Rostfreie Edelstahl

Acciai
inossidabili
Stainless steels
Rostfreie Edelstähl
On CD-ROM
Domenico Surpi
INHALTSVERZEICHNIS
GRUNDBEGRIFFE..................................................................................................................................................................................... 5
FERRITISCHER STAHL............................................................................................................................................................................. 6
MARTENSITISCHER STAHL................................................................................................................................................................... 8
AUSTENITISCHER STAHL. .................................................................................................................................................................. 13
SCHMELZE UND HERSTELLUNG DER NICHTROSTENDEN STÄHLE................................................................................ 21
CHEMISCHE ELEMENTE..................................................................................................................................................................... 24
BEARBEITUNGEN UND OBERFLÄCHENENDBEHANDLUNGEN. ...................................................................................... 27
KALTWALZEN.......................................................................................................................................................................................... 31
OBERFLÄCHENBEHANDLUNGEN.................................................................................................................................................. 32
Oberflächenbeschaffenheit von nichtrostenden Stählen............................................................................... 33
KALTBEARBEITUNG............................................................................................................................................................................. 34
SCHWEISSEN. ......................................................................................................................................................................................... 36
WÄRMEBEHANDLUNG. .................................................................................................................................................................... 38
OBERFLÄCHENBEHANDLUNGEN............................................................................................................................................. .... 48
PASSIVIERUNG....................................................................................................................................................................................... 51
KORROSION. ........................................................................................................................................................................................... 52
INSTANDHALTUNG DER OBERFLÄCHEN. .................................................................................................................................. 56
LAGERUNG.............................................................................................................................................................................................. 58
EMPIRISCHE FORMELN...................................................................................................................................................................... 59
ÜBERGANGSKURVEN......................................................................................................................................................................... 60
Normenvergleich.......................................................................................................................................................................... 61
BEFESTIGUNGSELEMENTE............................................................................................................................................................... 62
BEZUGSNORMEN................................................................................................................................................................................. 64
GRUNDBEGRIFFE
Beim so genannten rostfreien Stahl handelt es sich um Stahl mit erhöhtem Chromanteil, was zu einer höheren Beständigkeit gegen die verschiedenen Korrosionsformen führt. Diese Metalle und Legierungen verfügen über die besondere
Eigenschaft, sowohl gegen den so genannten „trockenen“ Korrosionsangriff (an der Luft oder bei hoher Temperatur)
als auch gegen die „feuchte” Korrosionswirkung beständig zu sein. Man pflegt zwischen der so genannten „Trockenkorrosion“ (auch Hochtemperaturkorrosion oder Oxidation genannt) und der „Feuchtkorrosion“ zu unterscheiden, die
in feuchten oder atmosphärischen Umgebungen auftritt. Allgemein kann man feststellen, dass die Beständigkeit gegen
die Hochtemperaturkorrosion („Warmkorrosion“) des rostfreien Stahls mit der Bildung und der Aufrechterhaltung einer
feinen, kompakten und haftenden Oxidschutzschicht in Zusammenhang steht, welche die Funktion einer Barriere erfüllt
und einen weiteren Korrosionsangriff auf das Grundmaterial verhindert. Dagegen handelt es sich bei der Feuchtkorrosion um einen elektrochemischen Prozess und die Korrosionsbeständigkeit des nichtrostenden Stahls verdankt sich der
Bildung einer Passivschicht an der Oberfläche, für die ein Chromgehalt von mindestens 10,5 % erforderlich ist.
Bei jeder Art von nichtrostendem Stahl muss ein solcher durchgehender und an der Oberfläche haftender, nicht poröser
und unlöslicher Film vorhanden sein, der über die Eigenschaft verfügt, sich neu zu bilden, sobald er der Luft und dem
Einfluss von Rostumgebungen ausgesetzt und dadurch beschädigt wird. Die Strukturen dieser metallischen Materialien
sind daher außerordentlich wichtig, was man auch an der Tatsache erkennt, dass sie als Grundlage zur Einteilung in
folgende Stahlklassen dienen: ferritisch, martensitisch, austenitisch, austeno-ferritisch und ausscheidungshärtbar.
„EVOLUTIONSSTUFEN“
DER EISENLEGIERUNGEN
Eisen
Fe
Gusseisen
grau, weiß, Temperguss,
Sphäroguss, Karbonlegierungen
min. 2 %
Kohlenstoffstahl
< 2%
Legierter Stahl
Cr, Mo, Ni, V, W...
Duplexstahl und
ausscheidungshärtbarer Stahl
Nichtlegierter Stahl und mikrolegierter
Strukturstahl, Dualphasenstahl, TRIP-Stahl...
Nichtrostender Stahl
Superlegierungen
Hastelloy, Incoloy, Inconel, Monel, Udimar
In Entwicklung
Kompositmaterialien, Flüssigmetall,
Formgedächtnislegierungen
Austenitischer Stahl
Fe + Cr +Ni
C%
0.03 - 0.10
Cr% 16.0 - 20.0
Ni% 8.0 - 13.0
Ferritischer Stahl
Fe + Cr
C% 0.03 - 0.08
Cr% 16.0 - 19.0
Martensitischer Stahl
Fe + Cr
C%
0.06 - 1.20
Cr%
11.5 - 19.0
Die Werte C – Cr – Ni der nichtrostenden Stahlarten beziehen sich auf die im vorliegenden Katalog behandelten Typen.
5
FERRITISCHER STAHL
Dieser Stahltyp verfügt über keine kritischen Punkte. Die Struktur wird durch einen hohen Chrom- und einen niedrigen
Kohlenstoffanteil gewährleistet. Nach dem Prozess des Rekristallisationsglühens ist dieser Stahl somit einsatzfertig.
Dieser Stahl weist eine ferritische Struktur auf, unabhängig davon, bei welcher Temperatur das Material erhitzt wird.
Nach der Warmbearbeitung kann man das Material auch an der Luft abkühlen lassen, da es nicht verhärtet und keine
besondere Spannungsgefahr besteht.
Die Warmformung muss bei 850 - 900° C beendet werden, denn bei ca. 1150° C besteht das Risiko des Kornwachstums, wobei eine Erholung durch keine Art der thermischen Behandlung mehr möglich wäre. Schadensabhilfe würde
in diesem Fall die Kaltumformung bieten, bei der das Korn zersplittert und das Material einer thermischen Rekristallisationsbehandlung unterzogen wird. Das abgestimmte Verhältnis Cr/C sorgt dafür, dass das Material keinen Transformationspunkt aufweist: Es ist nicht möglich, durch irgendeine Art der thermischen Behandlung die mechanischen
und physischen Eigenschaften zu verändern.
EIGENSCHAFTEN UND CHARAKTERISTISCHE ELEMENTE:
• C % 0,01 - 0,12 / Cr % 10,5 - 30,0
• Korrosionsbeständigkeit von moderat bis gut bei steigendem Chromgehalt
• gute Beständigkeit gegen Spannungskorrosion
• Beständigkeit gegen Hitze bis zu 1175° C, Abblätterungsbeständigkeit bis zu 750 – 800° C
• begrenzte mechanische Eigenschaften, die durch thermische Behandlung nicht und durch Kaltverfestigung kaum
verbessert werden können; im Vergleich dazu erweist sich der Verfestigungsprozess bei austenitischem Stahl als
höherwertig.
• Rapide Abnahme der Bruchfestigkeit (Kerbschlagzähigkeit Kv) bei Temperaturen nahe 0° C bzw. unter 0° C.
• gute Verschleißbeständigkeit
• gute Kaltverformbarkeit
• mittelmäßige Schweißfähigkeit; das Schweißen kann eine Spannungsversprödung verursachen. Aufgrund der magnetischen Permeabilität werden diese Werkstoffe als „ferromagnetisch“ klassifiziert.
Die Werkstofftypen, die über eine bessere Bearbeitbarkeit verfügen, besitzen eine im Vergleich zum Ausgangsstahl
verringerte Korrosionsbeständigkeit. Sie weisen auch bei kurzer Exposition bei Temperaturen zwischen 400 und 600° C eine beträchtliche Versprödungstendenz auf; es ist möglich, dieses Phänomen durch Zugabe von Stabilisatoren während der Gussphase abzumildern. STAHLSORTEN IM KATALOG:
STAHL WNR. 1.4016 • EN X6Cr17 • AISI 430
Nicht für Wärmebehandlung des Temperns geeignet.
Leichte Kaltverformbarkeit, zur Steigerung der Härte-, Bruch- und Dehnwerte.
Bei Blechstärken über 3 mm empfiehlt es sich, vor dem Kaltziehen oder dem Kaltwalzen das Material auf 100 – 300°
6
C zu erhitzen. Bei Werkteilen, die keiner besonderen Beanspruchung unterworfen sind, reicht in den meisten Fällen ein
fertig ausgeglühtes Material mit ferritischer Struktur aus, unabhängig davon, welcher Temperatur es ausgesetzt wird.
Feinschleifen und sorgfältiges Polieren tragen dazu bei, die Korrosionsbeständigkeit zu erhöhen. Empfohlen für Verwendung bei hohen Temperaturen; nicht geeignet für Umgebungen mit Temperaturen von weniger
als 0° C, da hohe Versprödungstendenz.
Verwendungsgebiete: Besteck, Haushaltsgerätebereich (z. B. Spülbecken und Trommeln für Waschmaschinen bzw.
Geschirrspülerkörbe), petrochemische Industrie bzw. Waschmittelindustrie, Endfertigung im Autosektor, Auspufftöpfe, Benzinbehälter, Anlagen zur Herstellung von Salpetersäure und Küchenutensilien, Magnetsensoren, Elektroinjektoren, Brennstoffbehälter, Diesel-Verbrennungskammern, Scharniere, Speiseeisbehälter, Stickstofffixierungsgeräte, Naphtabrenner, Industriegasabzugshauben, Rußbläser, Metallvorhänge und Metallgewebe, Magnetventile, Sanitär- und
Abwasserleitungen, Bolzen und Schrauben. Verwendungsgebiete der Flachprodukte: Abdeckungen, Dachtraufen, Regenwasserabflüsse, Blechabdeckungen,
Trägerelemente für Abdeckungen, Lift-Verkleidungen, Lüftungs- und Klimakanäle; bei den Anlagen zur Erzeugung
alternativer Energie Verwendung bei der Zusammensetzung der Solarpaneele und Photovoltaik-Module; die optimale
Poliereignung macht diesen Werkstoff für Dekorationen in Innenräumen ideal. STAHL WNR. 1.4105 • EN X6CrMoS17 STAHL AISI 430FMo
Nicht für die Wärmebehandlung des Temperns geeignet.
Aufgrund des hohen Schwefelgehalts für die maschinelle Bearbeitung geeignet.
Um die durch die Zugabe von Schwefel und den Einschluss von Sulfiden verursachte leichte Verringerung der Korrosionsbeständigkeit auszugleichen, wird entsprechend kalibriertes Molybdän beigefügt.
Gute Beständigkeit gegen Spannungskorrosion. Verwendungsgebiete: Salpeterindustrie, Erdölindustrie, Architektur, Dekor-Bereich, Auto-Sektor, Bolzen, Muttern und
Schrauben; Magnetbremsen, Bimetallthermometer (Temperatur- und Feuchtigkeitsmesser), Naphtabrenner, Küchenutensilien, Magnetventile, Sanitärteile, Injektoren, Mobiliar, Bergbau und Landwirtschaft, Komponenten für Grabungen, Magnetrotoren, Magnetventil-Spulen, Temperaturregler.
Geringe Beständigkeit gegen intergranulare Korrosion. Nicht empfohlen für unter Druck stehende Gefäße oder
Behälter.
STAHL WNR. 1.4106 MOD • X2CrMoSiS18-2-1 Stahl mit erhöhtem Bearbeitbarkeitsfaktor. Nicht für die Wärmebehandlung des Temperns geeignet. Die Korrosionsbeständigkeit wird durch den hohen Schwefelgehalt verringert. Durch einen hohen Molybdän-Gehalt kann man eine
optimale Beständigkeit gegen die Korrosion durch Säuren und Chloride erreichen. Die spezielle chemische Zusammensetzung ermöglicht eine Optimierung der magnetischen Eigenschaften dieses Werkstoffs; der Silizium-Gehalt sorgt
für eine hohe magnetische Permeabilität und eine konsistenten elektrischen Widerstandsfaktor. Verwendungsgebiete: Magnetventile für Korrosionsumgebungen, Kolben, Erdungskomponenten, Abschirmungen, unter Druck stehende
Hochtemperaturbehälter in Korrosionsumgebungen, Magnetkerne von Transformatoren, Lichtmaschinenpole, Flussregler, Relais, Teile von Industrie- und Haushaltsöfen.
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MARTENSITISCHER STAHL
Diese Stahlarten werden so bezeichnet, weil sie als einzige unter den nichtrostenden Stahlsorten über kritische Punkte
verfügen (Ac1, Ac3) und daher nach dem Tempern eine martensitische Struktur annehmen.
Durch den Chromanteil wird eine starke Verlagerung der isothermischen und aninsothermischen Kurven nach rechts
verursacht, weswegen diese Struktur auch durch Abkühlung an der Luft erreicht wird.
Wie beim Vergütungsstahl werden die besten Eigenschaften nach Tempern und Anlassen erzielt; dabei muss besonderes Augenmerk auf diese letzte Verarbeitung gelegt werden, da sich Chromkarbide an den Korngrenzen sammeln
und die Korrosionsbeständigkeit beeinträchtigen können. Bei martensitischem Stahl ist von einer Verwendung im
ausgeglühten Zustand abzuraten.
EIGENSCHAFTEN UND CHARAKTERISTISCHE ELEMENTE:
• C % 0,08 - 1,2 / Cr % 11 - 19
• moderate Korrosionsbeständigkeit: Die gewöhnliche Exposition in städtisch-industrieller Atmosphäre kann zu einer
Beschädigung des Materials führen
• gute Verschleißbeständigkeit
• geringe Bruchfestigkeit, insbesondere bei Temperaturen unter 0° C
• mittlere Schweißeignung
Sorgfältiges Polieren (auf Hochglanz) trägt zu einer besseren Korrosionsbeständigkeit bei.
Aufgrund der hohen magnetischen Permeabilität werden diese Werkstoffe als „ferromagnetisch“ klassifiziert.
Die Werkstofftypen, die über eine bessere Bearbeitbarkeit verfügen, besitzen eine im Vergleich zum Ausgangsstahl verringerte Korrosionsbeständigkeit.
STAHLSORTEN IM KATALOG: STAHL WNR. 1.4005 • EN X12CrS13 • AISI 416
Dieser Werkstoff wird normalerweise im so genannten „Vergütungszustand“ verwendet, bei dem die mechanischen
Eigenschaften und die Korrosionsbeständigkeit verbessert sind. Niedrigkohlenstoffstahl mit Schwefelzusatz zur Verbesserung der Bearbeitbarkeit. Vom Schweißen wird abgeraten: Falls dies jedoch unbedingt erforderlich sein sollte,
führen Sie ein Vorglühen und ein Entspannungsglühen durch. Durch Tempern und Anlassen können die mechanischen
Eigenschaften je nach Nutzungserfordernissen verändert werden. Verwendungsgebiete: Turbinen für die Energieerzeugung, Hydraulikventile, Motoren und Pumpen für Süßwasser,
Sportgeräte, Verwendung in chemisch-aggressiven Umgebungen in der Chemieindustrie; Schrauben - Muttern - Nägel; Bolzen, Stiftschrauben, Ventilschäfte, Gerüste, Flugzeug-Zubehör, Feuerlöscher, Schmiedeformen. Nicht geeignet
für Anwendungen, bei denen Verschleißgefahr oder „Kolbenfresser-Risiko“ besteht.
STAHL WNR. 1.4006 • EN X12Cr13 • AISI 410 Geeignet für Tempern und Entspannen oder Anlassen.
Kann auch im ausgeglühten Zustand verwendet werden. Ideal für das Kaltziehen.
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Der beste Korrosionsbeständigkeitszustand wird nach Tempern und Entspannungsglühen bei 200° C und nicht über
430° C erzielt. Ein bei Temperaturen zwischen 430 und 700° C durchgeführtes Anlassen verursacht eine Verringerung
der Korrosionsbeständigkeit. Die besten Zugfestigkeitswerte werden bei Stahlwerkstoffen erzielt, die im Temperaturintervall zwischen 600 und 760° C angelassen wurden.
Optimale Umformbarkeit aufgrund der rekristallisierten oder ausgeglühten warmgewalzten Struktur, schwierige Anwendung auf Materialien, die zuvor einer Kaltumformung unterzogen wurden und bei denen man eine weitere Umformung durchführen will (Beispiel: Tiefziehen etc.). Verwendungsgebiete: Verkleidungen von Ventilsitzen, Deckel, Pumpenkomponenten, Flansche und Verbindungsstücke
für die Erdölindustrie bzw. petrochemische Industrie, Ventilgehäuse, Wellen, Kurbelstangen, Schrauben und Muttern,
Bügel, Armaturen, Speichen und Felgen bei Fahrrädern und Motorrädern, Gasbrenner, Reißwölfe für Papierfabriken,
Rutschen und Verkleidungen für Kohlebunker, Schlüssel, Feinmesser (Mikrometer), Karabinerkomponenten, Scheren,
Laternen, Dampfturbinen, Metallvorhänge und Metallgewebe, Schränke, Innenraumdekor, Lautsprecherböden, Waschmaschinen, Dekorationen und Profile für Außenbereiche, Wasserabflusssysteme; als Kontroll- und Steuerstäbe
sowie Sicherheitsventile in Atomkraftwerken. STAHL WNR 1.4021 • EN X20Cr13 • AISI 420A
Dieser Werkstoff wird für gewöhnlich in vergütetem Zustand verwendet.
Er verfügt über „selbsttempernde“ Eigenschaften (Tempern erfolgt durch Abkühlung an der Luft).
Empfohlen für Anwendungen, bei denen ein hoher Kraftaufwand erforderlich ist und keine allzu intensiven Korrosionskräfte wirksam sind. Verwendungsgebiete: Mechanismen, die der Korrosion durch Meerwasser ausgesetzt sind, Messer, chirurgische und
zahnmedizinische Instrumente; Lager, bei denen kein Schutz durch Antirost-Öle möglich ist; Hydraulik- und Gasturbinen, Sport- und Landwirtschaftsgeräte, Formen für Glas, Turbinenschaufeln, Pumpenwellen, leichte Waffen, Füße und
Verankerungen, Ventile, Magnete, Mixstäbe für Obst und Gemüse; Geräte für das Tempern von Federn; in Atomkraftwerken als Steuerstäbe. STAHL WNR. 1.4028 • EN X30Cr13 • AISI 420B
Erreicht nach der Vergütung einen hohen Härtegrad und eine gute Korrosionsbeständigkeit.
Selbsttempernd. Geeignet für Fotoätzung.
Optimale Korrosionsbeständigkeit nach Tempern und Entspannungsglühen bei 200° C.
Wenn das Material poliert oder fotogeätzt werden muss, empfiehlt es sich, Stahl mit S % 0,015 max. zu verwenden.
Verwendungsgebiete: Fotokameras, Formen für Glas, Innenarchitekturkomponenten, Küchenmesser, Ventilsitze, konische Ventile, Federn, Schrauben, chirurgische Instrumente, Formen für Kunststoffmaterialien, Wellen für Pumpen,
Flansche und Verbindungsstücke.
STAHL WNR. 1.4031 • EN X39Cr13 Geeignet für Tempern und Anlassen.
Gute Hitze- und Korrosionsbeständigkeit. 9
Die maximale Korrosionsbeständigkeit wird durch Tempern und Entspannungsglühen bei niedrigen Temperaturen (ca.
180° C) erreicht. Das Schweißen ist schwierig, weswegen davon abgeraten wird: Falls dies aber unbedingt erforderlich sein sollte, glühen Sie bei 250-300° C vor und nehmen Sie nach Beendigung des Schweißverfahrens sofort das
Ausglühen bei 700-750° C vor. Sorgfältiges Polieren (auf Hochglanz) trägt zu einer besseren Korrosionsbeständigkeit bei. Wenn das Material fotogeätzt werden muss, empfiehlt sich die Verwendung von Stahl mit S % 0,015 max.
Verwendungsgebiete: Klingen für Hobbymesser, Messinstrumente wie Kalibriergeräte-Vergleicher, Mikrometer; Formen für Kunststoffmaterialien, Federn, chirurgische Instrumente, Armaturen, Pumpen und Filter für Dieselmotoren;
Komponenten, die einem durch Trink- und Gebrauchswasser verursachten Verschleiß ausgesetzt sind.
STAHL 1.4034 • EN X46Cr13 • AISI 420C
STAHL 1.4034 de mit verbesserter bearbeitbarkeit
Geeignet für Tempern und Anlassen.
Das Schweißen ist schwierig, weswegen im Allgemeinen davon abgeraten wird. Gute Umformbarkeit im gewalzten Zustand.
Die maximale Korrosionsbeständigkeit erzielt man durch Härtung und Entspannung. Gute Hitze- und Korrosionsbeständigkeit.
Abblätterungsbeständig bis zu 650 °C.
Verwendungsgebiete: Behälter für Obst und Gemüse, Federn, Formen für Kunststoffmaterialien, Antireibungslager,
Scheren und Messer, mechanische Industrie, chirurgische Instrumente, Schaber, Pumpenkomponenten für DieselMotoren, Fixierungselemente, Ventilkugeln, Auto-Sektor, Haushaltsgeräte, Messinstrumente (z. B. Kalibratoren und
Vergleicher).
STAHL WNR. 1.4035 • EN X46CrS13 • (AISI 420C+S)
Aufgrund der konsistenten Zugabe von Schwefel leicht maschinell bearbeitbar.
Die charakteristischen mechanischen Eigenschaften werden durch die thermische Vergütungsbehandlung erzielt. Durch den Schwefel wird die Korrosionsbeständigkeit verringert.
Aufgrund des hohen Schwefelgehalts sind Schweißarbeiten sehr schwierig, weswegen wir davon abraten.
