Welche Wärmebehandlungsverfahren gibt es für Edelstahl?

1. Ferritischer Edelstahl: Hauptlegierungselement ist Chrom (Cr), oder es werden geringe Mengen stabiler Ferritelemente wie Aluminium (Al), Molybdän (Mo) usw. hinzugefügt. Die Struktur ist ferritisch. Die Festigkeit ist gering, und die Eigenschaften lassen sich nicht durch Wärmebehandlung beeinflussen. Er weist eine gewisse Plastizität auf und ist relativ spröde. In oxidierenden Medien (z. B. Salpetersäure) ist er korrosionsbeständig, in reduzierenden Medien hingegen schlecht.

2. Austenitischer Edelstahl: Er weist einen hohen Chromgehalt von in der Regel über 18 % und etwa 8 % Nickel auf. Teilweise wird Mangan anstelle von Nickel verwendet. Zur weiteren Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit müssen Molybdän, Kupfer, Silizium, Titan, Niob und andere Elemente hinzugefügt werden. Beim Erhitzen und Abkühlen findet kein Phasenübergang statt, und er kann nicht durch Wärmebehandlung gehärtet werden. Er besitzt eine geringe Festigkeit, eine hohe Plastizität und eine hohe Zähigkeit. Er ist gegenüber oxidierenden Medien sehr beständig und weist nach Zugabe von Titan und Niob eine gute Beständigkeit gegen interkristalline Korrosion auf.

3. Martensitischer Edelstahl: Martensitischer Edelstahl enthält hauptsächlich 12–18 % Chrom (Cr), wobei der Kohlenstoffgehalt (C) je nach Bedarf angepasst wird und üblicherweise zwischen 0,1 und 0,4 % liegt. Für den Werkzeugbau kann der C-Gehalt 0,8–1,0 % erreichen. Zur Verbesserung der Anlassstabilität werden teilweise Molybdän (Mo), Vanadium (V), Niob (Nb) usw. hinzugefügt. Nach dem Erhitzen und Abkühlen bei hoher Temperatur mit einer bestimmten Geschwindigkeit besteht die Struktur im Wesentlichen aus Martensit. Abhängig vom Kohlenstoffgehalt und den Legierungselementen können geringe Mengen an Ferrit, Restaustenit oder Legierungskarbid enthalten sein. Durch die Phasenübergänge während des Erhitzens und Abkühlens lassen sich Struktur und Morphologie in einem weiten Bereich anpassen, wodurch sich die Eigenschaften verändern. Die Korrosionsbeständigkeit ist nicht so gut wie bei austenitischem, ferritischem und Duplex-Edelstahl. Er weist eine gute Korrosionsbeständigkeit gegenüber organischen Säuren auf, jedoch eine schlechte Korrosionsbeständigkeit gegenüber Schwefelsäure, Salzsäure und anderen Medien.

4. Ferrit-Austenit-Duplex-Edelstahl: Enthält im Allgemeinen 17–30 % Cr, 3–13 % Ni sowie Legierungselemente wie Mo, Cu, Nb, N und W. Der C-Gehalt wird sehr niedrig gehalten. Je nach Verhältnis der Legierungselemente besteht ein Teil des Stahls überwiegend aus Ferrit, der andere Teil überwiegend aus Austenit. So entsteht ein Duplex-Edelstahl mit zwei koexistierenden Phasen. Aufgrund des Ferrit- und der verstärkenden Elemente ist die Festigkeit nach der Wärmebehandlung etwas höher als die von austenitischem Edelstahl. Zudem weist er eine gute Plastizität und Zähigkeit auf. Die Eigenschaften lassen sich durch Wärmebehandlung grundsätzlich nicht beeinflussen. Er besitzt eine hohe Korrosionsbeständigkeit, insbesondere in chlorhaltigen Medien und Meerwasser, und ist beständig gegen Lochfraß, Spaltkorrosion und Spannungsrisskorrosion.

5. Ausscheidungshärtender Edelstahl: Neben Kohlenstoff (C), Chrom (Cr), Nickel (Ni) und anderen Elementen enthält er auch Kupfer (Cu), Aluminium (Al), Titan (Ti) und weitere Elemente, die Ausscheidungen bilden können. Die mechanischen Eigenschaften lassen sich durch Wärmebehandlung anpassen, der Härtungsmechanismus unterscheidet sich jedoch von dem martensitischen Edelstahls. Da die Härtung auf Ausscheidungsphasenhärtung beruht, kann der Kohlenstoffgehalt sehr niedrig gehalten werden, wodurch die Korrosionsbeständigkeit besser als die von martensitischem Edelstahl und vergleichbar mit der von Cr-Ni-austenitischem Edelstahl ist.