Kochlin SONDERLEGIERUNGEN · SEIT 2009

UNS R30021Stellite 21

Kavitations- und schlagbeständig – Dampfventilsitze und Warmscherenmesser

Co-Cr-LegierungenCo-Cr-W (Stellite)
Zugfestigkeit Rm bei 816 °C
360
MPa · ≥ Norm-Mindestwert
Bruchdehnung A bei 816 °C
10
% · ≥ Norm-Mindestwert
Einsatzgrenze
800
°C · Richtwert max.
Dichte
8,33
g/cm³

Härte & Verschleiß

Härte-Abnahmekriterium Normforderung

ZustandKriterium
Feinguss, Gusszustand≤ 34 HRC
Nach ca. 800 °C für 50 h (Beispiel aus der Norm)bis 45 HRC

Die Härte im Gusszustand darf 34 HRC oder einen gleichwertigen Wert nicht überschreiten, ermittelt nach ASTM E18.

⚠ Dies ist ein HÖCHSTWERT, die umgekehrte Richtung wie bei Stellite 6 derselben Familie (Mindestwert 37 HRC). Grund: Erhöhte Temperatur härtet diese Gussteile weiter aus (etwa 800 °C für 50 h können sie auf 45 HRC bringen). Die Legierung härtet im Betrieb weiter, und eine niedrig gehaltene Gusshärte bewahrt Zerspanbarkeit und Zähigkeitsreserve.

⚠ Der Wert von 45 HRC ist nur ein Beispiel, kein Abnahmekriterium, und darf nicht zur Annahme oder Zurückweisung verwendet werden. Die Abnahmegrenze sind die 34 HRC im Gusszustand.

⚠ Die praktische Folge: Eingangsmaterial an der weichen Seite ist nicht unbedingt ein Problem – die Norm verlangt das so –, und ein nach dem Betrieb über 40 HRC gemessenes Teil beweist nicht, dass das Eingangsmaterial außerhalb der Norm lag. Jede Beurteilung muss Gusszustand und Zustand nach Betrieb trennen.

⚠ Drei Cobalt-Verschleißlegierungen derselben Familie, drei verschiedene Richtungen der Härteanforderung – erst die Richtung lesen, dann die Zahl:

· R30006 (Stellite-6-Guss) – nicht unter 37 HRC: ein Mindestwert, weil die Härte die Funktion ist;

· R30021 (Stellite-21-Guss) – im Gusszustand nicht über 34 HRC: ein Höchstwert, weil die Legierung im Betrieb weiter aushärtet;

· R30016 (Stellite 6B, Knetlegierung) – 33 bis 43 HRC: ein zweiseitiger Bereich.

Bei jeder Härteangabe für Cobaltlegierungen zuerst klären: Untergrenze, Obergrenze oder Bereich?

Was die Norm zum Verschleißeinsatz sagt Nur zur Information – keine Abnahmegrundlage

Typische Verwendung: Teile wie Turbinenleitschaufeln, die hohe Festigkeit bis 1500 °F (816 °C) und Oxidationsbeständigkeit bis 2000 °F (1095 °C) brauchen; die Verwendung ist nicht darauf beschränkt.

⚠ Der vorgesehene Einsatz unterscheidet sich von Stellite 6: Stellite 21 ist auf hohe Festigkeit plus Oxidationsbeständigkeit ausgerichtet, mit Turbinenleitschaufeln als Beispiel, während Stellite 6 die verschleiß- und erosionsbeständige Sorte ist. In seiner eigenen Norm ist Stellite 21 nicht in erster Linie als Verschleißsorte positioniert.

⚠ 816 °C und 1095 °C sind zwei verschiedene Temperaturen – die erste für die Festigkeit, die zweite für die Oxidationsbeständigkeit, fast 280 °C auseinander – und dürfen nicht vertauscht werden. Tragende Teile gehören zum Wert von 816 °C, und die Norm nennt bei dieser Temperatur keine zulässige Spannung.