Verwendungsgebiete: Zapfen („Pivot pins“), kleine Formen für Kunststoffmaterialien, Schneideinstrumente wie Klingen für Rasierer, Küchenmesser, Scheren, Schaber, chirurgische Instrumente, Schraubengewinde, Sitze für Lager, Nadelventile und Düsen. Nicht empfohlen für Behälter mit Flüssigkeiten oder Gasen, die unter Druck stehen.
STAHL WNR. 1.4057 • EN X17CrNi16-12 • AISI 431 Für gewöhnlich wird dieser Werkstoff aufgrund der hohen Dehnwerte und der optimalen Schlagfestigkeit im vergüteten Zustand verwendet. Durch die Vergütung können die mechanischen Eigenschaften je nach Anwendungserfordernissen verändert werden.
Gute Ermüdungsfestigkeit. Optimale Umformbarkeit im ausgeglüht warmgewalzten Zustand, schwierige Anwendung
auf Materialien, die zuvor einer Kaltumformung unterzogen wurden und bei denen man eine weitere Umformung
durchführen will (Beispiel: Tiefziehen etc.) 10
Optimales Verhalten in Meerwasser und salziger Atmosphäre. Wird normalerweise nicht für Anwendungen verwendet, bei denen ein Schweißen erforderlich ist.
Verwendungsgebiete: Unterwassergeräte, Kolbenschäfte; Teile, die säurehaltigem Grubenwasser ausgesetzt sind,
Schiffskonstruktionen, Schrauben und Muttern für die Stärke-Industrie und die Papierherstellung, Ventilkomponenten,
kleine Schraubenwellen für Süßwasser, Schleifsteine für Glas, Zentrifugenkörper für die Bereiche Käseherstellung und
Vergärung, im Allgemeinen verwendet für Fixierungsvorrichtungen; in Atomkraftwerken Verwendung als Druckbehälter des Reaktors und im Kern. STAHL WNR. 1.4104 • EN X14CrMoS17 • AISI 430F
Besser bearbeitbare Version des Stahls X14CrMo17.
Geeignet für die thermische Vergütungsbehandlung.
Gute Beständigkeit gegen mittlere Korrosion (Luft, Süßwasser, Salpetersäure zu 90 % kalt und zu 10 % warm, schwache organische Säuren).
Durch die Zugabe von Schwefel wird die Beständigkeit gegen die punktuelle Korrosion bzw. gegen die ZwischenraumKorrosion leicht verringert. Geeignet für die serienmäßige maschinelle Hochgeschwindigkeitsverarbeitung.
Von Anwendungen, bei denen Schweißarbeiten vorgesehen sind, ist abzuraten.
Verwendungsgebiete: Erdöl- und Salpeterindustrie, Außendekorationen im Bauwesen, Dekorprofile und Dekorschablonen im Auto-Bereich; Bolzen, Muttern und Schrauben, Besteck, Sanitärleitungen, Temperaturregler, Temperaturund Druckregler, Komponenten für die Luftfahrt. Aufgrund des hohen Schwefelgehalts (der im Inneren des Werkstücks Porosität verursachen kann) wird von einer
STAHL WNR. 1.4112 • EN X90CrMoV18 • AISI 440B
Verwendung für Druckbehälter abgeraten. Dieser Werkstoff verfügt über eine hohe Verschleißbeständigkeit und eine bemerkenswerte Formbeständigkeit. Durch Tempern und Entspannen erreicht er eine solide Härte.
Im getemperten und entspannten Zustand (300 °C) gute Beständigkeit in einer Umgebung mit mittlerer Korrosion. Aufgrund der hohen Härtbarkeit muss der Werkstoff in der Schweißphase vorgeglüht und entspannt werden. Das Kaltwalzen und Kaltziehen ist bei dieser Legierung nicht ganz einfach.
Die beste Korrosionsbeständigkeit erzielt man mit Anlassen bei einer Temperatur von weniger als 430 °C.
Verwendungsgebiete: Werkzeuge für die Erzeugung von Zinnfolien, chirurgische Instrumente, Lager, Komponenten
für Motoren mit Innenverbrennung, Lebensmittelbehälter, Messer, Scheibenklingen für Kaltsägen, gehärtete Kugeln,
Permanentmagnete, Verschleißteile. STAHL WNR. 1.4116 • EN X50CrMoV15
Aufgrund seiner selbsthärtenden Eigenschaften lässt sich dieser Werkstoff nicht leicht schweißen.
Schlecht geeignet für die Kaltumformung. Optimale Verschleißbeständigkeit.
Eine bestmögliche Bearbeitbarkeit mit Werkzeugenerzielt man mit ausgeglühtem Material unter Zuhilfenahme von
Spanteilern. 11
Gute Oxidations- und Hitzebeständigkeit bis zu 760 °C. Verwendungsgebiete: Schneideklingen mit unterschiedlichen Formen, reinigungsmittelbeständiges Besteck, Formen
und Matrizen für synthetische Harze, Ringe für Lager, Kugeln, Ventilkomponenten, Messinstrumente, Drahtzieheisen
und Zugmatrizen, zahnmedizinische und chirurgische Instrumente, Permanentmagnete, Gelenkzapfen. STAHL WNR. 1.4122 • EN X39crMo17-1
Durch eine thermische Vergütungsbehandlung wird diesem Stahlwerkstoff eine optimale Beständigkeit gegen Korrosion, Verschleiß bzw. gegen die eigenen Antireibungseigenschaften verliehen. Vom Schweißen wird abgeraten: Falls
dies unbedingt erforderlich sein sollte, wenden Sie nach dem Vorglühen auf 300-400 °C die TIG-Technik an.
Verwendungsgebiete: Komponenten für Kompressoren; Muttern und Bolzen; Wasserdampfventile, chirurgische Messer und Profi-Messer, Formen für korrosive Kunststoffmaterialien und synthetische Harze, Hochqualitätsbesteck, Pumpenkomponenten, Meeranlagen, Räumwerkzeuge, Schweißfäden für harte Auflagen; in Atomkraftwerken Verwendung als Kern und Druckgefäß.
STAHL WNR. 1.4125 • EN X105CrMo17 • AISI 440C Geeignet für Tempern und Entspannen zur Erzielung hoher Härtegrade.
Hohe Verschleißbeständigkeit.
Dieser Werkstoff darf bei einer Temperatur über 425 °C nicht verwendet werden, da er unter den Auswirkungen des
Anlassens leidet und seine Korrosionsbeständigkeit gesenkt wird; bei 750 °C oxidiert er merklich.
Vom Schweißen wird aufgrund der hohen Härtbarkeit dieses Werkstoffs abgeraten: Falls dies unumgänglich notwendig ist, glühen Sie bei 200-150 °C vor und glühen Sie nach Beendigung des Schweißens bei 780 °C aus. Verwendungsgebiete: Hochwiderstandsspezialmesser, Schneidescheiben, Rasierklingen, chirurgische Instrumente,
Lager, Düsen, Ventilkomponenten und Pumpen für Erdölfelder, Rußabscheider bei Dieselmotoren.
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AUSTENITISCHER STAHL
Die austenitische Struktur, die bei Umgebungstemperatur stabil bleibt, wird durch das gleichzeitige Vorhandensein von
Chrom und Nickel und durch den niedrigen Kohlenstoffgehalt gewährleistet. Austenitischer Stahl wird in zahlreichen
aggressiven Umgebungen bei niedriger und hoher Betriebstemperatur verwendet.
Die gängigste thermische Behandlung für alle diese Werkstofftypen ist das so genannte „Lösungsglühen“ oder „Homogenisieren“ (Kühlung in Wasser bei 1050 °C).
Durch das Ziehen wird dem Werkstoff die gewünschte Kaltumformung verliehen, wobei den Bruch- und Dehneigenschaften eine besondere Bedeutung zukommt. Um diese Kaltbearbeitung zu erleichtern und keine übermäßige Kaltumformung durchzuführen, werden Behandlungen
mit Oxalaten ausgeführt, das als Schmiermittel zwischen den Metalloberflächen und den Drähten fungiert und auf
diese Weise die Reibung auf ein Minimum reduziert. Die mechanische Beständigkeit kann durch die Zugabe von Schwefel und Molybdän verbessert werden. Durch eine glatte und einheitliche Oberfläche (mit sehr geringer Rauheit) kann die Korrosionsbeständigkeit merklich
verbessert werden.
EIGENSCHAFTEN UND CHARAKTERISTISCHE ELEMENTE:
• C % 0,015 - 0,15 / Cr % 16,0 - 28,0 / Ni % 6,0 - 32,0
• Durch das Molybdän wird eine höhere Korrosionsbeständigkeit gewährleistet (Crevice und Pitting), jedoch kann
Korrosion unter Spannung in einer Chlorid-Umgebung auftreten
• hohe Beständigkeit gegen das Phänomen des Kriechens (Retardation), also die zeit- und temperaturabhängige
plastische Verformung unter Last
• gute Verschleißbeständigkeit
• hohe Beständigkeit gegen Wärmeoxidation bis zu 925 °C und für feuerfeste Materialien (Cr % > 20, Ni % ~ 20, Si
% > 1) bis zu 1150 °C
• gute Ermüdungsfestigkeit
• aufgrund ihrer guten Dehnbarkeit eignen sich diese Stahlwerkstoffe ausgezeichnet für das Kaltumformen
• gute Schweißeignung
• die äußerst geringe magnetische Permeabilität (vergleichbar dem Vakuum) ermöglicht einen stabilen amagnetischen
Zustand
Die Werkstofftypen, die über eine bessere Bearbeitbarkeit verfügen, besitzen eine im Vergleich zum Ausgangsstahl
verringerte Korrosionsbeständigkeit. Von Schutzanstrichen mit Bewuchsschutz-Lacken (TBT-Lacken) wird abgeraten, da diese nutzlos und sogar schädlich
sind; wir empfehlen ein gründliches Polieren, um eine Beschädigung der Passivschicht zu vermeiden.
Im Falle einer Beschädigung der Schutzschicht empfehlen wir die Anwendung geeigneter Beiz- und/oder Passivierungsverfahren; dabei kommt es zu einer schnellen und effizienten Neubildung der Passivschicht. Diese Stahlwerkstoffe sind im lösungsgeglühten Zustand gegen Sprödbruch resistent; sie eignen sich auch für die
Verwendung bei kryogenischen Temperaturen (-160 °C) 13
STAHLTYPEN IM KATALOG: STAHL WNR 1.4301 • EN X5CrNi18-10
Stahl mit verbesserter Bearbeitbarkeit. Klassisch im Bereich der nichtrostenden Stahlwerkstoffe: 18-10.
Nicht für Tempern geeignet; die mechanischen Eigenschaften R und Rp0.2 können durch Ziehumformung verbessert
werden.
Optimale Bruchfestigkeit bei niedrigen Temperaturen. Benutzen Sie, falls ein Schweißen vorgesehen ist, Elektroden
E308 L.
Gute Korrosionsbeständigkeit im lösungsgeglühten Zustand. Vermeiden Sie ein langsames Erhitzen und Abkühlen im Temperaturintervall zwischen 450 und 850 °C, um eine Ausscheidung von Chromkarbiden zu vermeiden (Sensibilisierungsphänomen). Gute Schweiß- und Tiefzieheignung.
Wenn der Ferritgehalt über 1, 5 % liegt, besteht ein Bruchrisiko in der Ziehphase. Als Lösung für dieses Problem empfehlen wir, den Nickelanteil so hoch wie durch die entsprechenden Vorschriften erlaubt zu halten, um auf diese Weise
einen Ferritanteil von nicht mehr als 0,5 % zu erzielen.
Verwendungsgebiete: pharmazeutische Industrie; Anlagen für die Chemie-, Textil-, Färberei-, Lebensmittel- und
Goldschmiedeindustrie; Architekturdekor, Tanks und Autoindustrie, Wärmetauscher, Ventile und Düsen, Lawinenschutzdächer; Wassersektor (Gitter, Schleusen, Buchsen für Netzfilter und selbstreinigende Filter, Sedimentatoren,
Rührmaschinen, Unterwasserpumpen, Insufflatoren für Belüftungswannen, Förderanlagen und Kanalleitungen für
Jauche und Gülle); mittelgroße und tiefe Formen; Anlagen für die Behandlung von Milch, Käse, Butter, Fruchtsaft und
Brennereiprodukten; Behälter und Geräte für die Verarbeitung von Kakao; schalldämpfende Barrieren für Eisenbahnen
und Autobahnen. Verwendungsgebiete der Flachprodukte: Abdeckungen, Dachtraufen, Regendächer, Blechabdeckungen, Verriegelungen, Trägerelemente für Abdeckungen, Liftverkleidungen, Straßenplatten, Gitter, Einfassungen, begehbare Platten
und Gitter, Platten für Bügeleisen;
in Atomkraftwerken Verwendung als Flansche, Federn, Bolzen und Muttern, Ventile, Leitungen, Heizkessel;
bei Anlagen zur Erzeugung alternativer Energie Verwendung bei der Zusammensetzung der Solarpaneele und Parabolspiegel.
Im sensibilisierten Zustand keine Gewährleistung gegen die so genannte „interkristalline Korrosion“ (durch Lösungsglühen verbesserbar); geringe Korrosionsbeständigkeit bei Vorhandensein von Chloriden. STAHL WNR. 1.4305 • EN X8CrNiS18-9 • AISI 303 Automatenstahl, der für gewöhnlich im lösungsgeglühten und ziehumgeformten Zustand verwendet wird.
Optimale Bruchfestigkeit bei niedrigen Temperaturen und gute Korrosionsbeständigkeit, wenn keine Chloride oder
reduzierende Säuren vorhanden sind. Der Säureangriff führt zu einer punktuellen Korrosion bzw. zu Zwischenraum-Korrosion. Beim Drehen können die Schmiermittel verwendet werden, die für gewöhnlich in der allgemeinen Mechanik Anwendung finden. Dieser Stahlwerkstoff lässt sich, falls keine adäquaten Maßnahmen und Vorkehrungen getroffen, nur mühsam schweißen.
Je nach Grad der Kaltverformung, der dieser unterzogen wird, weist er leichte ferromagnetische Eigenschaften auf.
Verwendungsgebiete: Schrauben und Stiftschrauben, Muttern, in großem Umfang maschinell produzierte Bolzen, Verbindungsstücke, Zapfen, Zugstangen, Buchsen, Angelspulen; Inneneinrichtung, Haushaltsgeräte, Transportbereich,
elektronische Geräte. 14
STAHL WNR. 1.4306 • EN X2CrNi19-11
Chrom-Nickel-Stahl, aushärtbar mittels Kaltumformung (Beispiel: Ziehen und Tiefziehen). Beständig gegen intergranulare (interkristalline) Korrosion.
Der hohe Nickelgehalt ermöglicht die Erzielung einer hohen Bruchfestigkeit bei kryogenischen Temperaturen (niedrige
Temperaturen). Die Ermüdungsfestigkeitsgrenze an der Luft für geschliffene Produkte liegt bei ca. 250 N/mm2, ein Wert, der in korrosiven Umgebungen entsprechend sinkt.
Keine Beständigkeit gegen Chloridkorrosion.
Vermeiden Sie eine Anwendung bei Temperaturen über 550 °C. Verwendungsgebiete: Färberei-, Papier, Chemie-, Pharmazeutik-, Lebensmittel-, Nuklear-, Düngemittel- und Salpeterindustrie;
geschweißte Geräte, Tanks, kryogenische Geräte, Zisternen. STAHL WNR. 1.4307 • EN X2CrNi18-9
Nicht für Tempern geeignet, die mechanischen Eigenschaften können durch Kaltumformung verbessert werden. Im lösungsgeglühten Zustand ist der Werkstoff gegen die interkristalline Korrosion beständig.
Für gewöhnlich zur Verbesserung der Bearbeitbarkeit mit Kalziumbehandlung hergestellt.
Dieser Werkstoff magnetisiert in der Kaltumformungsphase (Kaltziehen oder Kaltwalzen) leicht. Optimale Tiefzieheignung. Auch ohne Vorglühen und Enddehnung leicht schweißbar.
Es wird empfohlen, die Schweißstelle mechanisch oder chemisch zu beizen und sie im Anschluss daran mit Salpetersäure (25 %) zu passivieren.
Verwendungsgebiete: Behälter und Geräte für Nahrungsmittel, Textil- und Erdölsektor, kryogenische Verwendung
(niedrige Temperaturen); Kohletrichter, Düngemittel-Tanks, Geräte zur Herstellung von Salpetersäure, Behälter für Tomatenkonzentrat, Abschirmungen und Metallvorhänge bzw. Metallgewebe, architektonisches Dekor, Leitungen und
Kanäle für Heizkessel;
in Atomkraftwerken Verwendung als Plattierungen für Schweißen und Primärkreisläufe. Stahl WNR. 1.4310 • EN X10CrNi18-8 • AISI 302
Einer der am häufigsten eingesetzten austenitischen Chrom-Nickel-Stähle, äußerst beständig und duktil, wird kaltgewalzt und kaltgezogen eingesetzt. Dieser Stahl weist einen etwas höheren Kohlenstoffgehalt auf als der Typ 1.4301
und zeichnet sich durch optimale Ermüdungsfestigkeit aus. Die Korrosionsbeständigkeit ist ein wenig höher als beim
Stahltyp AISI 301.
Durch die einfache Kaltverformung steigt die Härte dieses Materials deutlich an, beim Ziehen ist jedoch ein möglicher
stärkerer Magnetismus zu berücksichtigen.
Bei der Bearbeitung mit Werkzeugmaschinen empfiehlt sich aufgrund der hohen Plastizität die Verwendung von
Spanbrechern.
Verwendungsgebiete: Federn, Uhrenkomponenten, Verbindungsteile, Tierkäfige, Kochgeschirr, Behälter zum Abfüllen von Getränken und Bier, architektonische Elemente für den Außenbereich, Kessel, Waschmaschinentrommeln,
Küchengeräte, Schmuck, Pharma-, Molkerei- und Lebensmittelindustrie, Benzintanks.
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STAHL WNR. 1.4401 • EN X5CrNiMo17-12-2 • AISI 316
Verwendung bei hohen Temperaturen mit guter Beständigkeit gegen Korrosion durch verschiedene Säuren, Salze, Salzwasser und chemische Substanzen. Aufgrund des hohen Molybdän-Gehalts kann dieser Werkstoff in reduzierenden
Umgebungen bzw. überall dort eingesetzt werden, wo eine Kriechbeständigkeit erforderlich ist. Beständigkeit gegen Lochfraßkorrosion („Crevice“ und „Pitting“); in sensibilisiertem Zustand wenig empfänglich für
interkristalline Korrosion.
Bei in oxidierender Umgebung erhitztem Material ist die Anwendung eines chemischen Beizverfahrens erforderlich,
um eine maximale Korrosionsbeständigkeit zu erzielen. Verwendungsgebiete: Chemische Industrie, Nahrungsmittel, Textil- (Kunstseide-), Papier- und Zelluloseindustrie, Fotografie, chirurgischer Bereich, Tanks für Schiffe; Besteck, Arzneimittel-, Auto-, Sanitärindustrie; Behälter für Lebensmittel und Getränke, Wasserrinnen, Wärmetauscher und Herdkomponenten; Laufräder, Pumpenwellen und Membrane für Entsalzungsanlagen; Treppen, Brücken und Stege; Schornsteine, Behälter für Wasserenthärtung, Wasserkocher,
Geräte für die Maisveredelung, Brandweinbottiche; bei Anlagen zur Erzeugung alternativer Energie Verwendung als
Solarpaneele und Parabolpaneele. STAHL WNR. 1.4404 • EN X2CrNiMo17-12-2 • AISI 316L
Nicht für Tempern geeignet, die mechanischen Eigenschaften können nur durch Kaltumformung verbessert werden. Geeignet für starke Kaltumformungen.
Gute Beständigkeit gegen interkristalline Korrosion, gegen Salzwasser sowie gegen Lebensmittelerzeugnisse.
Bei in oxidierender Umgebung erhitztem Material ist die Anwendung eines chemischen Beizverfahrens erforderlich,
um eine maximale Korrosionsbeständigkeit zu erzielen. Verwendungsgebiete: Schweißkomponenten, chemische Industrie; Lebensmittel-, Textil- (Kunstseide-), Rauchabzugs-, Kamin-, Papier- und Zelluloseindustrie; Fotografie, chirurgischer Bereich, Tanks für Schiffe, Besteck, Zugstangen; Arzneimittel-, Auto- und Sanitärindustrie; Behälter für Lebensmittel und Getränke; Gefäße und Küvetten für den
petrochemischen Bereich; Teile, die mit Schwefeltrioxid in Kontakt geraten; im Bereich von Kläranlagen Verwendung
als Flockungsmitteldosierer sowie in Verbrennungsanlagen, Ventilatoren, Ventile und Düsen, Metallmaschen, Wärmeaustauscher; bei Atomkraftwerken Verwendung als Wärmegeneratoren und Pumpen; Verwendung findet dieser Werkstoff auch auf dem Juwelier- und Brillenmarkt, auch wenn aufgrund der jüngsten Vorschriften über Nickelfreisetzung
durch Schweiß eine Tendenz zu weniger allergischen Titaniumlegierungen festzustellen ist; im Bereich der alternativen
thermischen Solarenergie Verwendung bei der Ausführung von Speichertanks.
Falls Schweißteile vorhanden sind, darf dieser Werkstoff nicht bei Temperaturen von mehr als 400 °C verwendet werden.
Stahl WNR. 1.4435 • EN X2CrNiMo18-14-3 • (AISI 316LMo)
Sein Gefüge ist vollständig austenitisch, und der Ferritgehalt liegt nach dem Lösungsglühen bei weniger als 0,5 %. Er ähnelt
dem Stahl 1.4404, weist jedoch einen niedrigeren Silliciumgehalt und einen höheren Molybdänanteil auf.
Aufgrund des vollständig austenitischen Mikrogefüges kann dieser Stahl problemlos kaltverformt werden, mit Hilfe des
höheren Molybdängehalts können beständigere Geräte hergestellt werden als mit dem Stahl 1.4404.
