Aktuelle Beiträge aus "Entwicklung"

Ein Pulverbaukasten erweitert die Materialvielfalt für den 3D-Druck

Die Entwicklung des Münchner Olympiadachs

Ein Fahrradhelm, der Rund-um-Sicherheit bieten soll

Aktuelle Beiträge aus "Konstruktion"

Eplan kündigt Veranstaltung rund um Modularisierung, Standardisierung und Automatisierung an

Die Entwicklung des Münchner Olympiadachs

Generative Engineering: KI-Methoden mit geringem Aufwand effektiv einsetzen

Aktuelle Beiträge aus "Komponenten & Systeme"

Fünf Neuheiten aus der Verbindungstechnik

Mit intelligenter Werkstückspanntechnik die Produktivität gesteigert

Zwei Roboterspezialisten treiben Cobot-Innovationen voran

Aktuelle Beiträge aus "Maschinensicherheit"

Safety und Security ganzheitlich betrachten

Sicherheit beim Ganzkörperzugang zu größeren Anlagen

TÜV fordert integriertes Sicherheitskonzept für Maschinen

Aktuelle Beiträge aus "Job & Karriere"

VDMA fordert Bildungsoffensive für Nachwuchs

Ukrainekrieg kostet deutscher Wirtschaft Hunderte Milliarden

Langzeiterkrankte Mitarbeiter – Die wichtigsten rechtlichen Fragen

Wird künstliche Intelligenz im Ingenieuralltag genutzt?

Aktuelle Beiträge aus "Technik kurz erklärt "

Die Entwicklung des Münchner Olympiadachs

Aktuelle Beiträge aus "Specials"

Starkes Duo: Werkerassistenzsystem und Ergonomie

Perfekte Aufgaben für den Cobot: Schweißen und Schrauben

Ergonomie in der Produktion: Best Practice bei SIKO

Aktuelle Beiträge aus "Durchstarten 2021"

„Ich hoffe, dass die Geschäfte nachhaltiger geführt werden“

„Blanker Aktionismus ist auf lange Sicht nicht zielführend“

„Hybride Arbeitsweisen haben auch Vorteile“

„Das persönliche Gespräch wird künftig wieder mehr Wertschätzung erhalten“

110 Jahre werden nichtrostende Stähle schon angewandt. Sie haben sich in vielen Bereichen bewährt. Durch eine geeignete Wärmebehandlung lässt sich ihr Anwendungsgebiet nochmals deutlich erweitern.

Mit der Industrialisierung im 19. Jahrhunderts wurden immer häufiger auch aggressive Medien wie Säuren und chlorhaltige Medien verarbeitet. Die Forderung nach beständigeren Metallen wurde drängend. In den Krupp-Werken in Essen wurde intensiv geforscht. 1912 wurden die „Versuchsschmelze 2 Austenit“ und „Versuchsschmelze 4 Austenit“, besser bekannt als V2A und V4A, als Legierungssysteme definiert und zum Patent angemeldet. Der Name für den Stahl kommt übrigens daher, dass man damals versuchte, austenitische Stahlsorten durch eine Legierung von Eisen, Chrom und Nickel herzustellen. So steht das „V“ für Versuch und das „A“ für Austenit. Die V2A Stähle sind mit Chrom und Nickel legiert, bei V4A kommt noch das Element Molybdän hinzu. Noch heute werden unter diesen Begriffen nichtrostende Stähle bezeichnet, die höheren Anforderungen an die Korrosionsbeständigkeit entsprechen.

Diese Stähle wurden in vielen Bereichen angewandt: im Hausbau, in der Schifffahrt, in chemischen Anlagen bis zu medizinischen Instrumenten und Haushaltsbestecken. Heute wird V2A in seiner ursprünglichen Variante nicht mehr hergestellt. Seine Werkstoffnummer ist 1.4300, die Legierungskennung X12CrNi18-8. Diese Bezeichnung bedeutet, dass der Stahl weniger als 0,12 Prozent Kohlenstoff, 17 bis 19 Prozent Chrom und 7 bis 9 Prozent Nickel enthält. Dazu kommen noch andere Elemente, wie z. B. Schwefel, Mangan oder Phosphor.

