20 Legierungs und Beleitelemente im Stahl

Sauerstoff, Schwefel:

• Bestimmen Menge an nichtmetallischen einschlüssen (schlecht für die Zähigkeit)

Stickstoff:

• Ursache für Reckalterund -> Cottrellsche Wolken Streckgrenze, Zugfestigkeit steigen, Zähigkeit sinkt

Wasserstoff:

• innere Risse durch einschlüsse -> Kerbwirkung

Kuper:

• Bildung von Kupfersulfid -> Risse auf Korngrenze

Phosphor:

• Bei plastischer Umformung -> Korngrenzbrüche Zähigkeit sinkt

Silizium + Mangan:

• Setzt die dehnung herab, aber günstige Festigkeitssteigerung

Unterscheidung in:

• Bildung neuer Phasen, Larbide oder Nitride

• in Mischkristallen gelöst bleibend

Nickel: >30 m/o stabiliert gamma-MK bis auf Raumtemperatur

epsilom Martensit:

mit Mn-C legierte Stähle = Manganhärtestähle

Diese wandeln sich bei 12 m/o Mn und 1 m/o C Bei Raumtemperatur diffusuinslos in eine andere Phase um

• hex MK von hoher härte

• Werkstoff sehr verschleißfest

• extrem schwierig spanbar

Die Austenitstabilisierende Wirkung des Nickels macht man sich meist mit Chrom als zusätzlichem Legierungselement zunutze

• Mindestgehalt an Nickel lässt sich auch 8 m/o senken

• Stahl wird viel kriechfester als ferritische stähle

• gut für korrosive umgebung

• auch für kyrogene (niedere) temperaturen gut, weil kfz-Gitter nicht schlagspröde wird

18 m/o Cr und 10 m/o Ni haben stabiles Austenitgefüge bei Raumtemperatur

• chem sehr beständig: kriechfest und rostfrei

• Gitter wird nicht schlagspröde bei niedrigen temperaturen

• nicht härtbar, da keine eutektoide Umwandlung -> Festigkeitssteigerung nur durch Kaltwalzen

• nicht magnetisierar

• bei sehr tiefen Temperaturen ca -100°C doch Bildung von Martensit

• viele sind stärker als FE, was das behalten von C angeht

• zur Härtung müssen viele Karbide gelöst werden

-> höhere temperaturen nötig

• legierte Karbide sind intermetallische Phasen Mm Cn; Mm Xn

  (kleine indizes)

Chrom

• verschiebung der Bainitstufe im kontinuierlichen ZTU zu langen zeiten

• Schon beim abkühlen an der Luft werden Vollmartenitische Gefüge in großen werkstücken erzielt (ähnlich wirken Ni, Mn, Mo, C; Ni verschiebt Ferrit-Perlitnase nach rechts)

• Cr bildet Oxidschicht Cr2O3, Guter Korrosionsschutz

• 12 m/o Cr und mindestens 1,5 m/o -> billig, verschleißfest

W, Mo:

• Als Karbidbildner in Werkzeugstählen

V:

• in HS für Wärmhärte bis 550°C

V und Nb:

• in kleinen Gehalten gut für Kornfeinung -> behindern Korngrenzenwanderung

Si:

• Bei hohem gehalt ist das Formfüllungsvermögen viel besser als bei Stahlguss, da Oberflächenspannung und viskosität sinken

weißes GE:

viel Zementitbildung bei Erstarrung ->sehr verschleißfest

Durch glühen in entkohlter Atmosphäre:

•  entkohlter Werkstoff: weißer Temperguss

•  mit Graphitausscheidungen: schwarzer Temperguss

perlitischer Grauguss:

• lamellares Graphit: einfach spanbar, Zähigkeit, Festigkeit, Zugebeanspruchung sinkt; Dämpfung, Druckfestigkeit steigt

Grauguss + Ma, Mn. P.S:

• Kugelgraphit: sehr gut gießfähig, aber stahlähnliche Eigenschaften

Variation an LE:

• Änderung der Eigenschaften -> Sonderguss