Aushärtbarer Edelstahl-Schmiedestab
Kurzbeschreibung:
Die Aushärtung, auch bekannt als Ausscheidungshärtung, ist ein Wärmebehandlungsverfahren, das die Festigkeit und Härte bestimmter Legierungen, einschließlich Edelstahl, verbessert. Ziel der Aushärtung ist es, die Ausscheidung feiner Partikel in der Edelstahlmatrix zu bewirken, wodurch das Material verstärkt wird.
Aushärtbarer Edelstahl-Schmiedestab:
Schmiedeteile sind Metallbauteile, die durch Schmieden geformt werden. Dabei wird das Material erhitzt und anschließend gehämmert oder gepresst, bis es die gewünschte Form hat. Edelstahl-Schmiedeteile werden aufgrund ihrer Korrosionsbeständigkeit, Festigkeit und Langlebigkeit häufig gewählt und eignen sich daher für verschiedene Anwendungen, unter anderem in der Luft- und Raumfahrt, der Öl- und Gasindustrie und weiteren Bereichen. Ein stangenförmiges Schmiedeteil ist eine spezielle Form von Schmiedemetall, die typischerweise eine lange, gerade Form aufweist, ähnlich einem Stab oder einer Stange. Stangen werden häufig dort eingesetzt, wo ein durchgehendes, gerades Materialstück benötigt wird, beispielsweise im Konstruktionsbau oder als Rohmaterial für die Weiterverarbeitung.
Spezifikationen für aushärtbare Schmiedestangen:
| Grad | 630, 631, 632, 634, 635 |
| Standard | ASTM A705 |
| Durchmesser | 100 – 500 mm |
| Technologie | Geschmiedet, warmgewalzt |
| Länge | 1 bis 6 Meter |
| Wärmebehandlung | Weichgeglüht, lösungsgeglüht, abgeschreckt und angelassen |
Chemische Zusammensetzung des Schmiedestahls:
| Grad | C | Mn | P | S | Si | Cr | Ni | Mo | Al | Ti | Co |
| 630 | 0,07 | 1.0 | 0,040 | 0,030 | 1.0 | 15-17,5 | 3-5 | - | - | - | 3,0-5,0 |
| 631 | 0,09 | 1.0 | 0,040 | 0,030 | 1.0 | 16-18 | 6,5-7,75 | - | 0,75-1,5 | - | - |
| 632 | 0,09 | 1.0 | 0,040 | 0,030 | 1.0 | 14-16 | 6,5-7,75 | 2,0-3,0 | 0,75-1,5 | - | - |
| 634 | 0,10-0,15 | 0,50-1,25 | 0,040 | 0,030 | 0,5 | 15-16 | 4-5 | 2,5-3,25 | - | - | - |
| 635 | 0,08 | 1.0 | 0,040 | 0,030 | 1.0 | 16-17,5 | 6-7,5 | - | 0,40 | 0,40-1,20 | - |
Mechanische Eigenschaften von Schmiedestangen:
| Typ | Zustand | Zugfestigkeit ksi[MPa] | Streckgrenze ksi[MPa] | Dehnung % | Steinwell-Härte C |
| 630 | H900 | 190[1310] | 170[1170] | 10 | 40 |
| H925 | 170[1170] | 155[1070] | 10 | 38 | |
| H1025 | 155[1070] | 145[1000] | 12 | 35 | |
| H1075 | 145[1000] | 125[860] | 13 | 32 | |
| H1100 | 140[965] | 115[795] | 14 | 31 | |
| H1150 | 135[930] | 105[725] | 16 | 28 | |
| H1150M | 115[795] | 75[520] | 18 | 24 | |
| 631 | RH950 | 185[1280] | 150[1030] | 6 | 41 |
| TH1050 | 170[1170] | 140[965] | 6 | 38 | |
| 632 | RH950 | 200[1380] | 175[1210] | 7 | - |
| TH1050 | 180[1240] | 160[1100] | 8 | - | |
| 634 | H1000 | 170[1170] | 155[1070] | 12 | 37 |
| 635 | H950 | 190[1310] | 170[1170] | 8 | 39 |
| H1000 | 180[1240] | 160[1100] | 8 | 37 | |
| H1050 | 170[1170] | 150[1035] | 10 | 35 |
Was ist ausscheidungshärtender Edelstahl?
Ausscheidungshärtender Edelstahl, oft auch als „PH-Edelstahl“ bezeichnet, ist eine Edelstahlsorte, die durch Ausscheidungshärtung oder Alterung gehärtet wird. Dieser Prozess verbessert die mechanischen Eigenschaften des Materials, insbesondere seine Festigkeit und Härte. Der gebräuchlichste ausscheidungshärtende Edelstahl ist17-4 PH(ASTM A705 Güteklasse 630), aber auch andere Güteklassen wie 15-5 PH und 13-8 PH fallen in diese Kategorie. Ausscheidungshärtende Edelstähle werden typischerweise mit Elementen wie Chrom, Nickel, Kupfer und manchmal Aluminium legiert. Die Zugabe dieser Legierungselemente fördert die Bildung von Ausscheidungen während der Wärmebehandlung.
Wie wird Edelstahl ausscheidungsgehärtet?
Die Aushärtung von Edelstahl erfolgt in drei Schritten. Zunächst wird das Material einer Hochtemperatur-Lösungsglühung unterzogen, bei der sich gelöste Atome lösen und eine einphasige Lösung bilden. Dies führt zur Bildung zahlreicher mikroskopischer Keime oder „Zonen“ auf dem Metall. Anschließend erfolgt eine rasche Abkühlung unterhalb der Löslichkeitsgrenze, wodurch eine übersättigte feste Lösung im metastabilen Zustand entsteht. Im letzten Schritt wird die übersättigte Lösung auf eine mittlere Temperatur erhitzt, was die Ausscheidung von Phasen auslöst. Das Material verbleibt dann in diesem Zustand, bis es aushärtet. Für eine erfolgreiche Aushärtung muss die Legierungszusammensetzung innerhalb der Löslichkeitsgrenze liegen, um die Wirksamkeit des Prozesses zu gewährleisten.
Welche Arten von ausscheidungshärtendem Stahl gibt es?
Ausscheidungshärtende Stähle gibt es in verschiedenen Ausführungen, die jeweils auf spezifische Leistungs- und Anwendungsanforderungen zugeschnitten sind. Gängige Sorten sind 17-4 PH, 15-5 PH, 13-8 PH, 17-7 PH, A-286, Custom 450, Custom 630 (17-4 PHMod) und Carpenter Custom 455. Diese Stähle bieten eine Kombination aus hoher Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Härte und eignen sich daher für diverse Branchen wie Luft- und Raumfahrt, Automobilindustrie, Medizintechnik und chemische Verarbeitung. Die Wahl des ausscheidungshärtenden Stahls hängt von Faktoren wie Anwendungsumgebung, Materialeigenschaften und Fertigungsspezifikationen ab.
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