Härte des Schweißguts in der Werkstofffamilie Nur zur Information – keine Abnahmegrundlage

AWS-Klassifikation / UNS Schweißzustand, mehrlagig Karbide und Zielkonflikt
ERCoCr-A / R3000623 – 47 HRCUntereutektische Karbide; Beständigkeit gegen Abrasion bei geringer Belastung und gegen Schlag, gute Fressbeständigkeit Metall auf Metall
ERCoCr-B / R3001234 – 47 HRCRund 16 % Karbide; etwas höhere Härte und Beständigkeit gegen abrasiven und Metall-Metall-Verschleiß, etwas geringere Schlag- und Korrosionsbeständigkeit
ERCoCr-C / R3000143 – 58 HRCRund 19 % Karbide, mit primären übereutektischen Karbiden; höchste Verschleißbeständigkeit bei verminderter Schlag- und Korrosionsbeständigkeit und stärkerer Neigung zu Abkühlrissen
ERCoCr-E / R3002120 – 35 HRCGeringer Karbidanteil, überwiegend mischkristallverfestigt; zäh und kaltverfestigend, beständig gegen Thermoschock und Kavitation, ausgezeichnete Fressbeständigkeit gegen sich selbst
ERCoCr-F / R3000232 – 46 HRCÜber 20 % Nickel, entwickelt für Oxidations- und Korrosionsbeständigkeit bei Anwesenheit von Bleizusätzen
ERCoCr-G / R3001452 – 60 HRCEine Variante von ERCoCr-C mit mehr Kohlenstoff und Wolfram und höherem Anteil primärer Karbide
ERCoCr-H / R3123320 – 30 HRCAusgewogene Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit; gute Beständigkeit gegen Schweißrisse, ohne Pufferlage oder Vorwärmen auftragbar; das Schweißgut verfestigt sich nach Kaltverformung bis auf 50 HRC

⚠ Dies sind typische Härtewerte mehrlagiger Schweißungen im Schweißzustand – kein Abnahmebereich. Die Norm prüft im Hauptteil nur die chemische Zusammensetzung von Zusatzwerkstoff oder Schweißgut, nie die Härte. Diese Tabelle zur Annahme oder Zurückweisung einer Auftragung zu verwenden, ist ein Missbrauch.

So ist sie zu lesen: Der Karbidanteil steigt von A über B und C zu G, mit ihm die Härte, während Schlagzähigkeit und Korrosionsbeständigkeit sinken. E und H gehen den anderen Weg – wenig Karbid, mischkristallverfestigt, stark bei Zähigkeit und Kaltverfestigung. Die Wahl einer Sorte ist die Wahl eines Punktes auf diesem Zielkonflikt.

⚠ Die Bereiche sind breit (ERCoCr-A umfasst 24 HRC-Punkte). Die Härte im Schweißzustand hängt von Aufmischung, Lagenzahl, Vorwärm- und Zwischenlagentemperatur ab; sie ist keine Werkstoffkonstante. Eine einlagige Auftragung wird vom Grundwerkstoff aufgemischt und ist deutlich weicher – A7.2.8 bezieht sich auf MEHRLAGIGE Schweißungen.

⚠ Das passt zur Obergrenze von 34 HRC im Gusszustand: ERCoCr-E ist auch als Auftragung die weichste der Familie (20–35 HRC). Sie ist nicht die Sorte, die in dieser Familie durch Härte punktet.

A7.2.4.1: gute Festigkeit und Duktilität bis 1150 °C, Beständigkeit gegen Thermoschock sowie gegen oxidierende und reduzierende Atmosphären, ausgezeichnete Fressbeständigkeit gegen sich selbst und sehr hohe Kavitationserosionsbeständigkeit; außerdem verfestigt es sich. Ventilgarnituren, Warmscherenmesser und Warmstrangpresswerkzeuge wählen es wegen Thermoschock und Fressen, nicht wegen der Härte.

Lieferzustand und Wärmebehandlung Normforderung

LieferzustandGusszustand
UNS-ZuordnungDer Titel lautet „Zusammensetzung ähnlich UNS R30021“ – ähnlich in der Zusammensetzung, nicht identisch
HandelsnameDer Titel nennt Stellite® 21 (ergänzt in der Revision 2025 J)

Die Nennzusammensetzung ist 62Co-27Cr-2.8Ni-5.5Mo. Gegenüber Stellite 6 (60Co-29Cr-4.5W) ersetzt sie Wolfram durch Molybdän und enthält weit weniger Kohlenstoff – deshalb ist sie im Gusszustand weicher, härtet aber im Betrieb aus.

Chemische Zusammensetzung

Co 59 %Cr 27 %Mo 5,5 %Ni 2,8 %C 0,25 %Neben- und Begleitelemente 5 %

Nennwerte: Mitte der Spanne, wo zwei Grenzen angegeben sind, der Höchstwert, wo nur eine Obergrenze steht; das Basiselement bildet den Rest. Die genauen Normbereiche stehen unten.