Das vollständig austenitische Gefüge kann aber das Phänomen der Warmrissbildung hervorrufen.
Dieser Stahltyp kann mit den meisten Schweißverfahren geschweißt werden: WIG, Plasma, MIG, SMAW, SAW usw. unter
Anwendung von Parametern zur Vermeidung von Karbid- und Nitridausscheidungen sowie von Rissbildung.
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Glanzpolierte Oberflächen eignen sich am besten, um Korrosion zu verhindern.
Verwendungsgebiete: wie beim Stahl 1.4404, wo eine höhere mechanische Festigkeit erforderlich ist.
STAHL WNR. 1.4541 • X6CrNiTi18-10 • AISI 321
Häufig wird dieser Werkstoff auch als „nichtrostender feuerfester Stahl“ bezeichnet. Durch Titaniumzugabe stabilisierter Stahl.
Gute Beständigkeit gegen intergranulare Korrosion.
Falls dieser Werkstoff in einer oxidierenden Umgebung lösungsgeglüht wird, ist eine chemische Beizung erforderlich,
um eine maximale Korrosionsbeständigkeit zu erzielen.
Nicht sensibilisierbar.
Relative magnetische Permeabilität bei -196 °C ~ 2 °r. Sehr leitungsfähiger Stahl.
Verwendungsgebiete: Bei thermischer Behandlung für Körbe, Wannen, Schmelztiegel, Erhitzungsplatten, Gitter, Ketten, Haken, Rollen und Walzen, Kolben, Ventilatoren, Düsen für Brenner, Schrauben und Muttern; Ringkollektoren für
Flugzeuge, Komponenten von Reaktionsmotoren, Boilermantel; Verkleidungen für Pfeiler, Druckgefäße, Brandplatten
und Brandtüren, Heizkessel für den Hausgebrauch, Kollektoren. Die gute Bruchfestigkeit bei niedrigen Temperaturen macht diesen Werkstoff ideal für die Herstellung von stickstoffhaltigem Industriedünger.
STAHL WNR. 1.4567 • EN X3CrNiCu18-9-4 • (~ AISI 304Cu)
Nichtrostend durch Zusatz von Kupfer, der das Austenit stabilisiert und dieses für schwere Kaltumformungstätigkeiten
(Pressen, Falzen, Ziehen und Verarbeitungen mit Werkzeug).
Durch das Kupfer wird darüber hinaus die Korrosionsbeständigkeit verbessert.
Für kryogenische Anwendungen geeignet. Gute Gewinde- und Bohreignung durch Verhindern der entsprechenden Kaltverformung. Verwendungsgebiete: Auto-Bereich, chemische Industrie, Nahrungsmittel- und Getränkeindustrie, Dekorationen,
elektronische Komponenten, Schiffssektor, Weinbau, Wandhaken, Kabel, Nägel, Metallvorhänge und Metallgewebe.
STAHL WNR. 1.4570 • EN X6CrNiCuS18-9-2 • AISI 303K Nichtrostender Automatenstahl, dessen mechanische Eigenschaften sich durch Tempern nicht verändern. Aufgrund des hohen Schwefelanteils können während der Kaltumformung (Ziehen, Pressen etc.) Mikrorisse entstehen. Stahl mit Schwefel- und Kupferzugabe zur Steigerung der Bearbeitungsfähigkeit mit Werkzeugmaschinen.
Durch die Kupferzugabe wird die Beständigkeit gegen die durch Kunststoff verursachte Korrosion verbessert. Das Profil der Werkstücke sollte einfach sein und darauf abzielen, eine Neuverzinnung der korrosiven Produkte zu vermeiden.
Durch die bei einem Temperaturintervall von 450 bis 800 °C ausgeführte Sensibilisierung wird dieser Werkstoff der
interkristallinen Korrosion ausgesetzt. Verwendungsgebiete: In allen Sektoren bei denen eine im Vergleich zum Grundstahl ASTM 303 höhere Korrosionsbeständigkeit erforderlich ist; Komponenten, die serienmäßig auf Hochgeschwindigkeitsmaschinen hergestellt werden
wie Zapfen, Schrauben, Muttern, Zugstangen und Buchsen.
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STAHL WNR. 1.4571 • EN X6CrNiMoTi17-12-2 • AISI 316Ti
Mit Titanium stabilisierter Stahl mit guter Beständigkeit gegen interkristalline, einheitliche und Lochfraß-Korrosion
(„Pitting/Crevice“). Dieser Werkstoff besitzt eine beträchtliche Beschichtungsbeständigkeit (beschränkte Bildung von
Chromkarbiden) aufgrund der Betriebstemperaturen. Gute mechanische Eigenschaften bei Umgebungstemperatur
und bei hohen Temperaturen mit beträchtlicher Kriechbeständigkeit. Bei hohen Temperaturen und einer Atmosphäre
stagnierender Luft hohe Oxidationstendenz. Optimale Kaltpress- und Zieheignung. Problemlos schweißbar.
Verwendungsgebiete: geschweißte Strukturen, See- und Schiffsindustrie; petrochemische Industrie; Lebensmittel-, Pharmazeutik-, Papier- und Textilindustrie; Wärmetauscher, Haushalts- und Industrieöfen, Windungen für Durchlauferhitzer.
AUSTENITISCHER-FERRITISCHER STAHL (gemeinhin als Duplex-Stahl bezeichnet)
Er enthält Chrom, Nickel, Molybdän und Stickstoff in entsprechenden Anteilen und besitzt ein Zweiphasen-Gefüge,
das aus Austenit-Inseln gebildet wird, welche etwa zu gleichen Teilen in die ferritische Matrix integriert werden.
Dieser Stahlwerkstoff zeichnet sich in erster Linie durch optimale Spannungskorrosions-Beständigkeit und eine hohe
Dehngrenze aus. Die ferritische Struktur hält vor allem Spannungskorrosion stand, die austenitische Struktur der allgemeinen Korrosion, insofern ist das Interesse der Industrie an solchen Zweiphasen-Stählen leicht nachvollziehbar.
Die charakteristischen chemischen Elemente dieser Verbindung sind Cr, Mo (ferritbildend) und Ni, C, N (austenitbildend).
Der Stickstoff mit einem prozentuellen Gehalt von 0,10 – 0,20 erhöht zudem die Stabilität der austenitischen Struktur
im Rahmen von Wärmebehandlungen und verbessert die mechanische Festigkeit sowie die Beständigkeit hinsichtlich
lokal auftretender Korrosion.
Bei nichtrostenden Zweiphasen-Stählen gibt es zwei kritische Temperaturintervalle, einerseits bei 800°C (zwischen
600 und 950 ~), wo es zur Karbid- und Nitridausscheidung kommen kann, und andererseits bei 475°C, wo sich das
Ferrit mit Chrom anreichern kann, dadurch härter wird und zu Sprödigkeit neigt.
Die Zähigkeit wird auch durch den Sauerstoffgehalt und das Vorhandensein intermetallischer Phasen herabgesetzt.
Duplex-Stahl zeichnet sich durch ein besseres Ermüdungsverhalten im Vergleich zu Austenit-Stahl aus. Dies wurde
anhand des Verhältnisses Lf/R zwischen 0,5 - 0,6 für Duplex-Stahl und 0,45 - 0,50 für Austenitstahl getestet und
festgestellt (Lf = theoretische Ermüdungsgrenze im Umlaufbiegeversuch und R = Zugfestigkeit des Materials).
Dieser Stahl eignet sich nicht für die Vergütungs-Wärmebehandlung, die Prozentanteile der Struktur können jedoch
durch Lösungsglühen verändert werden, d. h. durch höhere Temperaturen kann nach dem Härten etwa ein höherer
Ferritanteil erzielt werden.
Stahl WNR 1.4362 • EN X2CrNiN23-4 • UNS 32304
Dieser Stahl wird in Umgebungen mit Spannungskorrosion, Pitting und Spaltkorrosion eingesetzt. Er bietet durch den
Zusatz von Stickstoff (N) optimale mechanische Festigkeit.
Gute Zähigkeit und Duktilität (zwischen austenitischem und ferritischem Stahl). Für die Warmverformung gilt T ~
0,6•T Schmelzvorgang ,feinkörnig und niedrige Reduktionsgeschwindigkeit. Der Stahl darf nicht über einen längeren
Zeitraum Temperaturen von über 300°C ausgesetzt werden, da die Gefahr des Verlusts der mechanischen Festigkeit
und der Versprödung besteht.
Er ist leicht schweißbar, wobei darauf zu achten ist, die Aufnahme von Wasserstoff zu verhindern. Durch perfekte
Oberflächenbehandlung (Läppen mit Ra 0,10-0,20 µm) kann die Pitting-Beständigkeit deutlich erhöht werden.
Verwendungsgebiete: Druckbehälter, Heißwassertanks, Schrauben, Ventilatoren, Wärmetauscher, Abwasserbehan-
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dlung, Schnecken, Mischer, Papier- und Zelluloseindustrie, Bleichanlagen, Lebensmittel- und Getränkeindustrie, Brandschutzwände, Offshore-Ölförderinseln.
Stahl WNR 1.4462 • EN X2CrNiMoN22-5-3 • UNS 31803
Dieser Stahlwerkstoff ähnelt dem Stahl 1.4362, ist aber höher legiert und enthält Molybdän (Mo). Die Pitting- und Spaltkorrosionsbeständigkeit ist gleich oder höher als beim Stahl AISI 317L. Die mechanische Festigkeit liegt höher als beim
austenitischen Stahl. Er ist nicht völlig unempfindlich gegenüber Spannungskorrosion, wird aber im Baubereich im Kontakt
mit Natriumchlorid und Brackwasser am häufigsten eingesetzt. Dieser Stahl darf nicht bei Temperaturen über 340 °C eingesetzt werden. Das Vorhandensein von Molybdän und Stickstoff kann zu Schwierigkeiten bei der Behandlung mit Werkzeugmaschinen führen. Die mechanischen Eigenschaften hängen vom Ferrit-/Austenitverhältnis ab, und die Zähigkeit
steht im Zusammenhang mit dem Ferritgehalt. Ein höherer Ferritgehalt bedeutet geringere Zähigkeit, ein höherer Austenitgehalt bedeutet geringere mechanische Festigkeit. Nach Kaltverformungen mit Reduktionen von mehr als 10 % empfiehlt
sich ein Lösungsglühen. Wie alle Duplex-Stähle hält auch dieser kryogenen Temperaturen (unter -180°C) stand.
Verwendungsgebiete: Wärmetauscher, Essigsäure-Destillatoren, Abgasfilter, chemische Druckbehälter, industrielle
Gas- und Ölgeräte. Als Richtwert für den Einsatz bei niedrigen Temperaturen von nichtrostendem Stahl kann bei der
chemischen Analyse der Nickelanteil herangezogen werden.
Bei Ni ~ 9% Einsatz bei -196 °C, Ni ~ 3,5% Einsatz bei -101 °C, Ni ~ 2,25% Einsatz bei -59 °C.
Als Richtwert für die Beständigkeit gegen Zunderbildung bei hohen Temperaturen kann der Cr-Ni-Gehalt herangezogen werden. Bei Cr ~ 13% Einsatz bis 760 °C, Cr ~ 18% und Ni ~ 9% Einsatz bis 850 °C, Cr ~ 25% und Ni ~ 20%
Einsatz bis 1150 °C, Cr ~ 28% Einsatz bis 1175 °C.
AUSSCHEIDUNGSHÄRTBARE STAHLWERKSTOFFE
Diese Stahltypen sind besser unter der Bezeichnung PH-Stahl (PH = Precipitation Hardening = Ausscheidungshärtung)
bekannt. Dieser Werkstoff wird durch aufeinander folgende Temperverfahren bei nicht zu hohen Temperaturen (480600 °C) gehärtet. Seine wichtigste Eigenschaft ist eine ziemlich gute Korrosionsbeständigkeit, begleitet von optimalen
mechanischen Eigenschaften. Bei den zumeist zur Härtung dieser Stahltypen verwendeten Elementen handelt es sich
um folgende: Titanium (Ti), Niobium (Nb), Stickstoff (N), Aluminium (Al), Kupfer (Cu). Auch bei den ausscheidungshärtbaren Stahlwerkstoffen unterscheidet man zwischen martensitischen, austenitischen und semiaustenitischen
Typen. Angesichts der Rohstoffkosten eignet sich dieser Werkstoff vor allem für jene Sektoren (Luft- und Raumfahrt
sowie Energieproduktion), bei denen eine hohe Beständigkeit und eine optimale Dehnbarkeit erforderlich sind.
Beispiel: Martensitischer Typ 17-4 PH nach Lösungsglühen und einstündiger thermischer Alterung bei 480 °C: R =
1250 N/mm2; A % = 13
WEITERE ANMERKUNGEN ZU NICHTROSTENDEN STAHLTYPEN
Es kann vorkommen, dass eine gewisse Entkohlungsstufe für ferritische und austenitische Stahlwerkstoffe nicht
schädlich ist, für martensitische Typen aber schon; eine Kohlenstoffanreicherung ist jedenfalls für alle Werkstoffarten
schädlich. Wenn bei Behandlungen Gas vorhanden ist, müssen alle notwendigen Vorkehrungen getroffen werden, um
eine Wasserstoffabsorption zu vermeiden (aufgrund des bekannten Versprödungseffekts). Die ferritischen und austenitischen Typen sind aufgrund des Fehlens der kritischen Punkte nicht härtbar und können mittels Kaltumformung die
Ermüdungs- und Bruchlast verändern. Die martensitischen Typen bieten die besten mechanischen Eigenschaften.
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In der Tabelle werden die ungefähren Eigenschaften für gewalzte Produkte gegenübergestellt.
Kategorie
R
des Stahls
N/mm2
Duplex
1070 - 1270
Austenit. Stahl 500 - 700
Ferrit. Stahl
450 - 650
Martensitisch
650 - 850
Rp 0,2
N/mm2
800
220
280
500
A
%
13
50
22
14
Kv +20 °C
J
25
140
25
30
Kv -150 °C
J
100
Magnetisch
ja
nein
ja
ja
Beständigkeit
(Temperaturen)
gut
gut
gut
Durchschnittlich Cr % < 16
gut Cr% > 20
Ungefähre Tabelle der Korrosionsbeständigkeit der Familie der nichtrostenden Stahltypen
maximal
Duplex
Austenit. Stahl
minimal
Martensitisch
Ferrit. Stahl
Darstellung des Verhältnisses Bearbeitbarkeit an der Werkzeugbank - Korrosionsbeständigkeit
Korrosionsbeständigkeit
316
316L
304
303
430
430F
410
416
Bearbeitbarkeit
Klassifizierung der nichtrostenden Stahltypen
Klassifizierung
serie 500
serie 400
serie 300
serie 200
UNS
S5xxxx
S4xxxx
S4xxxx
S2xxxx
AISI
4xx
3xx
EN
Xxx
Xxx
Xxx
Nichtrostende martensitische Stahltypen
Nichtrostende martensitische und ferritische Stahltypen
Austenitische nichtrostende Stahltypen
Austenitische nichtrostende Stahltypen
Die Serie 200 (Cr-Mn) wird hauptsächlich in den asiatischen Ländern verwendet, wo die Tendenz besteht, Ni durch einen hohen Anteil von Mn zu ersetzen. Diese besonderen chemischen Analysen können den Stahl in der Phase des Ziehens oder des Kaltpressens
für Rissbildungen empfänglich machen.
Anwendungsfelder einiger Materialien Einsatztemperatur
Einsatztemperatur
Nichtrostend Cr
Legierungen
Stahl
Ferritisch - Ni Gewöhnl. Baustahl C-Mn
Leichtlegierungen
Kupferlegierungen
Feinkornbaustahl
Legierungen Cr-Mo
Nickellegierungen
Nichtrostend Cr-Ni
Benutzungsintervalle bei hohen und tiefen Temperaturen
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SCHMELZE UND HERSTELLUNG DER NICHTROSTENDEN STÄHLE
Die ersten Materialien, die imstande waren, dem aggressiven Säureangriff zu widerstehen, wurden im Jahre 1821 entdeckt, als man Eisenoxide und Chrom mischte und schmolz. In jenen Zeiten enthielt diese Legierung einen Chromanteil von ca. 1,5 % und sehr hohe Kohlenstoffwerte. Mit der Entwicklung des Bessemer-Ofens (1855), des Martin-Ofens
(18659 und des Martin-Siemens-Ofens (1892) begann die Produktion von Chrom-Kohlenstoff-Stahl, aber erst ab dem
Jahr 1895 begannen einige schwedische und deutsche Stahlwerke damit, Eisen-Chrom-Legierungen mit niedrigem
Kohlenstoffgehalt zu produzieren, Werkstoffe, die in Folge von einer immer ausgeklügelteren ElektrometallurgieIndustrie perfektioniert wurde. Von 1904 bis 1909 wurde nichtrostender martensitischer Stahl mit einem Chromgehalt
von 13 % und ferritischer Stahl mit einem Chromgehalt von 17 % definiert (mit Kohlenstoffwerten von 0,12 % bis 1
%. Ebenfalls im Jahr 1909 wurde der erste austenitische Stahl mit Eisen-Chrom-Nickel-Legierung entwickelt. Im Jahre
1925, zu einem Zeitpunkt, als man bereits über entsprechende Erfahrung mit diesen Technologien verfügte, begann
Italien mit der Produktion von nichtrostendem Stahl.
STAHLERZEUGUNG AUS MINERALSTEINVERARBEITUNG
Mineral
Kohle
VORBEREITUNG DES MINERALS
Zertrümmerung - Anreicherung Trocknung Kalzination (Brennen) - Sintern
Koksproduktion
durch Destillation
der Kohle
Gicht
Schacht
Kohlensack
Rast
Gestell
flüssiges
Gusseisen
Roheisen
mit Kohlenstoff > 4 %
Herstellungsverfahren aus Mineralstein
HOCHOFEN
Im Hochofen erhält man Roheisen mit einem Kohlenstoffgehalt von 4-6 %; dieses noch flüssige Roheisen wird in einen
„Konverter“ genannten Behälter gefüllt, um den Anteil von unerwünschten und oxidierbaren Begleitelementen wie
Phosphor, Schwefel, Kohlenstoff, Silizium etc. zu reduzieren.
Nach diesem Entkohlungsprozess wird Eisen-Chrom zugefügt und eine Transformation in metallisches Chrom durchgeführt, um zu einer chemischen Analyse zu gelangen, die bereits sehr nahe am nichtrostenden Stahl liegt. Die Flüssigkeit
wird dann in den AOD-Anlagen (schnelles und günstiges Verfahren, das meist für Inox-Stahl verwendet wird) bzw.
durch VOD (Verfahren für jene Stahlwerke, die neben Inox-Stahl Legierungen, Werkzeuge, etc. herstellen) affiniert,
und durch Oxidation (meist unter Vakuum) wird eine Verringerung des Kohlenstoffgehalts bis zum gewünschten Anteil
erzielt. In diesen letztgenannten Öfen wird auch die chemische Analyse durchgeführt und nach Zugabe von Ausgleichs- und Verbesserungsmitteln (Cr, Ni, Mo, Ti, Cu, etc.) erreicht man die endgültigen Anteile. Durch die Kombination
der Verfahren AOD + VOD kann man Stahl herstellen, dessen Kohlenstoffgehalt sogar nur 0,005 % beträgt.
Konverter
Herstellungsverfahren Aus Schrott
ausgewählter Schrott
AOD
ofen
VOD
ofen
Nichtrostender Stahl
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HERSTELLUNGSVERFAHREN AUS SCHROTT
Bei der Herstellung der ersten nichtrostenden Stahlwerkstoffe wurden dieselben elektrischen Öfen verwendet, die
auch für herkömmlichen Stahl benutzt wurden. Nach dem Schmelzen von gewöhnlichem Schrott wurden Eisenlegierungen (Eisen-Chrom) in die Flüssigkeit gefüllt,
womit man den Chromgehalt auf einen Anteil von ca. 12 % brachte.
Die Kohlenstoffmenge war ziemlich hoch (teilweise aufgrund der drei Graphitelektroden, die dieses Element freisetzten). In der Folge wurde Schrott von nichtrostendem Stahl, geschmolzen bei hoher Temperatur mit Reduktion durch Eisenlegierungen (Eisen-Silizium und Eisen-Chrom-Silizium) verwendet, wobei eine Technik angewendet wurde, die als
„sekundärmetallurgische Behandlung außerhalb des Ofens“ bezeichnet wird.
Für diese Systeme waren bis zum Jahre 1960, als man damit anfing, die Verfahren AOD und VOD bei der Produktion
zu verwenden, lange Bearbeitungszeiten und ein hoher Energieverbrauch erforderlich.
AOD = Argon - Oxygen - Decarburization (Entkohlung durch Argon und Sauerstoff).
VOD = Vacuum - Oxygen - Decarburization (Entkohlung unter Vakuum durch Sauerstoff).
AOD-HERSTELLUNGSVERFAHREN
Die Schmelze wird in einem herkömmlichen Ofen durchgeführt; die Flüssigkeit wird dann in den Konverter gefüllt, in
dessen Innerem das Stahlbad durch Oxid-Reduktions-Reaktionen einer chemischen Feinanalyse und Affination (Veredelung) unterzogen wird. Durch das Einblasen von Argon und Sauerstoff über Rohre wird das Bad ständig neu durchmischt und durch die OxidReduktions-Reaktionen wird die Temperatur selbstständig auf ca. 1650 °C gesteigert.
Die wichtigste Reaktion ist die Entkohlung, bei der sich der übermäßig vorhandene Kohlenstoff mit Sauerstoff und
anderen eingeblasenen trägen Gasen verbindet, um Kohlenstoffoxid zu bilden, das nach Ausscheidung aus dem Bad
zur Erzielung von Kohlenstoffanteilen im Bereich von 0,015 % beiträgt.
Der Oxidations-Verlust des Elements Chrom wird durch das spezielle Verhältnis von Sauerstoff und Argon beschränkt. Nach „Zentrierung“ der chemischen Analyse wird der Stahl stranggegossen oder in Kokillen gegossen.
