Austenit-, Ferrit-, Martensit-, PH- und Duplex-Edelstahl
Welche verschiedenen Arten von Edelstahl gibt es? Kann austenitischer Edelstahl wärmebehandelt werden? Kann ferritischer Edelstahl wärmebehandelt werden? Welchen Edelstahl kann man wärmebehandeln? Was macht Edelstahl rostbeständig?
Die alltägliche Erfahrung lehrt uns, dass Stahl korrodiert. Geben Sie ihm Wasser und Sauerstoff, dann wird es rosten. Poröser Rost wächst weiter und löst sich ab, bis er schließlich den gesamten Stahl verbraucht. Wenn man dem Stahl jedoch ausreichend Chrom hinzufügt, bildet sich nur eine dünne Oxidschicht, die eine Fortsetzung der Korrosion verhindert. Aufgrund des Chromgehalts in der Legierung und der Wirkung einiger anderer Elemente haben sich verschiedene Komponenten mit unterschiedlichen Kombinationseigenschaften als Standardlegierungen etabliert.
Die spezifische Umgebung, die Temperatur, die erforderliche Festigkeit, die Herstellbarkeit und letztlich auch die Kosten erfordern die Auswahl des für eine bestimmte Anwendung zu verwendenden Edelstahltyps.
Edelstahl wird entsprechend seiner metallurgischen Struktur in Austenit-, Ferrit-, Martensit-, Duplex- oder ausscheidungshärtender Stahl eingeteilt.
Austenitischer Edelstahl
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Die Serien AISI 200 und 300... können nicht durch Wärmebehandlung gehärtet werden. HT hängt davon ab, dass sich die Struktur mit der Temperatur ändert. Von hohen Temperaturen bis zu 1900 °C bis zu extrem niedrigen Temperaturen von minus 300 °C bleiben diese Sorten in einem austenitischen Zustand. Unter normalen Bedingungen erfolgt nahezu keine Reaktion auf Magnete. Durch Kaltbearbeitung kann dieses Material leicht magnetisch werden. Die gebräuchlichen Typen, die üblicherweise als „18-8“ bezeichnet werden (was bedeutet, dass die Nennmenge an CR 18 % und die Nennmenge an Ni 8 % beträgt), sind 303, 304 und 316. 316 fügt auch Molybdän hinzu, das Verbessert die Korrosionsleistung in vielen Umgebungen im Vergleich zu 304. Darüber hinaus verfügt 316 über stärkere antioxidative Eigenschaften bei höheren Temperaturen. Der Zusatz von Schwefel zu Edelstahl 303 verbessert die Verarbeitungseigenschaften, geht jedoch zu Lasten der Korrosionsbeständigkeit. Der geglühte Zustand ist am korrosionsbeständigsten und wird am häufigsten verwendet. Es weist eine gute Festigkeit und Zähigkeit bei Tieftemperaturanwendungen auf.
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Einige Legierungen der AISI 400-Serie können nicht durch Wärmebehandlung gehärtet werden, da diese rostfreien Stähle im kritischen Temperaturbereich immer noch einen Ferritzustand beibehalten. Einige rostfreie Stähle reagieren auf Magnete ähnlich wie gewöhnlicher Stahl. Die „reine Cr“-Qualität des Edelstahls 405 und 409 hat einen relativ niedrigen Cr-Gehalt und eignet sich daher für Automobilabgasanwendungen, bei denen das Aussehen keine Rolle spielt. Edelstahl 430 und andere Legierungen mit höherem Chromgehalt können Korrosion bei höheren Temperaturen widerstehen und ein besseres Aussehen für Anwendungen wie die Dekoration von Automobilen oder Haushaltsgeräten beibehalten, und das zu geringeren Kosten als austenitische Stahlsorten.
Der geglühte Zustand ist am korrosionsbeständigsten.
Martensitischer Edelstahl, bestehend aus Zulagen der AISI 400-Serie, kann durch konventionelle Wärmebehandlung gehärtet werden. Die Wärmebehandlung ähnelt der Wärmebehandlung von legiertem Stahl. Sie haben bei hohen Temperaturen eine austenitische Struktur und werden durch schnelles Abkühlen in eine martensitische Struktur umgewandelt. Sie werden üblicherweise unter vollständig gehärteten Bedingungen eingesetzt, um eine optimale Korrosionsbeständigkeit zu erreichen und gleichzeitig eine hohe Festigkeit und Härte zu besitzen. Je nach Typ kann der Zwischenwert von HRc (Rockwell-Härte) für Edelstahl 410 und 416 60 HRc für Edelstahl 440c betragen, da die maximale Härte nach der Wärmebehandlung vom Kohlenstoffgehalt abhängt. Die erreichbare Härte steigt mit zunehmendem Kohlenstoffgehalt. Auch diese Edelstähle reagieren auf Magnete wie Ferrit.
PH-ausscheidungsgehärteter Edelstahl
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PH steht für „Ausfällungshärtung“. Das bedeutet, dass sie durch Wärmebehandlung gehärtet werden können. Sie reagieren meist auch auf Magnete. Die gebräuchlichste Legierung ist Edelstahl 630, allgemein als „17-4“ bezeichnet. Die Wärmebehandlung umfasst eine Hochtemperatur-„Lösungsbehandlung“ (auch als Glühen oder Lösungsglühen bekannt), gefolgt von einer „Alterung“ bei Temperaturen zwischen 900 F und 1150 F. Bei 900 Stunden sind die Festigkeit und die allgemeine Korrosionsleistung höher. Mit zunehmender Temperatur nimmt die Festigkeit ab, während die Alterungstemperatur zunimmt, aber die Zähigkeit zunimmt. Für bestimmte spezifische Umgebungen wurde auch die Korrosionsleistung verbessert. Bei diesen Anwendungen sind Festigkeit und Korrosionsleistung Faktoren, die berücksichtigt werden müssen.
Schließlich gibt es noch Duplex-Edelstahl, eine Art Edelstahl mit einer Mischstruktur aus Austenit und Ferrit, der für spezifischere Anwendungen als in dieser Edelstahl-Einführung verwendet wird. Viele sind proprietäre Namen, während einige, wie z. B. 2205, als Standard- oder universelle Edelstahlnamen gelten.