Schiffbaustahl Grade B nach ASTM A131

Einleitung & Positionierung

Schiffbaustahl Grade B nach ASTM A131 ist eine Normalfestgkeitsgüte mit zusätzlichen Zähigkeitsnachweis gegenüber dem Grade A und kombiniert eine Mindeststreckgrenze von 235 MPa mit einem formalisierten Zähigkeitsnachweis bei 0 °C, wie er von den meisten Klassifikationsgesellschaften für bestimmte Rumpfzonen gefordert wird. Die Güte ist insbesondere für Anwendungen ausgelegt, in denen das Material zeitweise kältere Temperaturen und Stoßbelastungen erfährt. In Neubauten wird Grade B häufig in Sekundärstrukturen eingesetzt, während AH36/DH36 die primären Tragzonen abdecken. Aufgrund der ausbalancierten Kombination aus Festigkeit, Zähigkeit, Schweißeignung und Kosten ist Grade B eine der am weitesten verbreiteten Güten im globalen Schiffbau.

Normen, Klassregeln & Zertifizierung

Die maßgebliche Materialspezifikation ist ASTM A131/A131M. Ergänzend gelten die Regelwerke:

DNV – Rules for Classification, Part 2, Chapter 2
Lloyd’s Register – Rules for the Manufacture, Testing and Certification of Materials
Bureau Veritas – NR467
ABS – Rules for Materials & Welding

Für Projekte im Neubau werden in der Regel Prüfbescheinigungen EN 10204 – 3.2 benötigt. Reparaturumfänge können oft mit 3.1 abgedeckt werden, abhängig von der einzelnen Klassvorgabe und der Position der Ersatzsektion im Schiff.

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Chemische Zusammensetzung & Metallurgische Grundlage

Grade B entspricht chemisch weitgehend Grade A, weist jedoch engere Fertigungskontrollen auf, um die geforderte Zähigkeit bei 0 °C sicherzustellen. Die Zusammensetzung folgt:

C ≤ 0,21 %
Mn ~ 0,7–1,6 % (abhängig vom C‑Gehalt)
Si ≤ 0,50 %
P/S ≤ 0,035 %

Diese Werte ergeben eine niedrige CEV‑Kennzahl, wodurch der Werkstoff eine ausgezeichnete Schweißeignung besitzt. Die Mikrolegierung ist minimal gehalten, um Kosten und Verarbeitungsaufwand gering zu halten. Für Schweißprozesse mit höherer Wärmeeinbringung ist dennoch auf kontrollierte Zwischenlagentemperaturen zu achten, um Grobkornzonen und mögliche Kalt- oder Härterisse zu vermeiden.

Mechanische Eigenschaften & Zähigkeit

Grade B ist ausgelegt auf:

ReH ≥ 235 MPa
Rm ~ 400–520 MPa
Bruchdehnung ≥ 20–22 %

Die entscheidende Eigenschaft gegenüber Grade A ist jedoch die verpflichtende Charpy‑V‑Kerbschlagzähigkeit bei 0 °C, deren Mindestenergien in Abhängigkeit von der Dicke und der jeweiligen Klassorganisation definiert sind. Durch diesen Zähigkeitsnachweis wird Grade B technisch robuster gegenüber Stoß- und Vibrationsbelastungen sowie tieferen Temperaturen.

Lieferzustand & Wärmebehandlung

Grade B wird üblicherweise in folgenden Zuständen geliefert:

AR – As Rolled
CR – Controlled Rolled (für gleichmäßigere Zähigkeit)
N – Normalized (empfohlen bei größeren Dicken oder erhöhten Qualitätsanforderungen)
TMCP – Thermo-Mechanically Controlled Processed (optional, abhängig vom Hersteller; verbessert Zähigkeit und Ebenheit deutlich)

Bei projektspezifischen WPS‑Anforderungen kann der Normalisierzustand oder TMCP Pflicht werden, insbesondere bei dicken Blechen oder strengen Vorgaben der Klassifikationsgesellschaften.

Verarbeitung & Schweißtechnik

Die Schweißeignung ist exzellent. Für Standardanwendungen genügen Schweißzusätze der Festigkeitsklasse ER70S-6 (z.B. G3Si1 nach ISO 14341). Bei dickeren Blechen sollte der Wärmeeintrag moderat gehalten werden. Sinnvoll sind:

gereinigte und korrekt gefaste Kanten
kontrollierte Zwischenlagentemperatur (typisch ≤ 150–175 °C)
kontrollierte Abkühlung zur Vermeidung von Härteeinlagerungen
UT‑Prüfung nach EN 10160 bei kritischen Zonen

Grade B weist im Vergleich zu Grade A ein etwas homogeneres Verhalten bei variierenden thermischen Bedingungen auf. Dies schlägt sich in stabileren Schweißergebnissen bei wechselnden Einsatztemperaturen nieder.

Typische Anwendungen & Branchen

Grade B findet breite Anwendung in:

Doppelbodenstrukturen, Quer- und Längsversteifungen
Innenstrukturen, Tankschotten und Plattformen
Decks und Sektionen mit reduzierten, aber vorhandenen Tieftemperaturanforderungen
Reparaturprojekten in Handelsschiffen, Tankern, Bulkern
Offshore‑Hilfsstrukturen, z. B. Wartungseinheiten oder modulare Aufbauten

Durch die zusätzliche Zähigkeitsanforderung wird Grade B besonders häufig in Konstruktionen eingesetzt, die in Übergangszonen zwischen warmen und mäßig kalten Gewässern operieren.