Was ist austenitischer rostfreier Stahl?
Austenitischer rostfreier Stahl ist ein Oberbegriff für eine Legierung aus rostfreiem Stahl, die bei Raumtemperatur eine als Austenit bekannte Kristallstruktur aufweist. Er wird in Chromnickelstähle unterteilt, da er neben Eisen auch Chrom und Nickel als Hauptbestandteile enthält. Die Zusammensetzung variiert je nach Stahlsorte, ist aber durch das Vorhandensein von Nickel als Hauptbestandteil zur Stabilisierung der austenitischen Struktur gekennzeichnet. Es handelt sich um das am häufigsten verwendete Material unter den nichtrostenden Stählen, und seine Produktion macht etwa 60 % aller nichtrostenden Stähle aus.
Anwendungen von austenitischen rostfreien Stählen
Je nach Stahlsorte sind austenitische rostfreie Stähle im Allgemeinen nicht magnetisch und weisen eine hohe Korrosionsbeständigkeit auf, was sie zu einer rostfreien Stahllegierung macht, die in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt wird. Der Stahl wird nicht nur in vertrauten Bereichen wie dem Haushalt verwendet, sondern auch in vielen anderen Bereichen, wie z. B. im Bauwesen und in der Anlagenausrüstung, wo er rauen Bedingungen ausgesetzt ist und Zuverlässigkeit verlangt wird, da er gegen Festigkeitsverluste durch äußere Temperaturbedingungen resistent ist und über ausgezeichnete Schweiß- und plastische Verarbeitungseigenschaften verfügt.
Eigenschaften von austenitischen rostfreien Stählen
Die Eigenschaften der austenitischen rostfreien Stähle variieren von Sorte zu Sorte, aber die gemeinsamen Merkmale sind, dass sie nicht magnetisch sind und eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit aufweisen. Der Grund, warum austenitische rostfreie Stähle nicht magnetisch sind, liegt in ihrer kristallinen Struktur, einem kubisch-flächenzentrierten Gitter. Daher können sie in seltenen Fällen magnetisch werden, wenn sich das Gefüge z. B. während der plastischen Bearbeitung in Martensit umwandelt.
Austenitische rostfreie Stähle haben eine höhere Korrosionsbeständigkeit als andere Arten von rostfreiem Stahl, da sie Nickel und Chrom als Bestandteile enthalten. Dieses Problem kann durch Änderung der Menge und Art der Zusätze gelöst werden.
Austenitische rostfreie Stähle sind Werkstoffe, deren Festigkeit nicht durch Abschrecken erhöht werden kann, deren physikalische Eigenschaften jedoch durch Lösungsglühen, Glühen und Stabilisieren verändert werden können. Insbesondere die Lösungsglühung wird bei fast allen austenitischen nicht rostenden Stählen angewandt, wobei das Erhitzen auf eine hohe Temperatur mit anschließender schneller Abkühlung die Korrosionsbeständigkeit verbessert, die Sensibilisierung verringert und die Kaltverfestigung beseitigt.
Struktur von austenitischen rostfreien Stählen
Das metallurgische Gefüge von rostfreiem Stahl ist bei Raumtemperatur Austenit. Bei reinem Eisen bildet sich Austenit nur bei hohen Temperaturen, während es sich bei Raumtemperatur um eine Ferritstruktur handelt. Wenn reinem Eisen Chrom zugesetzt wird, liegt die niedrigste Temperatur, bei der Austenit stabil ist, bei etwa 830 °C.
Ferritbildende Elemente sind Elemente wie Chrom, die den Temperaturbereich, in dem Ferrit stabil ist, erweitern. Der Temperaturbereich wird kleiner, wenn der Chromgehalt über etwa 7 % steigt, und der Temperaturbereich, in dem Austenit stabil ist, verschwindet schließlich, wenn der Chromgehalt steigt.
Elemente wie Nickel, die den Temperaturbereich der stabilen Existenz von Austenit erweitern, werden als austenitbildende Elemente bezeichnet. Wenn Nickel zu reinem Eisen hinzugefügt wird, erweitert sich der stabile Temperaturbereich des Austenits, wobei die Mindesttemperatur bei 30 % Nickel bei etwa 500 °C liegt.