ElementName Gehalt %
Hauptelemente5 Elemente
Co CobaltRest
Cr Chrom25 – 29 %
Mo Molybdän5 – 6 %
Ni Nickel1,75 – 3,75 %
C Kohlenstoff0,2 – 0,3 %
ElementName Gehalt %
Neben- und Begleitelemente4 Elemente
B Bor≤ 0,007 %
Fe Eisen≤ 3 %
Si Silizium≤ 1 %
Mn Mangan≤ 1 %

Mechanische Mindestwerte nach Lieferform

Die garantierten Werte hängen von Lieferform, Abmessung und Lieferzustand ab; im Angebot werden Norm, Lieferform, Abmessung und Zustand bestätigt.

LieferformZustand Rm MPaRp0,2 MPaA ≥ %
Draht und Schweißdraht
Massivdraht und Stäbe zum AuftragschweißenAWS-Klassifikation ERCoCr-E / UNS R30021 — — —
Sonstige
Getrennt gegossene Probestäbe für FeingussGusszustand; Zugversuch bei 816 ± 6 °C, Haltezeit mindestens 10 min ≥ 360 (52 ksi) — ≥ 10
FeingussGusszustand, keine Wärmebehandlung — — —

Wo dieser Werkstoff empfohlen wird

In 1 Einsatzfällen gelistet; Rang und Punktzahl stammen aus unserer Bewertungsmatrix für Einsatzbedingungen.

EinsatzfallBranche TemperaturRangPunkte
Armaturen, Formstücke & Flansche Öl & Gas > 300 °C 7 / 14 84

Bezeichnungen & Vergleichswerkstoffe

EN-KurznameCoCr27Mo5C
Handelsname(n)Stellite 21
AMS (SAE, Luftfahrt)5385
AWS (Schweißzusatz)A5.21 ERCoCr-E

Die Gegenüberstellungen sind gängige Näherungen für Suche und Vorauswahl; wer normübergreifend austauscht, muss Zusammensetzung und Eigenschaften Punkt für Punkt prüfen. Alle Werkstoffe in einer Vergleichstabelle →

Anwendbare Normen

2 Normen. Geben Sie in der Bestellung Norm und Ausgabe an.

Garantierte Werte und geforderte Prüfungen unterscheiden sich je nach Norm – siehe Mechanische Mindestwerte nach Lieferform für die Werte je Lieferform.

Häufige Fragen

Was ist Stellite 21 (R30021)?

Stellite 21 (R30021) – Co-Cr-W (Stellite). Kavitations- und schlagbeständig – Dampfventilsitze und Warmscherenmesser

Bis zu welcher Temperatur ist Stellite 21 (R30021) einsetzbar?

In der Regel bis etwa 800 °C; die praktische Grenze hängt von Medium, Beanspruchung und geforderter Lebensdauer ab – maßgebend für die Abnahme ist die vereinbarte Norm.

Welche Zugfestigkeit hat Stellite 21 (R30021)?

Die Norm schreibt einen Warmzugversuch vor: Mindestzugfestigkeit 360 MPa bei 816 °C für die Hauptlieferform – kein Wert bei Raumtemperatur. Mindestwerte für andere Lieferformen und Abmessungen stehen auf dieser Seite unter „Mechanische Mindestwerte nach Lieferform“.

Nach welchen Normen wird Stellite 21 (R30021) geliefert?

SAE AMS5385 Stellite 21, AWS A5.21/A5.21M

Wo wird Stellite 21 (R30021) typischerweise eingesetzt?

Armaturen, Formstücke & Flansche (Öl & Gas)

In welchen Lieferformen ist Stellite 21 (R30021) erhältlich?

Rohr, Blech, Band, Stab, Schmiedeteile, Draht und weitere Formen; Abmessungen und Lieferzustand werden je Auftrag bestätigt – mit Abnahmeprüfzeugnis nach EN 10204 3.1 / 3.2.

Gleiche Werkstoffgruppe

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Lieferung & Anfrage

Rohreφ1 – 219 × 0,25 – 25 mmGrobblech4,76 – 80 mmStabφ8 – 300 mmDraht & Schweißzusätzeφ0,01 – 8 mm

Für diesen Werkstoff liefern wir, abgestimmt auf Ihre Einsatzbedingungen:

Oder per E-Mail: info@kochlin.com