Ausscheidungshärtender Edelstahl ist eine Kategorie von Edelstahllegierungen, die einem Wärmebehandlungsprozess namens Ausscheidungshärtung unterzogen werden, um ihre Festigkeit und Härte zu erhöhen. Bei diesem Prozess bilden sich feine Ausscheidungen (kleine Partikel) in der Mikrostruktur des Stahls, die die Versetzungsbewegung behindern und zu einer Erhöhung der mechanischen Eigenschaften wie Festigkeit und Härte führen.

Hauptmerkmale ausscheidungshärtender Edelstähle:

Hohe Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit: Ausscheidungshärtende rostfreie Stähle behalten die für rostfreie Stähle typische Korrosionsbeständigkeit bei und erreichen gleichzeitig durch den Wärmebehandlungsprozess eine hohe Festigkeit.

Wärmebehandlungsprozess:

Lösungsglühen: Der Stahl wird auf eine hohe Temperatur erhitzt (normalerweise etwa 1000 °C bis 1100 °C), um die Legierungselemente (wie Aluminium, Kupfer oder Niob) in eine feste Lösung aufzulösen.

Alterung: Nach dem Abschrecken (schnelles Abkühlen) wird der Stahl bei einer niedrigeren Temperatur (ca. 500 °C bis 700 °C) gealtert. Dies fördert die Ausfällung von Verfestigungspartikeln, die die Versetzungsbewegung behindern, und stärkt so das Material.

Zusammensetzung: Ausscheidungsgehärtete Edelstähle werden typischerweise mit Elementen wie Kupfer, Aluminium, Niob, Titan oder Molybdän legiert, die zur Ausscheidung harter Phasen beitragen, die die Festigkeit des Stahls erhöhen.

Noten:

Ein bekanntes Beispiel für ausscheidungsgehärteten Edelstahl ist der Edelstahl 17-4 PH, der Eisen, Chrom, Nickel und Kupfer enthält. Andere Qualitäten wie 15-5 PH und 13-8 Mo werden ebenfalls häufig in Anwendungen verwendet, die eine Kombination aus hoher Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit erfordern.

Anwendungen:

Ausscheidungsgehärtete Edelstähle werden häufig in Branchen eingesetzt, in denen sowohl hohe Festigkeit als auch Korrosionsbeständigkeit von entscheidender Bedeutung sind, beispielsweise in:

Luft- und Raumfahrt: Flugzeugkomponenten, Turbinenschaufeln, Befestigungselemente.

Medizin: Chirurgische Instrumente, Implantate.

Chemische Verarbeitung: Pumpen, Ventile und andere Komponenten, die rauen Umgebungen ausgesetzt sind.

Marine: Komponenten, die Salzwasserumgebungen ausgesetzt sind.

Vorteile:

Hohe Festigkeit, vergleichbar mit einigen Werkzeugstählen.

Hervorragende Korrosions- und Oxidationsbeständigkeit, insbesondere in Umgebungen mit hohen Temperaturen und aggressiven Umgebungen.

Gute Formbarkeit und Bearbeitbarkeit im lösungsbehandelten Zustand.

Nachteile:

Kann aufgrund von Legierungselementen und Verarbeitung teurer sein als andere Edelstähle.

Eine Alterung bei hohen Temperaturen über einen längeren Zeitraum kann zu Versprödung führen, wenn sie nicht sorgfältig kontrolliert wird.

Beispielqualitäten ausscheidungshärtender Edelstähle:

17-4 PH (auch bekannt als 630): Enthält etwa 17 % Chrom, 4 % Nickel und 4 % Kupfer. Diese Sorte ist eine der am häufigsten verwendeten und bietet eine Kombination aus guten mechanischen Eigenschaften und Korrosionsbeständigkeit.

15-5 PH: Ähnlich wie 17-4 PH, jedoch mit etwas höherer Zähigkeit und Korrosionsbeständigkeit, wird häufig in der Luft- und Raumfahrt- und Chemieindustrie verwendet.

13-8 Mo: Enthält etwa 13 % Chrom, 8 % Nickel und Molybdän und bietet eine hervorragende Beständigkeit gegen Spannungsrisskorrosion.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass ausscheidungshärtende Edelstähle äußerst vielseitige Materialien sind, die die Vorteile der Korrosionsbeständigkeit von Edelstahl mit verbesserten mechanischen Eigenschaften wie hoher Festigkeit kombinieren und sich so für anspruchsvolle Anwendungen in zahlreichen Branchen eignen.