Bei kritischen Verschleißteilen sind regelmäßige Maßkontrollen, die Überwachung der Oberflächenbeschaffenheit und gegebenenfalls zerstörungsfreie Prüfungen durchzuführen (Ultraschalldicke bei Wandteilen, visuelle und magnetische Partikel bei Schweißnähten, wenn ferromagnetische Einschlüsse vorhanden sind).

Praktische Empfehlungen und Zusammenfassung

• Verwenden Sie Nitronic 60-Platten, wenn Fressen, Klebstoffverschleiß oder Kavitationserosion die Hauptrisiken sind. und dort, wo 316/304 aufgrund von Festfressen oder schnellem Verschleiß frühzeitig versagen würde.

• Bestätigen Sie die Daten des Lieferanten: verlangen Sie Werksprüfzeugnisse und bei HS-Varianten (kaltverformt) eine Bestätigung der mechanischen und korrosiven Eigenschaften für die genaue Produktform.

• Schweißen und Fügen: Es gelten die Standardverfahren für austenitische Werkstoffe; für eine optimale Verschleißlebensdauer ist das Schweißgut zu bewerten und ein Überzug in Betracht zu ziehen, wenn die Schweißzone einem hohen Metall-Metall-Verschleiß ausgesetzt ist.

Nitronic 60 ist ein austenitisches Spezialblech, das Ingenieuren eine kostengünstige Alternative zu teuren Kobalt-/Nickel-Verschleißlegierungen bietet, insbesondere bei Anwendungen in der Schifffahrt, bei Pumpen und Ventilen.

Kurzübersicht über Zusammensetzung und Eigenschaften

Zusammensetzung (typisch)

Quelle: Produktinformationsblätter der Hersteller und technische Datenblätter.

Repräsentative mechanische Eigenschaften (geglühtes Blech)

FAQs

1. Wofür werden Nitronic 60-Platten verwendet?
   In erster Linie für verschleißanfällige Komponenten - Ventilverkleidungen, Pumpenverschleißringe, Befestigungselemente und gleitende Teile in Schiffs- und Hydrauliksystemen, bei denen Fressen und Kavitation ein Problem darstellen.

2. Ist Nitronic 60 magnetisch?
   Nitronic 60 ist im geglühten austenitischen Zustand im Wesentlichen unmagnetisch; Kaltverformung kann eine leichte magnetische Reaktion hervorrufen, die jedoch sehr gering ist.

3. Kann Nitronic 60 geschweißt werden?
   Ja, es wird mit herkömmlichen austenitischen rostfreien Verfahren geschweißt. Autogene WIG-Schweißnähte und passende Schweißzusätze ergeben gute Schweißnähte; der Verschleiß im Schweißgut ist etwas geringer als im Grundwerkstoff.

4. Wie ist Nitronic 60 im Vergleich zu Edelstahl 316?
   Nitronic 60 hat in der Regel eine höhere Streckgrenze (etwa das Doppelte), eine bessere Beständigkeit gegen Abrieb und Kavitation und eine gleichwertige oder bessere Beständigkeit gegen Kreide- und Lochfraß in vielen Meerwassertests; dennoch kann 316 bei sehr aggressiver Chloridkorrosion bevorzugt werden, wenn andere Faktoren dominieren.

5. Ist Nitronic 60 das Gleiche wie Nitronic 50?
   Nein. Es handelt sich um verschiedene Legierungen der Nitronic-Familie - Nitronic 50 legt den Schwerpunkt auf Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit, während Nitronic 60 speziell für Abrieb- und Verschleißfestigkeit entwickelt wurde.

6. Welche gängigen Blechdicken sind erhältlich?
   Die Verfügbarkeit variiert je nach Werk. Nitronic 60 wird in Blech- und Plattenformaten hergestellt, die denen anderer nicht rostender Güten ähneln. Für dünne Bleche (<1 mm) oder Grobbleche wenden Sie sich bitte an Ihren Lieferanten.

7. Ist für Nitronic 60 eine besondere Wärmebehandlung erforderlich?
   Für die Standardsorte ist kein Anlassen oder Aushärten erforderlich. "Hohe Festigkeit wird durch Kaltverformung erreicht; durch Glühen wird die Duktilität bei Bedarf wiederhergestellt.

8. Kann Nitronic 60 in Meerwasser verwendet werden?
   Ja - Produkttests zeigen eine gute Beständigkeit gegen Riss- und Lochfraß in ruhigem Meerwasser und übertreffen in ähnlichen Tests oft 316. Vor der endgültigen Auswahl sollte jedoch die gesamte Betriebsumgebung (Geschwindigkeit, Bewuchs, Temperatur) untersucht werden.

9. Wie lautet die UNS-Nummer für Nitronic 60?
   UNS S21800 (in älterer Literatur oft auch als Alloy 218 bezeichnet).

10. Ist Nitronic 60 die zusätzlichen Kosten wert?
    Wenn Ablagerungen, Festfressen oder Kavitation die mittlere Zeit zwischen den Reparaturen verkürzen, senkt Nitronic 60 häufig die Lebenszykluskosten, indem es die Wartungsintervalle verlängert und ungeplante Ausfallzeiten vermeidet - so zahlt sich die Prämie oft aus. Betrachten Sie eine einfache LCC-Berechnung (Life-Cycle-Costs) für kritische Teile.

Maßgebliche Referenzen

• Nitronic (Wikipedia) - Übersicht über die Nitronic-Familie und UNS-Bezeichnungen
• ARMCO / AK Steel - Nitronic® 60 Produktdatenblatt (technische Leistungsdaten und Zusammenfassungen von Seewassertests)
• Hochleistungslegierungen - Nitronic 60-Broschüre und Testdatenblätter (Daten zu Fressen und Kavitation)
• Electralloy / Specialty Steel Supply - Technisches Merkblatt Nitronic 60 (Schweißen, Anwendungshinweise)

Abschließende praktische Checkliste

• Geben Sie an. UNS S21800 und der produzierenden Mühle oder dem lizenzierten Hersteller, um Mehrdeutigkeiten bei der Substitution zu vermeiden.

• Fordern Sie Berichte über Werksprüfungen (Chemie, Zugfestigkeit, Härte) und relevante Verarbeitungsvorgänge (geglühtes oder kaltverformtes HS) an.

• Fragen Sie bei verschleißkritischen Schweißnähten nach Schweißverfahrensprüfungen und Musterüberlagerungsprüfungen und erwägen Sie die Angabe von Toleranzen für die Bearbeitung nach der Fertigung und die Endbearbeitung.

• Wenn Seewasser oder kavitierende Strömung vorhanden ist, sind Kupon-Tests oder Angaben des Herstellers zu Kavitation/Spaltung zu verlangen.