Ausscheidungshärtung: Nichtrostende Stähle.

Was wir tun

Ausscheidungshärtung: Rostfreie Stähle

Ausscheidungswärmebehandlungen verstärken Werkstoffe, indem sie die kontrollierte Freisetzung von Bestandteilen zur Bildung von Ausscheidungsclustern ermöglichen, die die Festigkeit des Bauteils deutlich erhöhen.

Vorteile des Ausscheidungshärtens: Nichtrostende Stähle

Es gibt eine Vielzahl von Guss- und Knetlegierungen aus rostfreiem Stahl, die durch Lösungsglühen oder Lösungsglühen und Ausscheidungshärten verschiedene wünschenswerte Eigenschaften erhalten können. Eigenschaften wie mechanische Festigkeit bei Raumtemperatur und/oder erhöhter Temperatur und Korrosionsbeständigkeit werden in der Regel durch solche Wärmebehandlungen verbessert.

Anwendungen & Materialien

Die Eigenschaften von ausscheidungshärtbaren nichtrostenden Stählen können durch die Wahl geeigneter Wärmebehandlungsparameter verbessert werden. Ausscheidungshärtbare nicht rostende Stähle werden in der Regel durch Lösungsglühen allein oder durch Lösungsglühen mit anschließender Ausscheidungshärtung behandelt.

Behandlung der Lösung

• Während der Fertigungsprozesse können die meisten Werkstoffe kaltverfestigt werden, was die Möglichkeit der Weiterverarbeitung des Materials einschränkt. Eine prozessbegleitende Lösungsbehandlung (Spannungsarmglühen) kann diese Kaltverfestigung reduzieren, um eine weitere Verarbeitung zu ermöglichen.
• Fertigungsverfahren wie Löten, Schweißen oder Laser-/Brennschneiden können unerwünschte Auswirkungen auf die Materialeigenschaften haben, die durch eine Lösungsbehandlung vor der weiteren Verarbeitung rückgängig gemacht werden können.
• Herstellungsprozesse können zu einem verfrühten Beginn der endgültigen Ausscheidungshärtung führen, was durch eine erneute Lösungsbehandlung vor der Weiterverarbeitung rückgängig gemacht werden kann.
• Es wird nicht empfohlen, nur lösungsbehandeltes Material in Betrieb zu nehmen, da das Vorhandensein von ungehärtetem Martensit zu Sprödbrüchen und unerwünschten Einbußen bei der Korrosionsbeständigkeit führen kann. Beispiele hierfür sind 15-5PH, 17-4PH und Ph13-8Mo.

Ausscheidungshärtung

• Die Entwicklung der endgültigen Werkstoffeigenschaften, die zur Erfüllung der teilespezifischen Konstruktionskriterien erforderlich sind, erfordert in der Regel, dass der Werkstoff (Guss-/Knetwerkstoff) einem langen Wärmebehandlungszyklus bei niedrigeren Temperaturen unterzogen wird, um ein legierungsspezifisches Gefüge zu entwickeln; dieser Prozess wird als Ausscheidungshärtung bezeichnet.
• In der Regel wird dieser Schritt am oder kurz vor dem Ende des Fertigungsprozesses durchgeführt, da die Wärmebehandlung zu einem erheblichen Anstieg der Materialhärte führt und eine vorhersehbare Größenänderung (Schrumpfung) eintritt, die berücksichtigt werden muss. Die Bearbeitungskosten können drastisch ansteigen, wenn eine Bearbeitung nach dem Härten erforderlich ist.
• Typische Beispiele für Materialien sind: 15-5PH, 17-4PH, 17-7PH und Maraging 250.
• Typische Wärmebehandlungsbezeichnungen sind H900 oder H1075, wobei H900 die Alterung bei 900°F für eine Stunde und H1075 die Alterung bei 1075°F für 4 Stunden angibt. In allen Fällen ist es wichtig, mit Material zu beginnen, das sich im lösungsgeglühten Zustand befindet oder allgemeiner als Zustand A bezeichnet wird.

Ausscheidungshärtung: Details zum Verfahren bei nichtrostenden Stählen

• Die Lösungsbehandlung wird in der Regel bei Temperaturen zwischen 1700 und 1950°F im Vakuum durchgeführt, gefolgt von einer schnellen Abkühlung mit einem Gasgebläse auf Raumtemperatur. In der Regel muss das Material vor der weiteren Verarbeitung auf unter 90°F (oder in einigen Fällen noch darunter) abgekühlt werden.
• Eine Gruppe von metastabilen Legierungen (z. B. 17-7PH) erfordert nach der Lösungsglühung mehrere Zwischenschritte, um die gewünschten Eigenschaften vor der Ausscheidungshärtung zu erreichen. Diese Schritte umfassen eine Austenit-Konditionierungsbehandlung und ein Einfrieren, um eine vollständige Umwandlung von Austenit in Martensit zu gewährleisten.
• Die Ausscheidungshärtung erfolgt in der Regel bei Temperaturen zwischen 900 und 1150°F im Vakuum, in inerter Atmosphäre oder an Luft mit Haltezeiten zwischen 1 und 4 Stunden, je nach dem genauen Material und den angegebenen Eigenschaften.
• Zu den geltenden Industriespezifikationen gehört SAE AMS 2759/3.