VOD-HERSTELLUNGSVERFAHREN Die Schrottschmelze läuft genauso ab wie beim VOD-Verfahren, mit dem Unterschied, dass der flüssige Stahl in eine
Gießtrommel umgefüllt wird, die ihrerseits in eine Anlage (Tank) integriert ist, die imstande ist, ein Anfangsvakuum
von 3 mbar zu erzeugen, um sich dann bei 0,6 mbar (Millibar) zu stabilisieren. Durch das Vakuumverfahren wird die Entkohlungsreaktion verstärkt und Chrom aus Überoxidation gewonnen.
Vom Boden der Gießtrommel aus wird über Glasfilterfritten Argon zugeführt, um das Stahlbad bewegt zu halten. Von oben wird über eine spezielle Lanze Sauerstoff eingeführt, der sich auf der Oberfläche der Schmelze verbreitet, die
Bildung von Kohlenstoffoxid beschleunigt und den Vorgang der Entkohlung ermöglicht, wobei der Kohlenstoffwert in
den Grenzbereich von 0,015 % gebracht wird. Nachdem die vorgesehenen spezifischen Kohlenstoffwerte erreicht wurden, erfolgt die Anpassung der anderen chemischen Elemente wie z. B. Chrom, die durch Eisen-Chrom-Zusätze korrigiert werden kann. 22
Einen ökonomisch interessanten Aspekt dieses Verfahrens bildet die Tatsache, dass bei der Entkohlungsreaktion (Kohlenstoffoxidation) Wärme erzeugt wird und daher eine geringere Menge elektrischer Energie zur Aufrechterhaltung
der für das Verfahren notwendigen hohen Temperaturen erforderlich ist. Danach erfolgt das Gießen in Kokillen oder Gießwannen für das Stranggussverfahren. Weitere industrielle Verfahren für die Herstellung von nichtrostenden Stahlwerkstoffen mit besonderen Anforderungen, z. B. hoher Reinheit:
• VIM Herstellung im Induktionsofen unter Vakuum
• VAD Verfahren, das häufig mit dem VOD-Verfahren kombiniert wird, wobei eine tief gehende Entgasung erfolgt
(Wasserstoff < 1,2 ppm) • VDG Entgasung unter Vakuum mit Argon-Einblasung • VAR Umschmelzung im Bogenofen unter Vakuum
• ESR Umschmelzung mit Elektroschlacken • EBR Vakuumumschmelzung einer Verbrauchselektrode durch Elektronenbombardement • Kombinierte Verfahren VIM + VAR, VIM + ESR, ASLD + WIR etc.
Stromversorgung
(Gleichstrom)
Vakuumanschluss
Elektrodenstange
Elektrode (Block)
austretendes Wasser
Elektrischer Lichtbogen
Flüssiger Metallsumpf
Erstarrter Fertigblock
Wassergekühlte Standkokille
Grundplatte
Schematische Darstellung VAR-Vakuumumschmelzung
Wasserzulauf
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CHEMISCHE ELEMENTE
Austenitischer Stahl
Ferritischer Stahl
Martensitisch
Kohlenstoff %
0,015 - 0,15
0,01 - 0,12
0,08 - 1,20
Chrom %
16,0 - 28,0
10,5 - 30,0
11,0 - 19,0
Nickel %
6,0 - 32,0
......
......
AUSWIRKUNGEN DER LEGIERUNGSELEMENTE AUF DIE NICHTROSTENDE STÄHLE:
ALUMINIUM
Steigert die Beständigkeit gegen die so genannte Warmoxidation und begrenzt die Bildung von Oxid (Zunder). Bei Kombination mit Nickel werden intermetallische Verbindungen erzeugt, die für die Ausscheidungshärtung geeignet sind. STICKSTOFF
Dieser verhindert bei austenitischem Stahl die Bildung von Delta-Ferrit und stabilisiert Austenit. Er verbessert die Bruchlastgrenzwerte R und die Ermüdungsbeständigkeit Rp. Bei Stahlwerkstoffen mit niedrigem Kohlenstoffgehalt trägt
er zur Steigerung der Dehngrenzwerte bei. Bei ferritischen Stahlwerkstoffen ist er bei einer Überschreitung des Werts
von 10 ppm unerwünscht. Dieses Element steigert die Beständigkeit gegen Pitting-Korrosion.
KALZIUM
Dieses Element wird hinzugefügt (z. B. bei Stahl AISI 316L) um die Bearbeitbarkeit durch Werkzeugmaschinen zu
verbessern.
KOHLENSTOFF
Kohlenstoff bildet bei einem Chromanteil von mehr als 10 verschiedene Karbide, die für die mechanische Hitzebeständigkeit sowie für eine allgemeine Korrosionsbeständigkeit, insbesondere aber für die Beständigkeit gegen intergranulare
Korrosion nützlich sind. Er verringert die Beständigkeit gegen Pitting-Korrosion (insbesondere im sensibilisierten Zustand).
CHROM
Stahl nimmt nichtrostende Eigenschaften an, wen in der Matrix eine feste Chromlösung mit einem Anteil von mehr als
10,5 % vorhanden ist, die unter Absorption von Sauerstoff eine sehr dünne Oberflächenschicht erzeugt, die fähig ist,
das Grundmetall zu passivieren und die Korrosion zu stoppen. Optimaler Ferritstabilisator. Dieses Element steigert die
Beständigkeit gegen Pitting-Korrosion.
Mangan
Für gewöhnlich wird bei nichtrostenden Stahlwerkstoffen ein Mengenanteil von 2 % nicht überschritten, weswegen
dieses Element nicht als Legierungselement betrachtet wird.
MOLYBDÄN
Als Zusatz für austenitische Stahlwerkstoffe trägt dieses Element zur Aufrechterhaltung einer stabilen austenitischen
24
Struktur auch bei Umgebungstemperatur bei. Durch Zugabe von 2-3 % dieses Elements in den Austenitstahl AISI 304
wird die Stabilität der Passivschicht in Umgebungen mit hoher Chloridkonzentration gesteigert. Für Verwendungen, bei denen ein Kontakt mit Schwefel-, Phosphor- und Salzsäure erfolgt, werden austenitische
Stahlwerkstoffe mit einem Mo-Anteil von bis zu 5 % verwendet.
Ferritisierendes Element. Erhöht die Beständigkeit gegen Spaltkorrosion („Crevice“) und Spannungskorrosion. Mit Chrom wird auch die Beständigkeit gegen Pitting-Korrosion gesteigert. NicKel
Ein erhöhter Anteil dieses Elements führt bei Umgebungstemperatur zu stabilen austenitischen Legierungen, die sich
durch optimale Dehnbarkeit, hohe Bruchfestigkeit auch bei kryogenischen Temperaturen, gute mechanische Hitzebeständigkeit, gute Schweißeignung und gute Korrosionsbeständigkeit in wenig oxidierenden Umgebungen auszeichnen. Falls der Ni-Anteil bei 4 % liegt, kommt es während des Erhitzens zu einer Phasentransformation und es ist
möglich, eine martensitische Härtung während der Abkühlung durchzuführen. Wenn der Nickelanteil bei nicht mehr
als 20 % liegt, kann man eine martensitische Härtung auch mit Abkühlung an der Luft erzielen.
Bei einem Nickelgehalt von mehr als 30 % erhält der Stahl eine optimale Beständigkeit gegen Spannungskorrosion.
Dieses Element steigert die Beständigkeit gegen Pitting-Korrosion.
NiobIUM
Dieses Element bildet stabile Karbide, die dazu beitragen, die mechanische Beständigkeit bzw. die Beständigkeit gegen
das Phänomen des „Warmkriechens“ zu verbessern. Es handelt sich um ein stabilisierendes Element, das dazu dient, das
Ansammeln von Chromkarbiden während der thermischen Behandlung bzw. während des Schweißens zu verhindern.
KUPFER
In einigen Fällen trägt Kupfer zur Wirkungssteigerung des Nickels bei. Bei den Austeniten verbessert Kupfer die Korrosionsbeständigkeit auch bei Vorhandensein von 10-prozentiger Schwefelsäure bei einer Temperatur von 80 °C. Bei
den austenitischen Stahltypen verbessert es auch die Kaltumformbarkeit. SILIZIUM
Element, das imstande ist, Wärmeoxidationsbeständigkeit zu verleihen (Zunder). Diese wird häufig bei feuerfestem
Stahl verwendet (Cr > 20 %, Ni ~ 20 %, Si ~ 1 % und Kohlenstoff durchschnittlich höher im Vergleich zum herkömmlichen Inox-Stahl). Die Eigenschaft dieses Elements, sich in der Flüssigphase in der Matrix aufzulösen, ohne dass es
dabei zur Bildung von Karbiden kommt, verbessert die Beständigkeit (f. Härtung durch feste Lösung). Dieses Element
verringert die Beständigkeit gegen Pitting-Korrosion, wobei diese durch Beifügung von Molybdän auch erhöht werden
kann. Verbessert die Eigenschaften der magnetischen Permeabilität und des elektrischen Widerstands.
Selen
Kann Schwefel ersetzen, denn es besitzt eine globularere Morphologie, die zur Zersplitterung des Stahlspans in der
Phase der mechanischen Verarbeitung beiträgt. Im Vergleich zum Schwefel wirkt sich dieses Element weniger negativ auf die Bruchfestigkeit und den Grad der Oberflächenendbehandlung aus. Es globulisiert Mangansulfide, aber
aufgrund der hohen Kosten wird es nur in Sonderfällen verwendet (z. B. wenn gute mechanische Eigenschaften in
25
Querrichtung erforderlich sind). Aufgrund der hohen Toxizität dieses Elements kommt es (wenn überhaupt) nur zu
einer beschränkten Nutzung. SCHWEFEL
Dieses Element wird zugegeben (z. B. bei Stahl AISI 303), um die Zerspanbarkeit zu verbessern, trägt aber dazu bei,
die Korrosionsbeständigkeit zu verringern. Es verringert die Reibung zwischen Stahlspan und Werkzeug und verhindert
so Kolbenfresser-Probleme.
TitaniUM
Es handelt sich um ein stabilisierendes Element, das dazu dient, das Ausscheiden von Chromkarbiden während der
thermischen Behandlung bzw. während des Schweißens zu verhindern. Dieses Element trägt zum Schutz gegen intergranulare Korrosion bei.
WOLFRAM
Dieses Element dient als Zusatz bei einigen austenitischen Stahltypen, um die mechanischen Wärmeeigenschaften zu
verbessern.
VANADIUM
Dieses Element verfügt über dieselben Eigenschaften wie Wolfram. Graphit (Kohlenstoff)
Chrom
26
Titanium
Nickel
Molybdän
Schwefelkristalle
Silizium
BEARBEITUNGEN UND OBERFLÄCHENENDBEHANDLUNGEN
WARMBEARBEITUNG
Beim Schmieden und Walzen der martensitischen und ferritischen Stahltypen werden Temperaturen zwischen 900
und 1100 °C angewendet. Weitere diesbezügliche Details entnehmen Sie den technischen Produktdatenblättern. Das Vorglühen von Barren, Blöcken und Knüppeln wird langsam bis zu ca. 800 °C durchgeführt, um dann die zuvor
festgelegte Temperatur zu erreichen, bei der sehr kurze Haltezeiten empfohlen werden. Bei den Ferriten empfiehlt es sich, die Warmumwandlung zu beenden, wenn die Werkstücke eine Temperatur von
750-700 °C erreicht haben.
Diese Kaltumformung und die darauf folgende Rekristallisierung ermöglichen die Erzielung feinkörniger Strukturen. Bei den Martensiten sollte die Temperatur nicht unter 900 °C sinken; wenn diese Temperatur überschritten wird, lassen Sie ganz langsam abkühlen, um so Brüche und Risse zu vermeiden.
Bei den austenitischen Stahltypen, die im Vergleich zu den ferritischen und martensitischen Stahlwerkstoffen über eine
geringere thermische Leitfähigkeit verfügen, werden längere Anwärmzeiten empfohlen.
Ebenso wird empfohlen, die Endbearbeitung nicht unter 900 °C vorzunehmen, um Risse bzw. eine Kaltumformung zu
vermeiden. Wiederholen Sie das Anwärmen in Brennstoff- oder Schwefelumgebung nicht zu oft. Den beiden Werkstofffamilien gemeinsam ist die Tatsache, dass zu lange Pausen und ein wiederholtes Erhitzen vermieden werden sollten, da dies zu einem Anschwellen des Korns und zum Verlust der Korrosionsbeständigkeit führt. Die Verfahrenstechnik der Extrusion gelangt dann zur Anwendung, wenn es nicht möglich ist, komplexe Strukturen,
Kanten und Profile durch einfaches Walzen zu erzielen. Das Material wird gepresst und fließt ins Innere der Formwerkzeuge.
Bei gleichem Querschnitt ist der auf nichtrostendes Material ausgeübte Druck größer als jener, der bei Kohlenstoffstahl
und legierten Stahl verwendet wird.
Die Klötze, die in Spezialöfen ähnlich wie beim Schmieden und Walzen vorgeglüht werden, werden von einer Punze ins
Innere eines Behälters gedrückt, der aus Mantel und Panzer besteht. Auf der Oberfläche des Materials, das der Extrusion
unterzogen werden soll, wird ein Schmiermittel als Reibungsschutz aufgetragen um die Gleitfähigkeit zu verbessern.
In der so genannten Pulvermetallurgie wird der nichtrostende Stahl geschmolzen und im Anschluss daran mit
unterschiedlicher Körnung zu Pulver zerstäubt. Dieses Pulver wird mit Bindemitteln gemischt, mit einem Druck von ~
1000 bar komprimiert und bei 1200-1400 °C gesintert.
KALTBEARBEITUNGEN Die martensitischen Stahltypen werden manchmal kalt bearbeitet, mit dem alleinigen Ziel, Profile und Kanten zu erzeugen, da diese ihre mechanischen Eigenschaften durch Umformung nicht wesentlich verändern.
Sie reagieren hauptsächlich auf Tempern.
Ferritische Stahlwerkstoffe verfügen über eine niedrige Kaltumformungsrate, weswegen sie sich besser für Komprimierung als für Zugbelastung eignen. Austenitische Stahlwerkstoffe weisen die beste Kaltumformungsrate auf. Ihre Bruch- und Ermüdungswerte werden
deutlich nach oben verändert, die guten Ermüdungs- und Kerbschlagzähigkeitswerte beibehalten.
Diese nichtrostenden Stahltypen verlieren einen Teil ihrer Bruchfestigkeit, wenn sie unter Zugabe von Schwefel oder
Kupfer hergestellt werden. 27
Beachten Sie, dass durch Vorhandensein von Titankarbiden, Niobium und nichtmetallischen Einschlüsse die Formbarkeit der nichtrostenden Stahltypen verringert wird. Die Steigerung der magnetischen Permeabilität, die sich parallel zur Zunahme des Reduktionsverhältnisses erhöht,
stellt einen weiteren Faktor dar, den es zu beachten gilt. Aufgrund dieser Tatsache besteht eine mangelnde Eignung
für amagnetische Anwendungen.
Ausgehend von Warmwalzprodukten ist es möglich, das so genannte Kaltwalzen auszuführen (z. B. von Rundstahl
in Rollen oder Stangen). Das Ausgangsmaterial aus ferritischem oder austenitischem Stahl wird enthärtet (Ausglühen oder Lösungsglühen) und
einem chemischen Beizverfahren unterzogen.
Die maximal anwendbaren Reduktionen liegen bei 75 % für Austenite und bei 85 % für Ferrite. Falls mehrere Walzdurchläufe erforderlich sind, werden die Ferrite zuerst einer thermischen Rekristallisationsbehandlung und die Austeniten einer Lösungsglühung unterzogen.
Für diesen Vorgang ist es außerordentlich wichtig, dass Material und Geräte sorgfältig gereinigt wurden. Für die Schmierung werden Flüssigkeiten verwendet, die für hohen Druck geeignet sind (meist handelt es sich um die
gleichen Produkte, die für Kohlenstoffstahl oder Legierungen verwendet werden).
Bekanntlich kann durch Unterkühlung auf Temperaturen unter 0 °C Restaustenit in Martensit umgewandelt werden.
Diesen Umstand kann man mit Kaltumformungen kombinieren, um den mechanischen Widerstand der austenitischen
Stahlwerkstoffe zu steigern, die im lösungsgeglühten Zustand über moderate Bruch- und Ermüdungswerte verfügen.
Im Folgenden einige Grafiken mit Hinweisen zu einigen nichtrostenden austenitischen Stahltypen.
Walzen bei ....
Walzen bei ....
Bruchlast N/mm2
Walzen bei ....
Stärkereduktion beim Kaltwalzen
Veränderung des Bruchlastgrenzwertes, der durch Kombinationseffekt erzielt wird: Durch Kaltwalzen und Materialtemperatur
in der Walzphase erzielte Umformung.
28
Beim Ziehen geht man wie beim Kaltwalzen von behandeltem und gebeiztem Material aus. Der Walzdraht in Rollen bzw. das warmgewalzte Material in Stangen erhalten eine „Oxalatbehandlung“, wobei das
Oxalat als Haftgrund für die spezifischen Schmieröle fungiert. Die Verarbeitungsgeschwindigkeit beim Ziehen muss
niedriger sein als bei gewöhnlichem Kohlenstoffstahl bzw. Legierungen. Das Reduktionsverhältnis schwankt zwischen 20 und 30 %, wobei der maximale Wert, je nach mechanischen Werten,
auf die man abzielt, bei 50 % liegt. Aus diesem Grund sind die Kaltumformungstabellen, die auf einigen Produktdatenblättern angegeben sind, manchmal sehr nützlich.
Die größten Schwierigkeiten beim Ziehen der austenitischen Stahlwerkstoffe treten bei den Typen mit hohem Kohlenstoffgehalt sowie jenen Materialien auf, deren Bearbeitbarkeit durch Zugabe von Schwefel verbessert wurde bzw.
aufgrund von Sprödigkeit, die durch Wasserstoffabsorption in der Phase der chemischen Beizung verursacht wurde. Mithilfe des Ziehens lassen sich ISO-Abweichungstoleranzwerte von H11 und H10 erzielen. Durch Verwendung spezieller Drahtzieheisen, die für nichtrostende Stahltypen konzipiert wurden, sind auch Profile mit ISO-Toleranzwerten
von H9 möglich. Oft wird der gezogene Stahl mit Toleranzwerten von H8, H7, h6, g..f..js geschliffen.
Für das Schleifen werden Schleifsteine des Typs 1 mit zylindrischer Form verwendet: Für die Endbearbeitung bestehen
diese aus verglastem Gemisch und für das Walzschleifen mit größerer Materialabtragung aus Bakelitgemisch.
Für die Formung des Schraubengewindes verwendet man das so genannte Rollverfahren, dessen Aufgabe auch
darin besteht, die Härte des Materials zu verbessern. Dieses hauptsächlich bei austenitischen Stahltypen verwendete
Verfahren dient darüber hinaus auch dazu, Verfestigungen gezielt zu berichtigen, zu glätten, zu kalibrieren bzw. diese
je nach der Kraft, die von den Walzen ausgeübt wird, zu pressen. Bei den Schmiermitteln handelt es sich um Öle oder
Emulsionen, die über die Fähigkeit verfügen, starkem Druck standzuhalten.
Die sogenannte Prägung erfolgt mit Hilfe von Prägeformen mit bestimmten Maserungen, mit denen man das Material presst. Das Ausgangsmaterial sollte soweit wie möglich enthärtet sein (geringste mögliche Härte) und frei von
Gussnähten, Riefelungen und Oxid etc. sein.
Besondere Sorgfalt muss auch auf das Gewicht des zwischen die Pressformen einzuführenden Materials gelegt werden; dieses muss dem Endvolumen des Prägestücks entsprechen. Bei der Prägung werden üblicherweise keine Schmiermittel verwendet, da ein etwaiges Übermaß an Flüssigkeit die gute Haftung zwischen Material und Formschablone beeinträchtigen könnte. Einige spezifische Produkte werden je nach Erfahrungswert im entsprechenden Sektor
verwendet. Das Profilieren von nichtrostenden Stahlwerkstoffen erfolgt hauptsächlich auf Bändern. Die diversen Profile oder
Wellen werden im Kaltverfahren erzielt, indem man das Material durch Walzgerüste zieht, die über Schablonenwalzen
für die optimale Oberflächenendbearbeitung (oft auch verchromt) verfügen. Bei diesem Vorgang ist eine kräftige
Schmierung erforderlich. Als Schmiermittel dienen diverse Emulsionen, die die Eigenschaft besitzen, starkem Druck
standzuhalten. Um keine Schäden wie z. B. Risse zu verursachen, empfehlen wir die Anwendung entsprechender Falzradien, speziell
für jene Ausgangsmaterialien, die bereits einer starken Kaltumformung unterzogen wurden. Für das Profilieren werden vorzugsweise austenitische nichtrostende Stahlwerkstoffe verwendet. Bei hohen ästhetischen Anforderungen werden die Bänder mit einem Kunststofffilm bedeckt, der nach beendeter Arbeit entfernt
werden kann. Die austenitischen Stahltypen sind jene Werkstoffe, die am meisten in den Sektoren verwendet werden, in denen ein
Falzen vorgesehen ist, unabhängig davon, ob es rechtwinkelig zur Walzrichtung (günstigere Bedingung) oder parallel
zur Walzrichtung erfolgen soll. 29
Wenn sich das Material im kaltumgeformten Zustand befindet (kaltgewalzt oder kaltgezogen) kann es nützlich sein, es
bei ca. 200 °C vor dem Falzverfahren vorzuglühen, wobei spezifische Falzradien zu berücksichtigen sind.
Vergewissern Sie sich, dass die Kanten der Platten keine Schäden oder Mängel aufweisen, die Risse oder Sprünge
verursachen können.
Die Oberflächen aller Werkzeuge und Maschinen müssen über eine gute Endbearbeitung verfügen und dürfen keine
Rostflecken aufweisen, um galvanische Reaktionen zu vermeiden, welche die Korrosion beschleunigen können.
