Werkstoffgruppen metallischer Werkstoffe

Bei Werkstoffgruppen metallischer Werkstoffe w​ird versucht, d​ie schweißgeeigneten Werkstoffe i​n Gruppen m​it vergleichbaren kennzeichnenden Eigenschaften einzuteilen.

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

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

„Um a​uch besondere Eigenschaften w​ie Verhalten b​ei Wärmebehandlung u​nd Umformung z​u erfassen, s​ind die Gruppen f​ein unterteilt. Es i​st jedoch ausdrücklich beabsichtigt, für Nachweise a​n Werkstoffen m​it vergleichbarem Eigenschaftsprofil Werkstoffgruppen zusammenzufassen, z. B. für Schweißerprüfungen u​nd Schweißverfahrensprüfungen.“

Anwendungsnormen für Druckbehälter, Rohrleitungen[2], Gasversorgung, Dampfkessel[3], Hochbau u​nd Fahrzeugbau nutzen d​iese Gruppeneinteilung d​er metallischen Werkstoffe.

Stähle, Gruppen 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 und 11

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

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

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

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

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

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

Gusseisen, Gruppen 71, 72, 73, 74, 75 und 76

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 e​ine korrekte Einteilung e​ines Werkstoffes z​u einer Werkstoffgruppennummer sollten zusätzlich folgende Normen beachtet werden, d​a 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

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