Das Sandstrahlen oder Kugelstrahlen wird mit trägem Stahlsand oder mit kleinen nichtrostenden Stahlkugeln mit
großem Härtegrad durchgeführt. Dieser Vorgang kann z. B. auf den aus Austenitstahl hergestellten Schleifsteinen zur
Kaltumformung der Oberflächenschicht ausgeführt werden.
Als Feinschleifen wird eine Oberflächenbehandlung der Werkstoffe bezeichnet, bei der ganz dünne Metallschichten
durch ein Schleifmittel abgetragen werden, das durch ein Bindemittel fixiert wird. Die wichtigste Funktion dieser
Verarbeitung besteht in der Abtragung schädlicher Substanzen wie Oxide und überflüssige Rauheiten und Unebenheiten, die z. B. durch das Schweißen verursacht wurden. Während dieses Verfahrens müssen die Druckparameter der
Schleifsteine und die Wärmeeinbringung auf die Werkstücke kontrolliert werden, um Deformationen zu vermeiden.
Unter Polieren versteht man die Feinbearbeitung, bei der die Oberfläche zu ästhetischen oder Dekorationszwecken
geglättet wird. Für gewöhnlich ergeben feinkörnigere Schleifmittel glattere Oberflächen. Als typische feinkörnige Mittel für Endbehandlungen weisen wir auf die Typen 320/400 und für das Feinschleifen von warmgewalzten nichtrostenden Stahlwerkstoffen auf die Typen 36760 hin. Beachten Sie auch, dass falls mehrere Arbeitsgänge oder Durchläufe
erforderlich sind, die Geschwindigkeit der Schleifwerkzeuge stufenweise gesenkt werden muss (vom gröbsten bis zum
feinsten Grad). Auch beim Bürsten handelt es sich um eine Schleiftätigkeit, die aber schwächer ist als die oben genannten und deren
Haupteigenschaft darin besteht, das die Färbung der Oberfläche zu vereinheitlichen, z. B. wenn eine fein geschliffene
Schweißschnur vorhanden ist. Das Bürsten erfolgt mit Bändern, Tupfern oder Mikrofaserblättern.
Beim Glanzpolieren geht es nicht um das Abtragen von Material, es wird hauptsächlich ausgeführt, um die mit
nichtrostendem Stahl hergestellten Erzeugnisse zu glätten und deren Oberfläche glänzend zu machen. Das kann mit
Hilfe von Baumwolltuchscheiben, Filz oder Lamellenscheiben geschehen, die mit Scheuerpasten oder Scheuerflüssigkeiten imprägniert wurden, welche dazu beitragen, den Glanz des Stahls zu erhöhen.
Mikrofasern für das Bürsten.
Für Reinigungs-, Entkrustungs- und Passivierungskriterien siehe ASTM A 380.
Für die chemische Passivierungsbehandlung siehe ASTM A 967.
30
KALTWALZEN
Stufenanzahl für austenitischen oder ferritischen Stahl von einem Warmband mit 5 mm Stärke ausgehend
Reduktion
Anz. Umwandlungen
Anschließende Behandlungen
Von mm
Auf mm
(Reduktionen)
5
4
1
Weichglühen
Beizen
3
Stufenweise, erste
5
3
Weichglühen
Beizen
Reduktion größer als die
anderen zwei
5
5
2
Stufenweise Reduktion der
-Beizen
Stärke
Insgesamt darf die höchste Reduktion der Stärke ohne Weichglüh-Zwischenbehandlungen nicht 75%
(austenitisch) oder 85% (ferritisch) der ursprünglichen Warmbandstärke überschreiten.
Spezifischer Druck
N/mm2
880
1000
1120
1150
1250
1310
1440
1500
1630
1690
1760
1870
1930
1980
2030
2060
2125
2190
2220
Reduktion
%
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
80
85
90
Ferritischer Stahl
einige Stahlsorten: AISI 429 - 430 - 434
Austenitischer Stahl
einige Stahlsorten: AISI 301 - 302 - 303 - 304 - 316
Spezifischer Druck, der abhängig von der angewandten Stärkereduktion für das Kaltwalzen erforderlich ist.
Spezifischer Druck
N/mm2
815
890
1000
1060
1125
1190
1250
1315
1375
1440
1490
1510
1550
1560
1580
1630
1640
1660
1700
Reduktion
%
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
80
85
90
Ausgegangen wird beim Kaltwalzen von Warmbändern, die (je nach Art der rostfreien Stahltypen durch Lösungsglühen, Rekristallisationsglühen oder Glühen) entsprechend weichgeglüht und gebeizt worden sind.
31
OBERFLÄCHENBEHANDLUNGEN
Arbeitsparameter für elektrolytisches Polieren (Blankätzen)
Zusammensetzung des Bades
300 cm3 Orthophosphorsäure
530 cm3 Glyzerin
90 cm3 Wasser
125 cm3 Schwefelsäure
650 cm3 Orthophosphorsäure
225 cm3 Wasser
110 cm3 Schwefelsäure
600 g. Zitronensäure
250 cm3 Methylalkohol oder
Butyl-, Propyl- oder Äthylalkohol
(1)
für neues Bad
Kathodenmaterial
Austenitstahl
AISI 304
Spannung (1)
V
Stromdichte
A/cm2
Dauer
Minuten
Temperatur
des Bades ° C
4-5
0.08
15
100
Kupfer
8 - 15
0.08 - 0.20
5 - 10
85
Austenitstahl
AISI 304
6-8
0.08 - 0.55
1-3
50 - 125
Orientative Lösungen für Dekontamination, Eisenspuren oder Verunreinigung durch Kontakt mit anderen Metallen
Art des rostfreien Stahls
Volumen %
Temperatur °C
Austenitisch, ferritisch,
austenitisch-ferritisch,
Salpetersäure (10 - 16)
25
Ausscheidungshärtbar
Reihe AISI 400 mit Cr < 16%
Salpetersäure (8 - 12)
25
und bei verbesserter Bearbeitbarkeit
Die Lösungen sind auf die Massenkonzentration bezogen: Salpetersäure 67%.
Zeit in Minuten
10 - 60
10 - 60
Indikative Lösungen für das Beizen
Art des rostfreien Stahls
Volumen %
Temperatur °C
Zeit in Minuten
Austenitisch, ferritisch,
Salpetersäure (10 - 25)
Austenitisch-ferritisch,
25 - 60
5 - 50
Fluorwasserstoffsäure (1 - 8)
Ausscheidungshärtbar
Reihe AISI 400 mit Cr < 16%
Salpetersäure (10 - 15)
20 - 50
5 - 20
und bei verbesserter Bearbeitbarkeit
Fluorwasserstoffsäure (0.5 - 2)
Die Lösungen sind auf die Massenkonzentration bezogen: Salpetersäure 67% und Fluorwasserstoffsäure 40%.
Einige Systeme für die Oberflächenreinigung von rostfreiem Stahl
Zustand
Reinigungsmittel
Leicht verschmutzte Oberflächen,
regelmäßig gereinigt
Wasser und Seife oder
Mittelstark verschmutzte Oberflächen,
gelegentliche Reinigung.
Sehr schmutzige Oberflächen in
industrieller Umgebung.
32
Anwendung
Mit Schwämmen,
sauberen Tüchern,
weichen Bürsten.
Reichlich abspülen.
Bemerkungen
Siehe oben, eventuelle Zugabe
von belüftetem Bimsstein. Handelsprodukte ohne Chlor.
Siehe oben.
Siehe oben.
Wasser und Seife mit Zugabe
von Schleifpulvern wie belüfteter
Bimsstein und Tonerde.
Siehe oben.
Keine Bürsten oder
Siehe oben.
Metallwolle benutzen.
Stark befleckte Stellen
Eventuell kleine Schleifintensiv behandeln.
filzstücke aus Kunststoff
benutzen.
Auf satinierten
Oberflächen nur in der
Satinierrichtung reiben.
Oberflächenbeschaffenheit von nichtrostenden Stählen
Walzdraht, Stäbe, Draht und Profilen EN 10088-3
Fertigstellen der endgültigen besondere
Fertigstellen der endgültigen besondere
Warmgeformt
(2)
Ober-flächenbeschaffenheit
(1)
Erzeugnisform
A
B
C
Empfohlene Anwendung und Erfahrungen
1U
Warmgeformt,
nicht wärmebehandelt,
nicht entzundert.
Mit Zunder bedeckt (örtlich
geschliffen, falls erforderlich).
Nicht ohne Oberflächenfehler.
x
x
x
Geeignet für warm weiterzuverarbeitende
Erzeugnisse.
1C
Warmgeformt,
wärmebehandelt (3),
nicht entzundert.
Weitgehend zunderfrei (aber
vereinzelte schwarze Stellen
können vorhanden sein).
Nicht ohne Oberflächenfehler
x
x
x
Geeignet für weiterzuverarbeitende Erzeugnisse
(warm oder kalt)
1E
Warmgeformt,
wärmebehandelt (3)
mechanisch entzundert.
Per gran parte esente
da scaglia (sporadiche macchie
nere possono essere presenti).
Non esente da difetti
superficiali.
--
x
x
Geeignet für weiterzuverarbeitende Erzeugnisse
(warm oder kalt)
1D
Warmgeformt, wärmebehandelt (3), gebeizt,
beschichtet (optional)
Zunderfrei (örtlich geschliffen,
falls erforderlich). Nicht ohne
Oberflächenfehler.
x
x
Erzeugnisse, die im vorliegenden Zustand
-- verwendet oder weiterverarbeitet werden
(warm oder kalt)
1X
Warmgeformt,
wärmebehandelt (3),
vorbearbeitet
Zunderfrei (aber einige Eindrücke von der Bearbeitung können
-zurückbleiben). Nicht ohne
Oberflächenfehler.
x
Erzeugnisse, die im vorliegenden Zustand
-- verwendet oder weiterverarbeitet werden
(warm oder kalt)
2H
1C, 1D, oder 1X, kalt
weiterverarbeitet (4)
beschichtet (optional)
rivestito (opzione).
Glatt und matt oder blank.
Nicht notwendigerweise poliert.
Nicht ohne Oberflächenfehler.
--
x
Bei durch Kaltziehen ohne anschließende Wärmebehandlung gefertigten Erzeugnissen ist die
Zugfestigkeit wesentlich erhöht. Insbesondere
-bei austenitischen Gefügen ist dies vom Grad der
Kaltumformung abhängig. Die Härte kann an der
Oberfläche höher sein als im Kern.
2D
2H, wärmebehandelt (3),
gebeizt und nachgewalzt
(optional), beschichtet
(optional).
Glatt und matt oder blank.
Nicht ohne Oberflächenfehler.
--
x
Die Nachbearbeitung erlaubt die Wiederherstellung der mechanischen Eigenschaften nach
-- der Kaltumformung. Erzeugnisse mit guter
Umformbarkeit (Fließpressen) und speziellen
magnetischen Eigenschaften.
2B
1C, 1D oder 1X, kalt
weiterverarbeitet (4)
mechanisch geglättet.
Glatt, gleichmäßig und blank.
Ohne Oberflächenfehler.
--
x
Erzeugnisse, die im vorliegenden Zustand
verwendet werden oder für eine verbesserte
Ausführungsart bestimmt sind. Bei durch Kaltziehen ohne anschließende Wärmebehandlung
-- gefertigten Erzeugnissen ist die Zugfestigkeit wesentlich erhöht. Insbesondere bei austenitischem
Gefügen ist dies vom Grad der Kaltumformung
abhängig. Die Härte kann an der Oberfläche
höher sein als im Kern.
1G
Warmgeformt, wärmebehandelt (3) entzundert,
vorbearbeitet (4) oder
geschält bei Walzdraht.
Nachbearbeitung durch
Materialabtrag.
Aussehen mehr oder weniger
einheitlich und blank.
Ohne Oberflächenfehler.
--
x
--
2G
2H, 2D, oder 2B, sauber
geschliffen, mechanisch
geglättet (optional)
Glatt, gleichmäßig und blank.
Ohne Oberflächenfehler.
--
x
Ausführungsart für enge Grenzabmaße.
-- Falls nichts anderes vereinbart wurde,
muss die Oberflächenrauheit Ra < 1,2 sein.
2P
2H, 2D, 2B oder 2G,
glänzend poliert
Glatter und blanker als Ausführung 2B oder 2G.
Ohne Oberflächenfehler
--
x
Erzeugnis zeigt eine gepflegte Oberflächenbe-- schaffenheit. Die Oberflächenrauheit muss bei
der Anfrage und Bestellung vereinbart werden.
Geeignet für besondere Anwendungen
(Fließpressen und/oder
Kalt- oder Warmstauchen).
Oberflächenrauheit kann festgelegt werden.
A = Walzdraht B = Stäbe, Profile C = Halbzeug
1) Nicht Oberflächenbeschaffenheiten und Ausführungsarten sind für alle Stähle verfügbar. 2) Erste Stelle: 1 = warmgeformt; 2 = kalt weiterverabeitet. 3) Bei ferritischen, austenitischen und
austenitisch-ferritischen Sorten kann die Wärmebehandlung entfallen, falls die Bedingungen für das Warmumformen und anschließende Abkühlen so sind, dass die Anforderungen an die
mechanischen Eigenschaften des Erzeugnisses und die Beständigkeit gegen interkristalline Korrosion eingehalten werden. 4) Die Art der Kaltweiterverarbeitung (Kaltziehen, Drehen, Schleifen,
Schaben, ...) bleibt dem Hersteller überlassen, sofern nichts anderes vereinbart wurde.
Kurz- Ausführungsart
zeichen
33
KALTBEARBEITUNG
Beispiele einiger Schäden, die an Schneidplättchen feststellbar sind, die für die Spanbeseitigung an rostfreiem Stahl benutzt
wurden, mögliche Ursachen und eventuelle Abhilfe.
FEHLER
URSACHE
Plastische
Verformung
Zu hohe Temperatur des Einsatzes verbunden mit
hohem Druck.
Aufbauschneide
Das bearbeitete Material neigt dazu sich am Einsatz
zu verschweißen.
Beschädigung der
Schneidkante
Einsatz zu brüchig.
Einsatz mit schwachen geometrischen Eigenschaften.
Bildung der Aufbauschneide.
Einschlagen des
Spans
Der Span ist zu lang und neigt dazu sich in Richtung
der Schneidkante zu verbiegen.
ABHILFE
Härteren Einsatz wählen.
Geschwindigkeit verringern.
Vorschub reduzieren.
Schnittgeschwindigkeit erhöhen oder
einen Einsatz mit Positivspanwinkeln wählen.
Einen widerstandsfähigeren Einsatz wählen.
Einen Einsatz mit kräftigerer Schneidkante wählen.
Schnittgeschwindigkeit erhöhen oder
einen Einsatz mit Positivspanwinkeln wählen.
Vorschub leicht ändern.
Eine andere Schnittgeometrie wählen.
Einstellwinkel der Halterung ändern.
Bearbeitbarkeitsindexe für rostfreien Stahl (Bezugsgrundlage entspricht 100 von AISI-Stahl B 1112 - DIN 10S20)
AISI - STAHL
STRUKTUR
BEARBEITBARKEITS-INDEX
403
410
416
420 (C = 0.30%)
431
405
430
430 F
201
302
303
304
304 L
305
316 L
Martensitisch
Martensitisch
Martensitisch
Martensitisch
Martensitisch
Ferritisch
Ferritisch
Ferritisch
Austenitisch
Austenitisch
Austenitisch
Austenitisch
Austenitisch
Austenitisch
Austenitisch
58
58
97 (1)
58
46
58
58
90 (1)
49
49
70 (1)
49
49
49
43
(1)
Verbesserte Bearbeitbarkeit. Um dort, wo dies möglich ist, die Zerstückelung des Spans zu begünstigen, wird mit Hilfe einer Kaltumformung
die plastische Kaltformänderung (Ziehen) durchgeführt.
Orientative Werte für das spitzenlose Schleifen an Stücken aus rostfreiem Stahl
Winkel
Umfangsge-schw.
zwischen
der Führungsden
scheibe
Achsen
M/Min
Martensitisch
135 - 275
28 - 33
0,12
0,03
3°
30
Martensitisch
> 275
28 - 33
0,12
0,03
3°
30
Ferritisch
135 - 185
28 - 33
0,12
0,03
3°
30
Austenitisch
135 - 275
28 - 33
0,12
0,03
3°
30
Ausscheidungshärtbar 150 - 200
28 - 33
0,12
0,03
3°
30
Ausscheidungshärtbar
> 200
28 - 33
0,12
0,03
3°
30
Schleifscheiben
mit
Korngröße
70
Schleifscheiben mit Korngröße 46 für Grobschleifen
Schleifscheiben mit Korngröße 60 für Zwischenzüge für Fertigbearbeitung
Schleifscheiben aus Harz zum Polieren
Kühlflüssigkeit: Öl-in-Wasser-Emulsionen
Stahl
34
Härte
HB
Umfangsge-schwindigkeit der Schleifscheibe M/Sek.
Umfangsgeschw. des
Stücks
M/Min.
15
15
15
15
15
15
Schnitt-Tiefe
mm
35
SCHWEISSEN
Indikative Spannungs- und Stromwerte für manuelles Lichtbogenschweißen mit Mantelelektroden
Elektrodendurchmesser
mm
Spannung
1,6
2
2,5
3,2
4
5
6
20 - 22
20 - 23
22 - 25
23 - 26
23 - 26
24 - 27
25 - 28
V
Stromstärke in A
Cr-Ni-Elektroden
Schweißposition
Eben
Senkrecht Überkopf
20 - 35
15 - 25
20 - 30
30 - 50
25 - 35
30 - 45
40 - 65
35 - 50
40 - 60
65 - 100
55 - 75
65 - 85
95 - 145 80 - 105 90 - 120
125 - 190 105 - 135 125 - 155
200 - 280
Cr-Elektroden
Schweißposition
Eben
Senkrecht Überkopf
50 - 75
80 - 115
115 - 160
155 - 210
40 - 55
50 - 65
65 - 80
75 - 95
90 - 110 110 - 130
125 - 145 145 - 160
Indikative Parameterwerte für manuelles Lichtbogenschweißen mit Mantelelektroden
Elektrodendurchmesser
MaterialStärke
Anzahl
der
mm
mm
Durchgänge
1,6
2
2,5
3,25
4
5
5
1,5
2
3
5 (1)
7 (1)
10 (1)
1
1
1
2 (2)
2 - 3 (2)
3 - 4 (2)
(1)
(2)
Stumpfschweißen
Abstand zwischen
den Kanten
mm
0
0,5
0,8
1,5
1,5
1,5
2
Durchschn. Elektrodenanzahl
pro Schweißmeter
Stumpf-sch- Eck-schweißen
weißen Nr.
Nr.
5,5
8,5
3,7
6
2,9
4,8
2,9
4
3,1
3,1
4,1
4,1
5
5,7
Beim Stumpfschweißen wird ab Stärke 4 die Abschrägung der Kanten empfohlen.
Für den ersten Schließdurchgang des Kantenbodens wird ein Elektrodendurchmesser von 1,6 oder 2 empfohlen.
Elektrodenhalter
Mantelelektrode
Kurzschlusszündung
(Aus Dokumentation Inox-Zentrum)
36
37
C
3
9
4
4
4
4
4
6
6
4-6
4-6
4-6
4-6
4-6
4-6
5-6
5-6
3-7
E309
3-7
3-7
E309
3-7
CrMo
8
4
4
5
4
4
6
6
4-6
4-6
4-6
4-6
4-6
4-6
5-6
5-6
8-7
E309
8-7
8-7
E309
8-7
301
2
E308
E312
E308
E308
E308
E308
E312
E308
E308
E308
E308
E308
E312
E308
4
4
4
4
4
4
AISI
303
1
302B
E312
E308
E312
E312
E312
E312
E312
E312
E312
E312
E312
E312
E312
4
4
4
4
4
4
AISI
302
E308
E312
E308
E308
E308
E308
E312
E308
E308
E308
E308
E308
E312
E308
4
4
4
4
4
4
AISI
E308L
E308
E308
E312
E308L
E308L
E308
E308L
E308L
E312
E308L
4
4
4
4
4
4
AISI
E310
E310
E312
E316
E316
E317
15
E308
E312
E347
4
4
4
4
4
4
AISI
E310
E312
E316
E316
E317
15
E308
E312
E347
4
4
4
4
4
4
AISI
E312
E316
E316
E308
E317
E308
E312
E308
4
4
4
4
4
4
AISI
11
E316
E316
E316
E308
E312
11
4
4
4
4
4
4
AISI
E316L
E316
E316L
E308L
E312
E316L
4
4
4
4
4
4
AISI
E317
E317 15
E308 E308L E347
E312 E308 E312 E330
11 E308L E347 E312 E347
4
4
4
5
4
7
4
4
4
5
4
7
4
4
4
5
4
7
4
4
4
5
4
7
4
4
4
5
4
7
4
4
4
5
4
7
AISI AISI AISI AISI AISI AISI
E309
E309 7
E309 7
7
E309 7 E309
E309 7
7
AISI AISI AISI
410
1
304 304 L 310 310 S 314 316 316 L 317 317 L 321 330 347 403 416 420 430
14
E308
E308
E308
E312
E308
E312
E308
E312
E308
E312
E308
4
4
4
4
4
4
AISI
12
AISI
1
430F (1) 431
E309
7
AISI
[TECHNISCHE BIBLIOTHEK HOEPLI – ROSTFREIER STAHL – VIERTE AUFLAGE - G. DI CAPRIO]
1. Das Schweißverfahren wird für keine Stahlart mit verbesserter Bearbeitbarkeit empfohlen. 2. Das abgelagerte Metall E308 hat eine niedrigere mechanische Festigkeit als diejenige des Grundmetalls.
3. Jede beliebige für C-Stahl (E60 XX; E70 XX) geeignete Elektrode. 4. Den weniger stark legierten Stahl mit E309 bestreichen und die Naht mit E308 vervollständigen. 5. Den weniger legierten Stahl
mit E309, den anderen mit E312 bestreichen und die Naht mit E308 fertigstellen. 6. E-Stahl NiCrFe3 ist vor allem für Nähte, die bei hohen Temperaturen in wenig schwefliger Atmosphäre in Betrieb
sind, vorzuziehen. 7. Ist eine Zwischenzusammensetzung im abgelagerten Metall erforderlich, können E309 und E310 benutzt werden. 8. Elektroden für niedrig legierten Stahl E8015-B2, E8016-B2,
E8018-B2. 9. Elektroden für C-Stahl E7015, E7016, E7018, E7028. 10. Den CrNi-Stahl mit E312 bestreichen und die Naht mit E310 fertigstellen. 11. E16-8-2 für weniger Brüchigkeit benutzen,
wenn der Stahl anhaltend hohen Temperaturen ausgesetzt ist. 12. E309 das abgelagerte Metall muss nach der Vergütung dieselbe Härte wie das Grundmetall aufweisen. 13. Typische Analyse des
abgelagerten Metalls C = 0.10%, Mn = 1.0%, Si = 0.50%, Cr = 29%, N = 0.12%. 14. Für kryogenische Anwendungen E308L benutzen. 15. E317L nicht AWS-klassifizierte Elektrode. “L” bedeutet
0.04% C max (E317 enthält 0.08% C max).
Grundmetalle
C-Stahl
CrMo-Stahl
AISI 301
AISI 302 - 302 B
AISI 303 (1)
AISI 304
AISI 304 L
AISI 310
AISI 310 S
AISI 314
AISI 316
AISI 316 L
AISI 317
AISI 317 L
AISI 321
AISI 330
AISI 347
AISI 403-405-410
AISI 416 (1)
AISI 420
AISI 430
AISI 430 F (1)
AISI 431
Indikative Wahl des mit rostfreiem Stahl umhüllten Elektrodentyps für Aneinanderschweißen von rostfreiem Stahl sowie Schweißen mit Kohlenstoffstahl und
mit legiertem Stahl.
SCHWEISSMATERIAL
WÄRMEBEHANDLUNG
Für die untereinander sehr unterschiedlichen Gruppen von rostfreiem Stahl ist es wichtig zu wissen, welche Eigenschaften durch Wärmebehandlung erzielt werden können und welche davon die zweckmäßigsten sind. BETRACHTUNGEN ÜBER DIE ATMOSPHÄRE DER ÖFEN Grundsätzlich können alle Öl-, Gas-, Elektro-, Induktions- und mit Heizröhren betriebenen Industrieöfen verwendet
werden. Flammenöfen (Gas und Öl) müssen mit einer Flammen-Rückschlagsicherung ausgerüstet werden, um
lokale Überhitzung oder Brände zu vermeiden, und der Brennstoff darf nicht schwefelhaltig sein.
Alle Wärmeöfen müssen über eine Anzahl an Thermoelementen verfügen, welche die vollkommene Übereinstimmung zwischen eingestellter und tatsächlicher Temperatur zu garantieren in der Lage sind. Dieses Delta darf 14 °
C nicht übersteigen und die Qualifikation der Wärmebehandlungsanlage muss gemäß der Norm API 6° erfolgen.
WÄRMEOXIDATION
Gewichtsabnahme
Bei Temperaturen, die höher als 250 - 300° C sind, beginnen die Materialien aus rostfreiem Stahl zu oxidieren,
wenn sie behandelt oder in einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre (Luft) in Betrieb genommen werden. Bei steigender Temperatur nimmt außer der gelblichen Färbung auch die Oxiddicke (Glühspan/Zunder) mit daraus folgendem
Gewichtsverlust zu. Stahl, der am wenigsten davon betroffen ist, ist derjenige mit hohen Chrom-Nickel-Prozentsätzen und stabilisierter Stahl.
Aussetzungszeit bei verschiedenen Temperaturen in Stunden
Gewichtsverlustschema bei Veränderung der Aussetzungsdauer von Stahl 316Ti an der Luft bei unterschiedlichen Temperaturen
38
GEREGELTE ATMOSPHÄRE
Um die Zugabe von Sauerstoff zum rostfreien Erzeugnis zu verhindern oder auf ein Minimum zu beschränken, setzen sich die trockenen Atmosphären in den Öfen normalerweise aus Gasen wie Argon und Stickstoff zusammen.
Mangels Sauerstoff wird kein Oxid gebildet, wodurch der Stahl seinen anfänglichen Glanz beibehalten kann. Für Behandlungen in Schutzatmosphäre oder unter Vakuum (geregelt) der fertigen Werkstücke wird eine gründliche Reinigung mit flüssigen oder zerstäubten Lösungsmitteln empfohlen.
AUFKOHLUNG
Ist die Anreicherung mit Kohlenstoff, die an der Oberfläche auftreten kann, wenn das Material mit Atmosphären
oder Material, das Kohlenstoff abgeben kann, in Berührung kommt. Die Kohlenstoffanreicherung ist in der Regel
für alle rostfreien Materialen schädlich und beraubt sie häufig ihrer ursprünglichen Eigenschaften. ENTKOHLUNG
Erscheinung, die genau so schädlich wie die Aufkohlung ist; reduziert den Kohlenstoffgehalt an der Oberfläche der
Erzeugnisse und verändert deren natürliche Eigenschaften. Ferrit- und Austenitstahl werden nicht beeinträchtigt,
jedoch schädlich für Martensitstahl. ROSTFREIER MARTENSITSTAHL
1.4005 - 1.4006 - 1.4021 - 1.4028 - 1.4031 - 1.4034 - 1.4035 - 1.4057 - 1.4101 - 1.4112 - 1.4116 - 1.4122 - 1.4125
Es handelt sich um den einzigen nichtrostenden Stahl, dessen mechanische Eigenschaften durch Tempern geändert
werden können. Diese Stahlsorten besitzen die Umwandlungspunkte A1 und Austenitisierungspunkte A3, weshalb ihre Bruchwerte
(R N/mm2) und Fließwerte (Rp0.2 N/mm2) durch Tempern erhöht werden können.
•Ac1 Temperatur, bei der in der Anwärmphase die Bildung von Austenit beginnt. •Ac3 Temperatur, bei der in der Anwärmphase die Umwandlung von Ferrit in Austenit beendet ist.
• Ms Temperatur, bei der in der Abkühlphase die Martensit-Start genannte Umwandlung von Austenit zu Martensit
abgeschlossen ist.
•Mf: Temperatur, bei der die Umwandlung von Austenit zu Martensit abgeschlossen ist (Martensit-Finish).
Abhängig vom Kohlenstoff- und Chromgehalt lassen sich deshalb vollkommen gehärtete Strukturen erzielen, die
wie im Fall von Stahl 1.4021 (AISI 420) aus Martensit oder wie bei Stahl 1.4125 (AISI 440C) aus Martensit + Karbiden zusammengesetzt sind. WEICHGLÜHEN Diese Wärmebehandlung ist eine der preisgünstigsten und ermöglicht es, Materialstrukturen zu erzielen, die leicht
zerspanbar und ebenso leicht kalt verformbar sind. Für niedriggekohlten Stahl kann die Abkühlung, nach der Haltedauer bei den für jeden Stahl typischen Temperaturen, in ruhender Luft erfolgen. Für Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt gelten dieselben Modalitäten, die erreichbare Härte ist im Vergleich zum
vorhergehenden Fall aber höher. 39
Für Stahl mit Nickelgehalt kann ein doppeltes Glühen, für 1.4057 zum Beispiel ein erstes Glühen bei 770° C und
ein zweites Glühen bei 650-670° C durchgeführt werden. Hochgekohlter Stahl erfordert Glühtemperaturen von
750-850° C, bei denen Härten von maximal 280 HB erzielt werden können. VOLLSTÄNDIGES GLÜHEN
Diese Wärmebehandlung wird angewandt, wenn ein hoher Kaltumformbarkeitswert erreicht werden soll. Die Temperaturen sind die typischen, die in den Produktblättern angegeben. Für niedriggekohlten Stahl mit beschränkter Wärmeleitfähigkeit müssen langsame Anwärmzeiten und Durchwärmungszeiten von mindestens 2 Stunden pro Zoll an Stärke angewendet werden. Die anschließende Abkühlung muss
bei einer Geschwindigkeit von 15-25° C/St. bis 590° C und danach bis zur Raumtemperatur an der Luft erfolgen.
Für Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt können dieselben Parameter wie oben angewendet werden.
Bei Nickelstahl > 1% wird diese Wärmebehandlungsart nicht angewendet. Für hochgekohlten Stahl sind die Temperaturen im Vergleich zu den für die vorhergehenden Stahltypologien benutzten in der Regel höher. Die Abkühlung muss bis zu 790-760°C im Ofen erfolgen, der eine Haltezeit abhängig
von der Größe des Werkstücks und eine Abkühlung bis 590° C bei einer Geschwindigkeit von 15-25°C/St. folgt,
abschließend in ruhender Luft abblasen.
ISOTHERMGLÜHEN
Die zu erreichenden Temperaturintervalle sind in den Produktblättern angegeben.
Für niedriggekohlten Stahl muss nach der Haltezeit die kontrollierte Abkühlung bis 705-720°C durchgeführt werden. Bei diesen Temperaturen muss die Haltezeit je nach Masse des Stücks entsprechend lang sein. Nach Beendigung dieser zweiten Haltedauer kann man ihn in ruhender Luft bis zur Raumtemperatur kühlen.
Für Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt können dieselben Parameter wie oben angewandt werden. Für Nickelstahl, der einer sehr langsamen Abkühlung bedarf, wird Isothermglühen in der Regel nicht angewandt. Für hochgekohlten Stahl sind die Temperaturen höher als die der anderen Typologien und die erzielten Härten
entsprechen ungefähr den höchsten, die durch vollständiges Glühen erreichbar sind.
TEMPERN Diese Wärmebehandlung wird für den martensitischen Typ angewandt.
Sie besteht aus einer kontrollierten Anwärmzeit bis zur typischen Temperatur von jedem Stahl, einer Haltezeit, die
von der Masse des Stücks abhängt und einer raschen Abkühlung, welche die Umwandlung von Austenit in Martensit ermöglicht.
Für die Haltedauer beträgt die Zeit pro 25 mm Stärke des zu behandelnden Stücks 30 bis 35 Minuten. Nach dem Tempern muss, je nachdem welche Eigenschaften gewünscht werden (mechanische, Rostbeständigkeit
etc.) ein Anlassen oder eine Entspannung durchgeführt werden. Im Wärmebehandlungsjargon werden die Temper- und Anlassvorgänge mit einem einheitlichen Ausdruck bezeichnet: Vergütung.
Als Kühlmittel wird Wasser meistens ausgeschlossen, weil seine rasche Wirkung die Bildung von Rissen verursa-
40
chen kann. In den meisten Fällen wird Folgendes benutzt: Feuchte Luft, auf 40-90 °C erhitztes Öl und Polymere. Die Kühlgeschwindigkeit muss auch wegen des Umstandes, dass Martensitstahl häufig selbsthärtend ist, niedrig
gehalten werden. Während der langsamen Vorwärmphase und vor Erreichen der Tempertemperatur werden Haltezeiten bei 740760°C empfohlen, um den Temperaturausgleich im Werkstoff und die Gleichgewichtseinstellung herbeizuführen
und eventuelle, durch Kaltumformungen oder starke mechanische Bearbeitungen verursachte Spannungen zu beseitigen. Anschließend muss man rasch auf die festgelegte Temperatur zurückzukehren.
Wie bei Kohlenstoffstahl und bei legiertem Stahl gilt die Regel, dass die Härte im Verhältnis zum Anstieg des Kohlenstoffanteils zunimmt. Jeder Kohlenstoffgehalt ist an einen Härtbarkeitsindex gebunden. Als praktisches Beispiel können wir anführen,
dass der maximal durchhärtbare Durchmesser für Stahl 1.4006 200 mm beträgt und bei Stahl 1.4021 300 mm
erreicht werden können. Um ganz sicherzugehen, dass das gesamte Austenit anschließend in Martensit umgewandelt wird, sollte in der
Temperphase bis 180-200°C gekühlt werden.
ANLASSEN
Wird am getemperten Material durchgeführt, um dem Werkstoff Stabilität zu verleihen.
Bei Martensitstahl ermöglicht das Anlassen gute Bruch-, Streck-, und Dehnungseigenschaften sowie eine ausreichende Zähigkeit. Es wird darauf hingewiesen, dass die beste Zähigkeit dem Austenitstahl eigen ist. Für die Haltedauer beträgt die Zeit pro 25 mm Stärke des zu behandelnden Werkstücks 50 bis 60 Minuten.
Bei niedrigen Temperaturen werden gewöhnlich lange und bei den hohen kurze Haltezeiten eingesetzt.
Bei niedriggekohltem Stahl und Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt sollten keine Anlasstemperaturen zwischen
400 und 570°C benutzt werden, weil sie die Zähigkeit und die Korrosionsbeständigkeit senken könnten. Die üblicherweise eingesetzten reichen von 600 bis 780 °C. Für hochgekohlten Stahl (z. B. Messerschmiedewaren), bei
dem maximale Härte erwünscht ist, wird bei 250 °C eine Entspannung vorgenommen. Die Abkühlung nach dem Anlassen wird in ruhender Luft durchgeführt. ENTSPANNUNG Wärmebehandlung, die im Vergleich zu denjenigen, die für das Anlassen benutzt werden, bei niedrigeren Temperaturen durchgeführt wird, um eventuelle durch Kühlung nach dem Tempern verursachte Restspannungen zu
beseitigen oder die negative Wirkung des im festen Zustand im Material gelösten Wasserstoffs abzuschwächen.
Die Temperaturen variieren zwischen 150 und 300 °C und können in einigen Fällen 430 °C erreichen.
Dieser Vorgang muss unmittelbar nach Abschluss des Temperns, wenn die Temperatur der Werkstücke noch 60100 °C beträgt, durchgeführt werden. Für die Haltedauer kann man die für das Anlassen benutzten anwenden. Für die Kühlung werden bewegte oder ruhende Luft und in einigen Fällen Öl oder Polymere benutzt.
41
STAHL 1.4006 AUSGEGLÜHT X 500
Angedeutete Ausscheidung von Kohlenstoffen an
der Korngrenze
STAHL 1.4006 VERGÜTET X 200
Angelassenes Martensit
ROSTFREIER FERRITSTAHL
1.4016 - 1.4105 - 1.4106 MOD - ASI 430 FMo
Für diese Kategorie lassen sich die mechanischen Eigenschaften nicht durch Tempern erhöhen. Die wichtigste Behandlung, der sie unterzogen wird, ist Rekristallisationsglühen.
Dieser Stahl hat, egal welcher Temperatur er ausgesetzt wird, stets eine stabile ferritische Struktur.
REKRISTALLISATION
Für Ferritstahl durchgeführte Glühbehandlung, um eine Struktur mit gleichmäßiger Körnung zu erzielen. Dieser Prozess erfolgt gewöhnlich nach der Kaltverformung; stellt die Verformbarkeit wieder her und beseitigt die
durch das Walzen oder das Kaltziehen verursachte Kaltumformung der Matrize.
Die Rekristallisation ist unbedingt notwendig und muss eingeschoben werden, wenn mehrere Kaltumformungen vorgenommen werden müssen.
Die Haltedauer bei der zuvor festgelegten Temperatur beträgt pro Zoll an Stärke 1 Stunde, und die kontrollierte
Kühlung muss bei bis zu 300 °C erfolgen, anschließend kann an der Luft gekühlt werden.
Für Stahl mit hohem Chromgehalt (Cr% 20 ~) sind im Bereich zwischen 570 und 400 °C Haltedauern, auch nur kurze,
zu vermeiden, weil dadurch Brüchigkeit entstehen könnte. Sollte dieser ungewünschte Effekt auftreten, die Behandlung mit Schnellabkühlung bis 300 °C wiederholen. ASTM
405
409
430
430 F
442
446
42
NR.
1.4002
1.4512
1.4016
1.4104
…
1.4762 ~
REKRISTALLISATIONSTEMPERATUR °C
810 - 700
900 - 870
810 - 700
790 - 710
830 - 760
820 - 780
ABKÜHLUNG
Luft
Luft
Luft
Luft
Luft
Luft
TYPISCHE STRUKTUREN VON ROSTFREIEM FERRITSTAHL
Stahl 1.4016 ausgeglüht x 200; Ferritische Struktur
mit teilweiser Ausscheidung von Kohlenstoffen an
der Korngrenze
Stahl 1.4105 ausgeglüht x 100
Ferritische Struktur mit Korngröße 6-8
ROSTFREIER AUSTENITSTAHL
1.4301 - 1.4305 - 1.4307 - 1.4401 - 1.4404 - 1.4541 -1.4567 - 1.4570
Dieser Stahl eignet sich nicht zur Erhöhung der mechanischen Eigenschaften durch Tempern, kann nach Lösungsglühen
und plastischer Kaltverformung (z. B. Ziehen) aber gute Bruch-, Streck-, Dehnungs- und Zähigkeitswerte vorweisen. Die Werkstoffe aus dieser Familie weisen auch bei Raumtemperatur eine austenitische Struktur auf.
LÖSUNGSGLÜHEN Die Behandlung ist dem Tempern ähnlich, im Vergleich zu den für Vergütungsstahl benutzten werden aber viel höhere
Temperaturen angewandt. Die Temperatur ist normalerweise höher als 1000°C (die klassische Temperatur beträgt 1050 °C), so dass die Materialstruktur homogenisiert und die Kohlenstoffe in der Matrize verbreitet werden. Die Abkühlung erfolgt in der Regel
rasch durch Eintauchen in Wasser, um die Haltezeit im Bereich 450-850°C zu begrenzen, in dem häufig die auch
Sensibilisierung genannte Kohlenstoffausscheidung stattfindet.
Wenn die ausgeschiedenen Chromkarbide in der Schmiede-, Warmwalz- oder Schweißphase nicht wieder in die Lösung getaucht werden, um den richtigen Prozentsatz (mind. 12%) wieder herzustellen, hat dies den Verlust der
Rostbeständigkeit zur Folge. Die Ausscheidung der Karbide erfolgt im Bereich zwischen 450 und 850 °C. Durch das
Lösungsglühen nimmt der Stahl einen Zustand maximaler Enthärtung und optimaler Verformbarkeit an. Angesichts der hohen Temperatur, die sowohl am Rand als auch im Zentrum des Werkstoffs unerwünschte Wirkungen
erzielen kann, werden je 3 mm Stärke kurze Haltezeiten von 3-5 Minuten empfohlen. Das Lösungsglühen wird auch
zwischen zwei Kaltverformungsvorgängen wiederholt, um dem Material ohne die Bildung von Brüchen die Möglichkeit zu geben, erneut die Eignung zur Dehnung (Verformbarkeit) zu erlangen. 43
ASTM
LÖSUNGSGLÜH-TEMPERATUR °C
ABÜHLUNG
201, 202
1120 - 1010
Wasser
301, 302, 302B, 303
1120 - 1035
Wasser
304, 305, 308
1120 - 1010
Wasser
304L
1120 - 1010
Wasser
309, 309S
1120 - 1035
Wasser
310, 310S
1080 - 1035
Wasser
314
1120 - 1040
Wasser
316
1120 - 1035
Wasser
317
1120 - 1065
Wasser
316L, 317L
1105 - 1040
Wasser
321
1080 - 905
Wasser
347, 348
1100 - 980
Wasser
SENSIBILISIERUNG Sensibilisierungstemperatur
Hierbei handelt es sich um keine qualitativ hochwertige Wärmebehandlung, weshalb sie vermieden werden sollte. Sie
wird ausschließlich zu dem Zweck benutzt, die Neigung von nichtrostendem Stahl zur Korrosion an den Korngrenzen
nach einer Wärmebehandlung oder nach dem Schweißen zu überprüfen. Wie bereits beim Lösungsglühen erwähnt, kann die Chromverarmung zwischen 450 und 850 °C auftreten, wenn im
Stahl keine stabilisierenden Elemente (z. B. Nb, Ti) enthalten sind. Bei diesen Temperaturen werden die verschiedenen
Prüfungen durchgeführt. Die Prüftemperaturen für stabilisierten Stahl betragen zwischen 1250 und 1300 °C.
Um die Gefahr der Sensibilisierung zu senken, wird niedriggekohlter Stahl aus der Serie L “low carbon“ (C% < 0.03,
z. B. AISI 304L, 316L...) und mit Ti, Nb, Ta (z. B. AISI 321, 317) stabilisierter Stahl benutzt.
Ausscheidungsphase Chromkarbide
Sensibilisierungszeit
44
VERLAUF
der Ausscheidungserscheinung
von Chromkarbiden
abhängig vom
Prozentsatz
der in Austenitstahl
vorhandenen
Kohlenstoffe
ENTSPANNUNG
Diese Behandlung wird aus den genannten Gründen der Chromverarmung bei Temperaturen unter 450 °C für Austenitstahl durchgeführt. Die Anwärmtemperatur wird auf circa 350-430 °C gebracht, die Haltezeit hängt von der Stärke
ab, um einen Temperaturausgleich herzustellen, und anschließend findet die Abkühlung an der Luft statt. Das Ergebnis dieses Vorgangs besteht in der Beseitigung von Spannungen, die durch mechanische Bearbeitungen,
Kaltverformungen, Schweißen oder drastische Abkühlung übertragen wurden und um der Entstehung von Spannungskorrosion vorzubeugen. All diese Spannungen können, wenn sie nicht abgeschwächt werden, zur Rissbildung führen. In einigen Texten wird
der Ausdruck Entspannung bei 800-850 °C nach dem Schweißen benutzt, die Bezeichnung „Glühen“ ist jedoch
korrekter.
STABILISIERUNG
Ist der Entspannung ähnlich und hat dieselben Wirkungen, wird aber bei Temperaturen zwischen 900 und 800 °C
(klassische Temp. 885 °C) durchgeführt. Durch diese Behandlung wird die Ausscheidung der Chromkarbide verhindert
und maximale Korrosionsbeständigkeit von Austenitstahl erzielt.
Austenitische Strukturen Stahl 1.4301 gewalzt lösungsgeglüht
Stahl 1.4305 gewalzt lösungsgeglüht
Stahl 1.4307 gewalzt lösungsgeglüht
Stahl 1.4401 gewalzt lösungsgeglüht
Stahl 1.4567 gewalzt unbehandelt
Stahl 1.4541 gewalzt lösungsgeglüht
x200
Stahl 1.4541 gewalzt lösungsgeglüht
Struktur mit
Titancarbid. X500
Stahl 1.4401
Gewalzt lösungsgeglüht und anschl.
gezogen
Stahl 1.4404
gewalzt lösungsgeglüht und anschl.
gezogen
45
BEHANDLUNGEN VON NICHTROSTENDEM STAHL IN GEREGELTER ATMOSPHÄRE
Dabei handelt es sich um das oben beschriebenen Verfahren des Glühens und Lösungsglühens, die jedoch in Spezialöfen ausgeführt werden, deren Schutzatmosphäre von Inertgasen gebildet wird. Hierdurch wird die Oxidation verhindert, die sich in herkömmlichen Öfen mit Sauerstoffzirkulation bildet. Die von Wasserstoff gebildete Atmosphäre kann
die Brüchigkeit von Martensitstahl, vor allem des hochgekohlten verursachen, während diese Gefahr bei Austenitstahl
nicht besteht und bei Ferritstahl gering ist.
BEHANDLUNGEN FÜR DIE OBERFLÄCHENHÄRTUNG Randinduktionshärten kann nur für Martensitstahl erfolgen, die Vorgehensweise ist mit der für Kohlenstoffstahl
und legierten Stahl benutzten identisch. Einsatzhärten wird nicht empfohlen, weil die Korrosionsbeständigkeit durch die Zunahme von Kohlenstoff an der
Oberfläche abnimmt.
Angesichts des hohen Chromgehalts ist Nitrieren möglich, wobei Chromnitride entstehen, mit denen sich Härtewerte
bis 62-64 HRC erzielen lassen. Durch diese Härte wird der Verschleißwiderstand von rostfreiem Martensit-, Ferrit- und
Austenitstahl erhöht. Bei Martensitstahl wird Nitrieren auf zuvor vergütetem Werkstoff durchgeführt. Für Ferrit- und
Austenitstahl ist keine vorbereitende Wärmebehandlung erforderlich. Die Modalitäten sind denjenigen, die für legierten Stahl benutzt werden, ähnlich. Für Ferrit- und Austenitstahl ist bekannt, dass die Härtung auch durch kontrollierte Kaltumformung mit Hilfe von plastischer Kaltverformung, Ziehen, Walzen, Rollen, Kugelstrahlen oder Sandstrahlen erfolgen kann. Abscheide-Behandlungen (PVD Physical Vapour Deposition = physikalische Abscheidung
aus der Dampfphase und die weniger häufig benutzte CVD Chemical Vapour Deposition = chemische Abscheidung
aus der Dampfphase) haben die Aufgabe, die Oberflächenhärte zu erhöhen, Reibung zu verhindern und optimalen
Verschleißwiderstand zu erzeugen. Nr.
1.4301
1.4401
1.4021
1.4057
ASTM
(304)
316
420A
431
•
•
•
•
Durchführbarkeit
[]
◊
[]
◊
[]
◊
[]
◊
• PVD-Beschichtung mit Überzugs-
temperatur (Schicht) von 420-450 °C TiN, TiCN
Schichtdicken von 2 bis 5 µm
[] PVD-Beschichtung mit Überzugs- Schichtdicken von 2 bis 5 µm
temperatur von 280 °C
◊ PVD-Beschichtung mit Überzugs-
Schichtdicken von 2 bis 5 µm
temperatur von 280 °C
◊ CVD-Beschichtung mit Überzugs-
temperatur von 90 bis 130 °C
46
Schichtdicken von 6 bis 10 µm
ORIENTIERUNGSPARAMETER
Stärke
Geschwindigk.
mm
mm / s
6
86
13
42
25
21
51
9
76
7
102
3
FÜR PLASMASCHNEIDEN VON NICHTROSTENDEM STAHL
Düsendurchm.(1)
Stromstärke
Leistung
mm
A
kW
3.02
300
60
3.02
300
60
4.00
400
80
4.08
500
100
4.08
500
100
4.08
500
100
(1)
Die Leistung des Plasmagases hängt vom Düsendurchmesser und vom benutzten Gas ab und variiert von 47 dm3/
Min
Für Durchmesser von 3,02 mm bis 94 dm3/Minute für Durchmesser von 4,08 mm.
In der Regel werden Gase wie Stickstoff und Argon mit Wasserstoffzusätzen bis 35% benutzt. 47
OBERFLÄCHENBEHANDLUNGEN Alle warm durchgeführten Vorgänge (Schmieden, Walzen, Schweißen, Wärmebehandlungen) verursachen Oberflächenoxidation an Kohlenstoffstahl, legiertem und rostfreiem Stahl. Die gemeinhin “Zunder” genannte Oxidschicht muss entfernt werden, weil sie in der Gesenkschmiede- und Ziehphase Probleme bereitet und vor allem die Korrosionsbeständigkeit verschlechtern kann.
Die bekanntesten Reinigungssysteme sind Säurebeizen, Beizen mit geschmolzener Soda, Sandstrahlen und Schruppen.
ENTFETTUNG Vor Beiz- und Schweißvorgängen müssen Fette oder an der Materialoberfläche vorhandene Schmierstoffe unbedingt
beseitigt werden. Diese beispielsweise beim Tiefziehen und Ziehen verwendeten Verbindungen können mit Kohlenstofftetrachlorid, Trichloräthylen oder Alkalimischungen und feinen Schleifpulvern entfernt werden. Nach der Entfettung muss sorgfältig abgespült werden. SANDSTRAHLEN Diese Technik wird bei nichtrostenden Stahlerzeugnissen, außer bei einigen geschmolzenen oder geschmiedeten Stücken mit sehr fest haftenden Schuppen, selten angewendet. Wenn dieser Vorgang unbedingt notwendig ist, muss sehr feiner Sand oder Kies benutzt und danach eine Dekontaminations-Passivierungsbehandlung durchgeführt werden. SÄUREBEIZEN
Vor dem Beizen muss eine sorgfältige Reinigung durchgeführt werden, um mit Hilfe geeigneter Bäder sämtliche Spuren unlöslicher Stoffe zu beseitigen. Als Beispiel führen wir einige an.
Ferrit- und Martensitstahl in geglühtem Zustand
Bad bei 50 - 60 °C oder bei Raumtemperatur, aber mit sehr langen Eintauchzeiten:
Salpetersäure 52 % (36° Bé)
100 Liter Fluorwasserstoffsäure 65 % 10 Liter
Wasser
900 Liter
Für schnelles Beizen oder Materialien, die sich schwierig reinigen lassen, ist ein Bad bei einer Temperatur nahe des
Siedepunktes möglich:
Soda 20 %
Gewichtsabhängig
Kaliumpermanganat 5%
Gewichtsabhängig
Wasser 75 %
Gewichtsabhängig
48
Niedriggekohlter Austenitstahl
Bad bei 50 - 60 °C oder bei Raumtemperatur, aber mit sehr langen Eintauchzeiten:
Salpetersäure 52 % (36° Bé)
100 Liter
Fluorwasserstoffsäure 65 % 20 Liter
Wasser
900 Liter
Wenn Korngrenzenkorrosionsgefahr besteht, ist es üblich die Werkstoffe so kurz wie möglich im Beizbad zu lassen.
BEIZEN MIT GESCHMOLZENER SODA Wird manchmal vor dem Säurebeizen durchgeführt, um die Beseitigung von Zunder zu erleichtern.
A) 15 Minuten lang in das auf 450 °C erwärmte Bad aus geschmolzener Soda mit Zusatz von Natriumnitrat oder
Kaliumnitrat (5 - 20%) tauchen. Nach der Eintauchzeit sofort und energisch in Wasser abkühlen, anschließend zum
Säurebeizen übergehen. B) Einige Minuten lang in das auf 370 - 380°C beheizte Bad aus geschmolzener Soda mit Zusatz von Natriumhydrid
(1-2%) tauchen. Nach der Eintauchzeit sofort und energisch in Wasser abkühlen, anschließend zum Säurebeizen
übergehen.
DEKONTAMINATION/ PASSIVIERUNG Erfolgt meistens, indem die rostfreien Stahlerzeugnisse in Salpetersäure getaucht werden. Die wenigen verunreinigenden Rückstände sind hauptsächlich auf Abrieb mit nicht rostfreiem Stahl, Kaltschneiden,
Eisenbürsten und Schleifscheiben zurückzuführen. Die Säure hat die Eigenschaft, diese verunreinigenden Partikel, die
häufig zu lokaler Korrosion führen, zu lösen. Für Kaltumformungen, bei denen Eisenrückstände abgegeben werden können, ist bei einer Eintauchzeit von einigen
Stunden ein wie folgt zusammengesetztes Dekontaminationsbad bei Raumtemperatur möglich: Salpetersäure 52% (36? Bé)
Liter 250
Wasser
Liter 750
Sorgfältig abspülen
Bei rostfreiem Stahl mit Schwefelzusatz wird diese Behandlung nicht empfohlen und durch Reinigung mit Spezialpasten ersetzt. Muss, falls notwendig, unmittelbar nach dem Beizen und Abspülen oder nach einem Poliervorgang durchgeführt
werden. Für das Eintauchen des Materials kann dasselbe Bad, das bei der Dekontamination beschrieben ist, benutzt
werden.
49
50
PASSIVIERUNG
Chemische Behandlungen mit Salpetersäurelösungen, die für die unterschiedlichen Typen von rostfreiem Stahl empfohlen werden. Passivierung, Auszug aus ASTM A 967
EN
UNS
1.4372
1.4373 ~
1.4310 ~
1.4310 ~
1.4301 ~
1.4567
1.4315 ~
1.4303 ~
1.4303 ~
1.4828 ~
1.4842 ~
1.4841
1.4401
1.4404
1.4401 ~
1.4541
S20100
S20200
S30100
S30200
S30400
S30430
S30451
S30500
S30800
S30900
S31000
S31400
S31600
S31603
S31609
S32100
1.4002 ~
1.4512 ~
1.4001 ~
1.4016
1.4113
1.4526 ~
1.4749 ~
S40500
S40900
S42900
S43000
S43400
S43600
S44600
1.4305
S30300
NITRIC 1
NITRIC 2
AustenitiSCH
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
FerritiSCH
•
•
•
•
•
bessere verarbeitbarkeit
•
S30330
•
S30360
•
S34720
•
1.4104
S43020
S44020
•
•
1.4000 ~
1.4006
1.4005
1.4021
1.4057
1.4112
1.4125
S40300
S41000
S41600
S42000
S43100
S44003
S44004
•
•
•
•
•
•
•
1.4460 ~
S32900
1.4542
1.4568
S17400
S17700
S35500
NITRIC 1
NITRIC 2
NITRIC 3
NITRIC 4
NITRIC 3
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
NITRIC 4
•
•
•
•
•
•
•
MartensiTISCH
•
•
•
•
•
Duplex
•
ausscheidungshärter
•
•
•
•
•
•
•
20 - 25%-ige Salpetersäurelösung und 2,5% + 0,5 gewichtsabhängiges Natriumdichromat.
Eintauchzeit mindestens 20 Minuten bei einer Temperatur von 49 bis 54 °C.
20 - 45%-ige Salpetersäurelösung. Eintauchzeit mindestens 30 Minuten bei einer Temperatur von 21 bis 32 °C.
20 - 25%-ige Salpetersäurelösung. Eintauchzeit mindestens 20 Minuten bei einer Temperatur von 49 bis 60 °C.
45 - 55%-Salpetersäurelösung. Eintauchzeit mindestens 30 Minuten bei einer Temperatur von 49 bis 54 °C.
51
KORROSION
Außer Gold und Platin werden alle Metalle in ihrem Primärzustand aus Mineralien mit verschiedenen chemischen
Verbindungen gewonnen. Die meisten dieser Metallverbindungen verändern sich bei Kontakt mit Wasser, Dampf oder
Luft und neigen dazu, zu ihrem ursprünglichen Zustand zurückzukehren.
Legierungen, die eigens entwickelt worden sind, um sich dieser Veränderung zu widersetzen, werden nichtrostender
Stahl mit Passivierungsvermögen bei Kontakt mit einem Oxidans genannt. Die Passivierung ist eine hauchdünne, ziemlich fest haftende Oxidschicht (~ 0,01 Mikron), die sich von selbst an
der Oberfläche bildet, das Fortschreiten der Korrosion verzögert und das Grundmetall rostfreier Stahlerzeugnisse
schützt. Eines der wichtigsten chemischen Elemente für die Bildung der Oxidschicht ist Chrom, ein Element, das den
rostfreien Stahl auszeichnet. Seine wichtigste Fähigkeit besteht darin, trockener (Oxidation) und feuchter chemischer
Beanspruchung (Korrosion) zu widerstehen, und zwar sowohl bei Raumtemperatur als auch bei hohen Temperaturen.
Wird die Oxidschicht wegen einer falschen Wahl des Materialtyps hinsichtlich der Arbeitsbedingungen angegriffen,
tritt Korrosion auf.
Passivierung: Eigenschaft einiger Metallelemente und -legierungen (nichtrostender Stahl), an der Oberfläche zu
oxidieren; der dünne Film schützt das Grundmetall vor Korrosion. Korrosion: Chemisch-physikalisches Phänomen, das in der Einwirkung äußerer Faktoren auf Metallmaterialien besteht.
Auch bei galvanischen Behandlungen kann Korrosion durch Berührung von Materialien mit unterschiedlichen elektrochemischen Eigenschaften oder unter Spannung ausgelöst werden. Die kombinierte Wirkung einer korrosiven Umgebung und mechanischer Beanspruchung in Zugrichtung führt zu Materialbruch.
EINHEITLICHE KORROSION
Wie man dem Namen entnehmen kann, tritt diese Korrosionsart durch einen gleichmäßigen Materialverlust auf der
gesamten Oberfläche auf. Die Auswirkung wird in der Regel als Gewichtsverlust pro Stunde in Gramm pro Quadratmeter oder Dickeverlust in mm pro Jahr gemessen. Auf der Grundlage von Labor- und Forschungstests kann die Lebensdauer der Werkstücke in einer bestimmten korrosiven Umgebung und für die unterschiedlichen Stahltypen berechnet
werden. Diese Korrosionsart tritt bei rostfreiem Stahl aber eher selten auf. SPALTKORROSION - CREVICE
Tritt in “sauerstoffarmen” Bereichen und bei Vorhandensein aggressiver Stoffe auf. Die auch „crevice corrosion“
genannte Spaltkorrosion erfolgt bei Kontakt von Lösungen, die Chlor-Ion enthalten. Innerhalb ganz enger, durch Oberflächenkontakt zwischen verschiedenen Fabrikaten erzeugter Räume staut sich die eingedrungene Flüssigkeit und löst
die Korrosion aus. Pitting (Grübchenbildung)
Tritt lokal auf, und der größte Teil der Oberfläche bleibt unversehrt.
Diese Korrosionsart entwickelt sich in der Tiefe und kann in Extremfällen Werkstoffe mit geringer Stärke durchbohren.
Die Entwicklung dieser Korrosion kann wegen ihres punktuellen Charakters nicht durch Gewichtsabnahme gemessen
werden. 52
Lochfraßkorrosion tritt in Lösungen mit eisenhaltigen Halogenen auf, vor allem mit löslichem Chlorid, Bromid und Jodid von Schwermetallen, die dazu neigen den passiven Oxidfilm zu entfernen und die Oberfläche wieder in den aktiven
Zustand zu versetzen, wodurch die Korrosion die Möglichkeit erhält, den Werkstoff anzugreifen. Dieser negative Effekt
ist irreführend und gefährlich, weil er bei der Sichtprüfung übersehen werden kann. Seine Wirkung entwickelt sich unter zwei Umständen:
1) Inkubation, bei der die aggressiven Ionen den passiven Film anfressen;
2) Wachstum der Grübchen aufgrund von Autokatalyse.
KORNGRENZENKORROSION Sehr gefährliche Korrosion, die nicht stabilisierten Austenitstahl und nicht niedriggekohlten Stahl gefährdet.
Die individuelle Kohäsion der Körner wird durch Korrosion beschädigt, die sich nach und nach entlang ihrer Grenzen
entwickelt und ihr Haftvermögen schwächt. Dieser Schaden wird durch Strukturänderungen des Stahls verursacht und
tritt während des Anwärmens (bei 400 bis 900 °C, wo die Karbidausscheidung an den Korngrenzen auftreten kann)
in der Betriebsphase oder bei Vorgängen wie zum Beispiel dem Schweißen auf. Um von dieser Korrosion verschont zu
werden, muss Austenitstahl immer bei 1.150-1.000 °C, der Temperatur, bei der sich die Karbide auflösen, lösungsgeglüht werden. Für Teile, die über einen längeren Zeitraum Temperaturen von 400-900 °C ausgesetzt sind, ist ausschließlich stabilisierter Austenitstahl mit Zusätzen von Titan und Niob oder niedriggekohlter Strahl zu verwenden. ELEKTROLYTISCHE KORROSION Tritt in Erscheinung, wenn ein als Kathode dienendes Element aus rostfreiem Stahl mit verunreinigenden Metallen oder
einem anderen, weniger edlen Metall (z. B. Aluminium, Zink etc.) innerhalb eines ausreichend aggressiven Elektrolyts
(z. B. Meeresambiente) in Berührung kommt. Galvanische Bedingungen entwickeln sich leichter, wenn das Verhältnis
zwischen den in Kontakt stehenden Oberflächen höher ist, d.h. je größer die Oberfläche von rostfreiem Stahl (Kathode) im Vergleich zu derjenigen des nicht so edlen Metalls (Anode) ist. SPANNUNGSKORROSION ODER SPANNUNGSRISSKORROSION Wirkt durch Entstehung dünner Risse, die in die Tiefe der Stahlmatrize dringen. Die Risse können sich über den gesamten Querschnitt des Werkstücks entwickeln.
Tritt bei ständigem Vorhandensein eines korrosiven Stoffes und bei Spannung (in Zugrichtung) an der Komponente auf.
Diese Korrosionsart entsteht zum Beispiel durch innere Spannungen, die durch Kaltverformungen oder statische Beanspruchung intensiviert werden. Typische Umgebungen, die diese Korrosion verursachen können, sind diejenigen mit
starken Alkalilösungen und chloridhaltigen Lösungen.
Unter bestimmten Bedingungen können auch Wasser und Dampf eine ähnliche Wirkung haben. Die Korrosion unter Spannung entsteht am häufigsten bei rostfreiem Austenitstahl und bei vergütetem Martensitstahl.
Ferritstahl und Duplexstahl reagieren nicht so empfindlich auf diesen negativen Effekt. ATMOSPHÄRISCHE KORROSION Von atmosphärischem Kondenswasser auf der Metalloberfläche verursachte Korrosion. 53
KONTAKTKORROSION
Lokal begrenzte Korrosion, die in dem Bereich auftritt, in dem zwei verschiedene Materialien miteinander in Berührung
kommen.
TROCKENKORROSION Korrosion eines Metallmaterials, die bei hohen Temperaturen ohne Wasser oder ein anderes Lösungsmittel auftritt.
KAVITATION Auf die Einwirkung von Gas oder Flüssigkeit in Bewegung zurückzuführender Oberflächenfehler. Kavitationsschäden
werden beschleunigt, wenn das Gas oder die Flüssigkeit schnellen Druckänderungen unterliegt. KORROSIONSKRATER
Hohlraum an der Oberfläche mit einer Tiefe, die seinen Quermaßen entspricht. RISSKORROSION UNTER SPANNUNG, DIE DURCH WASSERSTOFF VERURSACHT WIRD
Durch Korrosionserscheinungen verursachter Riss, der bei durch Wasserstoff bedingtem Druck auftritt. SPANNUNGSKORROSION
Beinhaltet sowohl die Korrosion durch Selbstspannung als auch die Korrosion unter Beanspruchung. 54
EINIGE KORROSIONSABBILDUNGEN
Einheitlich
Schweißung mit Spalt
Pitting
Korngrenze
Galvanisch
Unter Spannung
55
INSTANDHALTUNG DER OBERFLÄCHEN
[Aus Inox-Zentrum - Italienische Vereinigung für die Entwicklung von rostfreiem Stahl]
KALKABLAGERUNGEN Um von Wasser hinterlassene Kalkablagerungen zu beseitigen, benutzen Sie eine Mehrzweck-Reinigungscreme
und ein weiches Tuch. Dickere Ablagerungen können durch Einweichen in eine Lösung aus sehr heißem Wasser
mit ¼ Essig gelöst werden. Reichlich mit einer Lösung aus Wasser und Natriumbicarbonat und anschließend mit
sauberem Wasser abspülen. Sorgfältig trocknen. ÖL- UND FETTFLECKEN
Ein sanftes Reinigungsmittel in sehr heißem Wasser benutzen. Mit reichlich sauberem Wasser abspülen und mit
einem Tuch abtrocknen. Für hartnäckigere Flecken Äthylalkohol, Aceton oder ein anderes, nicht halogeniertes
Lösungsmittel benutzen.
ABDRÜCKE Ein sanftes Reinigungsmittel mit Wasser benutzen oder alternativ leicht mit einem weichen Tuch (z. B. Mikrofaser)
und Glasreiniger abreiben. BRANDFLECKEN Ein Tuch mit Mehrzweck-Reinigungscreme für den Haushaltseinsatz benutzen. Unter fließendem Wasser abspülen
und mit einem weichen Tuch abtrocknen.
KAFFEE- ODER TEEFLECKEN Eine Lösung aus Natriumbicarbonat und kochend heißem Wasser vorbereiten. Den befleckten Behälter 15 Minuten
lang darin einweichen, abtropfen lassen, sorgfältig abspülen und mit einem weichen Tuch abtrocknen. OBERFLÄCHLICHE KRATZER Spezialreiniger/Politur für rostfreien Stahl mit einem weichen Tuch benutzen.
HARTNÄCKIGER SCHMUTZ UND EINGEBRANNTES FETT Ein Tuch mit Mehrzweck-Reinigungscreme für den Haushaltseinsatz benutzen.
ROSTFLECKEN (Verunreinigung)
Rostflecken können nicht durch die Korrosion von rostfreiem Stahl, sondern durch alltägliche Gebrauchsgegenstände aus gewöhnlichem Stahl verursacht werden, die längere Zeit auf der Oberfläche aus rostfreiem Stahl liegen
gelassen werden oder Eisenpartikel übertragen können. Um diese Flecken zu beseitigen, leicht mit einem weichen,
angefeuchteten Tuch und Reinigungscreme abreiben. Sollte sich der Fleck nicht entfernen lassen, ein spezielles
Passivierungs- oder Beizmittel für rostfreien Stahl anwenden.
56
NICHT BENUTZEN: Metallwolle, Bürsten oder aus anderen Metallen oder Legierungen (z. B. gewöhnlicher Stahl,
Aluminium, Messing etc.) hergestellte Schleifscheiben oder Werkzeuge, die zuvor für die Bearbeitung oder Reinigung von anderen Metallen oder Legierungen benutzt worden sind, die außer die Oberfläche zu verkratzen auch
unästhetische Ränder verursachen würden.
Metallwolle und Bürsten aus rostfreiem Stahl sind kompatibel, da sie die Oberfläche nicht verunreinigen. Um eventuelle Kratzer zu vermeiden, sollte man aber trotzdem vorsichtig sein. NICHT BENUTZEN: Chlorwasserstoffsäure (Salzsäure). Auch der zum Beispiel durch das Wischen von Böden
entstehende Kontakt mit Dämpfen von Chlorwasserstoffsäure sollte vermieden werden. Im Allgemeinen sollten für
Inoxstahl, außer für kurze Zeiträume und wenn der Stahl danach gründlich abgespült wird, keine Reinigungsmittel
mit Chloriden benutzt werden. Keine Chlorlaugen benutzen. NICHT BENUTZEN: Scheuerpulver, die das Aussehen der Oberflächenbearbeitung (zum Beispiel Satinierung)
beschädigen könnten.
NICHT BENUTZEN: Stoffe, die normalerweise für die Reinigung von Silber benutzt werden. 57
LAGERUNG
Fast alle Lager vertreiben unterschiedliche Qualitäten von Materialien aus Metall, Kohlenstoff und legierten bis
hin zu rostfreien Materialien. Unter diesen Bedingungen sind Methoden erforderlich, die zur Vermeidung aller
Beschädigung der Erzeugnisse geeignet sind. Die häufigsten Fehler werden durch mechanische Schäden und Rost
verursacht.
1) Um Kratzer oder Druckstellen, sowie Kontakt zu nicht rostfreiem Material zu verhindern, sollten rostfreie Stahlerzeugnisse möglichst durch Kunststoffbeschichtungen geschützt werden. Diese Technik ermöglicht die Erhaltung
der im Herstellungsbetrieb ausgeführten Bearbeitungs- und Polierwerte.
2) Um direkte Verunreinigung durch Kontakt oder durch Ablagerung von „Eisenpulver“ zu verhindern, müssen die
unterschiedlichen Metalltypen zumindest nach Zugehörigkeit (z. B. Kohlenstoff mit Kohlenstoff, Austenit mit
Austenit) gelagert werden.
3) Gabeln, Ketten, Wagen etc. müssen mit Gummi, Kunststoff oder Holz beschichtet sein. Hebezeug muss aus
Stoffseilen oder -gurten und nicht aus Stahlketten bestehen. Werkzeuge, Scheren, Hebebühnen, Pressen und
alle Geräte, die mit Kohlenstoffstahl in Berührung gekommen ist, müssen vor dem Einsatz mit nichtrostendem
Stahl von verbleibenden Eisenpartikeln gesäubert werden.
4) Bleche und Stangen aus rostfreiem Stahl dürfen nicht mit fettverschmutzten Sohlen oder mit Sohlen getreten
werden, an denen Metallpulver anderer Stahlkategorien haftet.
5) Werden bei der Erstellung von Stapeln Umreifungsbänder aus Kohlenstoffstahl benutzt, müssen diese isoliert
werden und dürfen nicht mit der Oberfläche des rostfreien Materials in Kontakt kommen.
58
Empirische Formeln
zur Einteilung der Stahlsorten nach ihrem Mikrogefüge
Die in Tab. C.1 angegebenen Formeln werden für die Charakterisierung der Stahlsorten und ihre Einteilung in Gruppen
vewendet.Sie könnten aktualisiert und an andere gebräuchliche Formeln angepasst werden. Die üblichen Gruppen
für Ferrit, Martensit und Austenit werden durch die Übergangsgruppen vervollständigt, die fett gedruckt angegeben
sind. Die Basis bildet die mittlere
MS Ferritisch - Martensitscher
ÜbergangsbereichWalker-Gooch
MNA
Martensit-Zahl auf der Basis
von Md30 Angel-Nohara
MNK
Martensit-Zahl auf der Basis
des WRC-1992 Diagramms
Kotecki-Siewert
MS
Austenitisch - Martensitischer
Übergangsbereich SINTEF
Welding handbook 1997
SM
Erstarrungsart auf der Basis
des WRC-1992
Diagramms Kotecki-Siewert
FNA
Ferrit-Zahlauf der Basis des
vervollständigten
Schaeffler /de Long Diagramms
ASME III div. 1 NB-2433
MS = 540 - 497C - 6,3Mn - 10,8Cr - 36,3Ni - 46,6Mo
MNA = 551 - 462(C+N) - 9,2Si - 8,1Mn - 13,7Cr 29(Ni+Cu) - 18,5Mo - 68Nb
MNK = 25 - F - 0,90A
MNK = 21 - 0,90F - A
für Mn = max 2,4%
MNK = 13 - 0,42F - 1,3A
für Mn = 2,5 - 6,9%
mit:
für Mn = min 7,0%
F = Cr + Mo + 2Ti + 0,7Nb
A = 35C + 20N + Ni + 0,25Cu
MS = 502 - 810C - 13Mn - 1230N - 12Cr - 30Ni 46Mo - 54Cu
SM = F - 1,3A - 2,0
mit:
F = Cr + Mo + 2Ti + 0,7NbA = 35C + 20N + Ni +
0,25Cu
FNA = 3,34F - 2,46A - 28,6
für FNA = max 5,9
FNA = 4,44F - 3,39A - 38,4
für FNA = 6,0 -11,9
FNA = 4,06F - 3,23A - 32,2
für FNA = min 12
mit:
F= 1,5Si + Cr + Mo + 2Ti + 0,5Nb
A= 30C + 0,5Mn +30N + Ni + 0,5Cu + 0,5Co
IMP
Intermetallische Verbindungauf IMP = F - 0,23A - 20,2
der Basis von FNA
IMP = F + 1,25A - 32,8
Äquivalenten und
SINTEF Welding handbook 1997
PRE
WirksummeHerbsleb (30N)
-Truman (16N)
PRE = Cr + 3,3Mo + 16N
PRE = Cr + 3,3Mo + 30N
Ferritisch
FM = (A - 1,2) / (F - 8)
FM
Ferritisch - Martensitiscer Bereich fur
F = min 8mit:
im
= 1,5Si + Cr + Mo + 2Ti + 0,5NbA = 30C + 0,5Mn +
Schaeffler / de Long-Diagramm F30N
+ Ni + 0,5Cu + 0,5Co
Ferritisch falls:
FM = 0,00 - 0,30
Martensitisch
Anwendungsbereich
Ferritisch - Martensitischfalls:
FM = 0,30 - 1,0
Martensitisch falls:
FM = 1,00 - 4,00
Martensitisch falls:
MS = 100 - 300
Austenitisch-Martensitischfalls: MNA = 100 - 300
Metastabil austenitischfalls:
MNA = 0 - 100
oder MNK = (-2) – 0
Austenitisch
Formeln und Parameter
Duplex
Gefügestruktur
Austenitisch falls:
MS = (-1000) - (-10)
Voll austenitisch
falls:
SM = (-30) - (-4)
Austenitisch falls:
FNA = (-40) - 20
Austenitisch-Ferritisch
(Duplex) falls:
FNA = 30 – 50oder
SM = 8 - 15
für A = min 8,7
für A = max 8,6
anfällig für die Bildung von IMP
falls: IMP = 4 - 10
am häufigsten
gebrauchte Formel für
super-austenitisch/
duplex/ferritisch
auch für austenitische
Stähle mit Mo > 3%
beständig
falls: PRE = 40 - 60
Norm EN 10088-1: 2005 (E) Tabellen C.1
59
ÜBERGANGSKURVEN
Die Grafik schematisiert das Festigkeitsverhalten in Joule (Arbeitskraft), das durch Kv-Kerbschlagzähigkeit bei unterschiedlichen Temperaturen und für die drei Familien rostfreien Stahls bestimmt wird. Kerbschlagzähigkeit
Dokumentation Inox-Zentrum
Temperaturen °C
MECHANISCHE EIGENSCHAFTEN EINIGER AUSTENITSTÄHLE BEI UNTERSCHIEDLICHEN TEMPERATUREN
TYP ASTM
PROBE BEI °C
Rp0.2 MPA / N/mm2
R MPa / N/mm2
A%
C%
304
304
304
304L
304L
304L
310
310
310
347
347
347
24
-195,5
-254
24
-195,5
-254
24
-195,5
-254
24
-195,5
-254
227
393
439
193
241
233
310
585
796
241
284
313
586
1416
1685
586
1340
1516
658
1085
1223
620
1282
1450
60
43
48
60
42
41
60
54
56
50
40
41
70
45
43
60
50
57
65
54
61
60
32
50
Die Temperaturen -195,5 °C und -254 °C werden als kryogen bezeichnet (Quelle Key to Steel)
KERBSCHLAGZÄHIGKEITSTESTS AN KV-PROBEN
TYP ASTM
304
304L
310
347
60
24 °C
209
160
192,5
163
ABSORBIERTE ENERGIE (J)
-195,5 °C
118
91
121
89
-254 °C
122
91
117
77
Normenvergleich
TRAFITEC
EN
USA
USA
CHINA
RUSSLAND
GOST
JAPAN
INDIEN
JIS
IS
KOREA
UNS
AISI
GB
m 1.4005
X12CrS13
S41600
416
Y1Cr13
m 1.4006
X12Cr13
S41000
410
1Cr12
12Ch13
SUS 410
X12Cr12
STS 410
f 1.4016
X6Cr17
S43000
430
1Cr17
12Ch17
SUS 430
X07Cr17
STS 430
m 1.4021
X20Cr13
S42000 420A
2Cr13
20Ch13
SUS 420J1
m 1.4028
X30Cr13
420B
3Cr13
30Ch13
SUS 420J2
m 1.4031
X39Cr13
4Cr13
(40Ch13)
m 1.4034
X46Cr13
m 1.4034
1.4034 DE
m 1.4035
420C+S
m 1.4057
X17CrNi16-2
S43100
431
1Cr17Ni2
m 1.4104
X14CrMoS17
S43020
430F
Y10Cr17
SUS 430F
STS 430F
f 1.4105
X6CrMoS17
f (1.4105)
AISI 430FMo
f (1.4106)
1.4106 MOD
m 1.4112
X90CrMoV18
90Cr18MoV
SUS 440B
STS 440B
420C
SUS 416
KS
STS 416
STS 420J1
(X30Cr13)
STS 420J2
(X40Cr13)
(4Ch13)
(420C)
S44003 440B
14Ch17N2
m 1.4116
X50CrMoV15
m 1.4122
X39CrMo17-1
m 1.4125
X105CrMo17
S44004 440C
108Cr17
95Ch18
a 1.4301
X5CrNi18-10
(304)
0Cr18Ni9
07Ch18N10
a 1.4305
X8CrNiS18-9
303
Y1Cr18Ni9
12Ch18N10E
a 1.4306
X2CrNi19-11
(304L)
022Cr19Ni10
(03Ch18N11)
00Cr19Ni10
03Ch18N11
1Cr17Ni7
07Ch16N6
(S23043)
03Cr23N6
0Cr17Ni12Mo2
(7Cr17)
50Ch14MF
SUS 431
15Cr16Ni2
STS 431
(SUS 440A)
40Ch16M
S30300
a 1.4307
X2CrNi18-9
a 1.4310
X10CrNi18-8
S30200
d 1.4362
X2CrNiN23-4
S32304
302
SUS 440C
(X108Cr17Mo)
STS 440C
X04Cr19Ni9
SUS 303
STS 303
X02CrNi19-10
X02Cr19Ni10
SUS 302
X07Cr18Ni9
STS 302
STS 316
a 1.4401 X5CrNiMo17-12-2 S31600
316
08Ch17N13M2
SUS 316
X04Cr17Ni12Mo2
a 1.4404 X2CrNiMo17-12-2 S31603
316L 022Cr17Ni12Mo2 03Ch17N13M2
SUS 316L
X02Cr17Ni12Mo2 STS 316L
a 1.4435 X2CrNiMo18-14-3 (S31603) (316LMo) 00Cr18Ni15Mo3
03Ch17N14M3 (SUS 316L) (X02Cr17Ni12Mo2) (STS 316L)
d 1.4462 X2CrNiMoN22-5-3 S31803
02Ch22N5AM2 (SUS 329J3L)
a 1.4541
X6CrNiTi18-10
a 1.4567 X3CrNiCu18-9-4
S32100
(S22453)
321
S30430 304Cu
0Cr18Ni11Ti
06Cr18Ni9Cu3
06Ch18N10T
SUS 321
SUS XM7
(STS 329J3L)
X04Cr18Ni10Ti
STS 321
STS XM7
a 1.4570 X6CrNiCuS18-9-2 (S30331) (303K)
a 1.4571 X6CrNiMoTi17-12-2 S31635 316Ti 06Cr17Ni12Mo2Ti 08Ch17N13M2T SUS 316Ti X04Cr17Ni12Mo2Ti STS 316Ti
m = martensitisch
f = ferritisch
a = austenitisch
d = duplex
61
BEFESTIGUNGSELEMENTE (Gemäss en iso 3506-1:2009)
Teil 1 Teil 2 Teil 3 Teil 4
Bolzen, Schrauben Muttern
und Stiftschrauben
Gewindestifte keinem Zug unterliegend
Selbstschneidende
Schrauben
Chemische Analyse %
GRUPPE
A
Austenitisch
C
Martensitisch
F Ferritisch
QUALIT.
C
A1
< 0,12
A2
< 0,1
A3
< 0,08
A4
< 0,08
A5
< 0,08
C1
0,09-0,15
C3
0,17-0,25
C4
0,08-0,15
F1
< 0,12
SI
<1
<1
<1
<1
<1
<1
<1
<1
<1
MN
< 6,5
<2
<2
<2
<2
<1
<1
< 1,5
<1
P
< 0,20
< 0,050
< 0,045
< 0,045
< 0,045
< 0,050
< 0,040
< 0,060
< 0,040
S
0,15-0,35
< 0,030
< 0,030
< 0,030
< 0,030
< 0,030
< 0,030
0,15-0,35
< 0,030
CR
MO
NI
CU
ANM
16-19 < 0,7
5-10 1,75-2,25 b)c)d)
e)
f) g)
15-20
8-19
<4
e)
h)
17-19
9-12
<1
g) i)
16-18,5 2-3
10-15
<1
h) i)
16-18,5 2-3 10,5-14
<1
i)
11,5-14
<1
16-18
1,5-2,5
b) i)
12-14 < 0,6
<1
e)
15-18
<1
b) Schwefel kann durch Selen ersetzt werden c) Ist der Nickelgehalt niedriger als 8%, muss der Mindestgehalt an Mangan 5% betragen d) Unter der Bedingung, dass der Nickelgehalt höher als 8% ist, besteht keine Mindestgrenze für den Kupfergehalt
e) Nach Ermessen des Herstellers kann Molybden vorhanden sein f)Wenn der Chromgehalt niedriger als 17% ist, muss der Nickelgehalt höher als 12% sein
g) Bei Austenitstahl mit Kohlenstoff von max. 0,03% kann ein Stickstoffgehalt von max. 0,22% vorhanden sein
h) Mit Titan oder mit Niob stabilisiertes Material i) Zur Erzielung bestimmter mechanischer Eigenschaften ist ein höherer Kohlenstoffgehalt zulässig, er darf für Austenitstahl
aber nicht höher als 0,12% sein
Empfohlene Stahlarten
A1
A2
A3
A4
A5
C1
C3
C4
F1
EN
1.4305
1.4567
1.4541
1.4401
1.4571
1.4006
1.4057
1.4005
1.4016
AISI
303
304Cu
321
316
316Ti
410
431
416
430
Spreizdübel Typ C1
62
FERTIGUNGSTECHNIK
Drehen
Gesenkschmieden warm/kalt, Rollen
Drehen
Gesenkschmieden warm/kalt, Rollen
Drehen
Drehen, Gesenkschmieden, Rollen
Drehen, Stauchen/Rollen kalt
Drehen
Gesenkschmieden warm/kalt, Rollen
VERWENDUNG
Schrauben aus Holz, Metall, selbstschneidend, Muttern
Schrauben aus Holz, Metall, selbstschneidend, Muttern
Gestänge hohe Temperaturen max 800 °C
Schrauben aus Holz, Metall, selbstschneidend, Muttern
Gestänge für Anwendungen im Meer
Selbstschneidende Schrauben und Schrauben aus Metall
Spreizdübel
Selbstschneidende Schrauben, Schrauben aus Metall und Muttern
Schrauben aus Holz, Metall, selbstschneidend, Muttern
Schrauben
Mechanische Eigenschaften
HÄRTE
QUALITÄT
A1 - A2
A3 - A4
A5
C1
C3
C4
F1 4)
KLASSE
TYP VON
50
70
< M39
< M241)
BRUCH
R
N/mm2
> 500
> 700
80
< M241)
50
70
110 3)
80
50
70
45
60
HB
HRC
147-209
209-314 20-34
36-45
228-323 21-35
147-209
209-314 20-34
128-209
171-271
HV
155-220
220-330
350-440
240-340
155-220
220-330
135-220
180-285
STRECìKUNG
DEHNUNG
RP0.2 N/mm
A 2) %
> 210
> 450
> 0,6 d
> 0,4 d
> 800
> 600
> 0,3 d
> 500
> 700
> 1100
> 800
> 500
> 500
> 450
> 600
> 250
> 410
> 820
> 640
> 250
> 410
> 250
> 410
> 0,2 d
> 0,2 d
> 0,2 d
> 0,2 d
> 0,2 d
> 0,2 d
> 0,2 d
> 0,2 d
2
ZUSTAND
erweicht
gehärtet
stark
gehärtet
erweicht
vergütet
vergütet
vergütet
erweicht
vergütet
erweicht
gehärtet
1) Für Elemente mit einem Nenndurchmesser > 24 mm sind die mechanischen Eigenschaften abzustimmen
2) Der Mindestwert wird erzielt, indem man 0,… mit dem Nenndurchmesser der Bolzen, Schrauben und Stifte multipliziert
3) Getempert und bei einer Temperatur von mindestens 275 °C entspannt 4) Maximaler Nenndurchmesser 24 mm
ASTM A 193/A 193M
Warm bearbeitete Erzeugnisse für Schrauben aus legiertem und rostfreiem Stahl, die bei hoher Temperatur und hohem
Druck eingesetzt werden. Gilt auch für Stiftschrauben.
Grad B7
B8
B8M
B8
B8M
GRAD
B7
B8 cl. 1
B8M cl. 1
B8 cl. 2
B8M cl. 2
KLASSE …
1
1
2
Legierter Stahl AISI 4140/4142 vergütet (EN 42CrMo4)
Rostfreier Stahl AISI 304 lösungsgeglüht (EN 1.4301)
Rostfreier Stahl AISI 316 lösungsgeglüht (EN 1.4401)
Rostfreier Stahl AISI 304 lösungsgeglüht und kalt verfestigt (EN 1.4301)
2
Rostfreier Stahl AISI 316 lösungsgeglüht und kalt verfestigt (EN 1.4401)
DURCHM.
BRUCH
MIN
R N/mm2
STRECKUNG
MIN
RP0.2 N/mm2
DEHNUNG
MIN
A%
KONTRAKTION
MIN
C%
HÄRTE
MAX
HB
< M64
> M64 < M100
> M100 < M180
Alle
Alle
< M20
> M20 < M24
> M24 < M30
> M30 < M36
< M20
> M20 < M24
> M24 < M30
> M30 < M36
860
795
690
515
515
860
795
725
690
760
690
655
620
720
655
515
205
205
690
550
450
345
655
550
450
345
16
16
18
30
30
12
15
20
28
15
20
25
30
50
50
50
50
50
35
35
35
45
45
45
45
45
321
321
321
223
223
321
321
321
321
321
321
321
321
Anmerkungen
Die Kv-Schlagzähigkeitswerte müssen, falls erforderlich, in der Auftragsphase vereinbart werden.
63
BEZUGSNORMEN
Toleranzen UNI 6388/68 - ISO 286
Maße und Toleranzen für Walzdraht, der zum Ziehen und/oder Kaltwalzen bestimmt ist UNI EN 10017:2005
Maße und Toleranzen für warmgewalzte Erzeugnisse UNI EN 10059/10058
Maße und Toleranzen für warm gewalzten Rundstahl UNI EN 10060:2004
Maße und Toleranzen für warm gewalzte Sechsecke UNI EN 10061:2004
Maße und Abweichungen für kalt bearbeitete Stahlerzeugnisse EN 10278
Oberflächenklassen EN 10088-3
64
65
Marzo 2011
Lucefin S.p.A.
I-25040 Esine (Brescia) Italy
www.lucefin.com
Progetto grafico: parlatotriplo - Gianico (BS)
Stampa: la Cittadina - Gianico (BS)
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