Heute enthalten V2A-Stähle deutlich weniger Kohlenstoff, dafür aber mehr Nickel. V2A ist ein häufig verwendetes Material, das sich relativ gut verarbeiten und polieren lässt. Über 50% aller Edelstähle kann man dieser Gruppe zuordnen und zahlreiche rostfreie Haushaltsgegenstände sind daraus gefertigt: Spülbecken, Geländer und Besteck sind nur einige Beispiele für die vielfältige Verwendung dieses Werkstoffes. Weil V2A gegen Chloride nicht beständig ist, wurde der Werkstoff V4A mit rund zwei Prozent Molybdän aufgewertet. Er ist korrosionsbeständig und wird in Schwimmbädern, Salzwasser und in der chemischen Industrie eingesetzt. Er ist, wie V2A auch, gut kalt umformbar. Er kann gebogen, tiefgezogen und auch gestanzt werden.

Bei allen Vorteilen, den diese Stähle dem Konstrukteur boten und bieten, blieb jedoch ein Problem bestehen: Diese Stähle weisen ein austenitisches Gefüge auf. Sie waren daher weich und ließen sich nicht härten. Diese mangelnde Härte machte sie anfällig gegen Verschleiß- und Fresserscheinungen. Das ist widerrum für viele technische Anwendungen ein echter Nachteil.

Mit der Entwicklung von martensitischen Stählen und Duplex-Stählen waren nichtrostende Stähle zwar korrosionsbeständiger – aber nicht verschleißbeständiger.

Keine der gängigen und häufig genormten Wärmebehandlungen für nichtrostende Stähle brachten eine Lösung. Eher zufällig wurde in den 1980er Jahren entdeckt, dass nichtrostende Stähle der V2A- und V4A-Familien bei vergleichsweise tiefen Behandlungstemperaturen auf eine sehr spezielle Wärmebehandlung ansprechen: dem Nitrieren bzw. Nitrocarburieren. Dabei nimmt die Randschicht des nichtrostenden Stahls große Mengen an Stickstoff und/oder Kohlenstoff auf. Eine Diffusionszone hoher Härte im Randbereich entsteht. Diese wird als ausgedehnter Austenit bezeichnet – häufig wird auch von S-Phase gesprochen. Die Behandlungstemperatur bei solchen Prozessen liegt so tief, dass sich in der Diffusionszone keine für die Korrosionsbeständigkeit schädlichen Ausscheidungen, wie Chromnitride oder Chromkarbide, bilden.

Mit dem Hard-Inox-S, dem Niedertemperatur-Nitrocarburieren hat die schweizerische Härterei Gerster ein Verfahren entwickelt, bei dem die Diffusionszone einen Härtegradienten aufweist und ist bis zu 30 µm dick ist. Dabei liegt die Oberflächenhärte deutlich über den Werten, die bei Austeniten durch eine Kaltverformung erreichbar sind. Es werden Härten bis 1.200 HV0.1 gemessen.

Diese harte Diffusionszone im Randbereich macht Austeniten verschleißbeständiger, insbesondere gegen abrasiven Verschleiß.

Vor allem bei Getrieben in einem chemisch aggressivem Umfeld, wie in der Mikroantriebstechnik, werden korrosionsbeständige Verzahnungsteilen eingesetzt. Dabei sind die tribologischen Beanspruchungen, die auf die Zähne solcher Bauteile einwirken, bekannt:

In solchen Fällen hat sich Hard-Inox-S bewährt. Die ca. 20 µm dicke Diffusionszone im Randbereich verhindert Abrasion und reduziert die Gefahr des Fressens.

Edelstahl-Schrauben aus austenitisch nichtrostendem Stahl neigen auch im kaltverfestigten Zustand zum Fressen. Solche Schraubverbindungen lassen sich manchmal nur noch sehr schwer lösen. Es kann vorkommen, dass die Schraube herausgebohrt werden muss. Eine Behandlung mit Hard-Inox-S beispielsweise verschiebt aufgrund der hohen Härtedifferenz der Schraubengewinde zum Gegengewinde ein mögliches Fressen zu sehr viel höheren Spannungen und Kräften.

Selbstschneidende Schrauben aus nichtrostendem Stahl können soweit gehärtet werden, dass die teure Verknüpfung mit einer Spitze aus Schnellarbeitsstahl wegfällt. Eine mit Hard-Inox-S gehärtete Schraubenspitze und die harten Gewindegänge ermöglichen ein direktes Einschrauben in den Gegenkörper.

Schneidringverschraubungen werden als flüssigkeitsdichte Verbindungstechnik von Rohren für den Einsatz bei höchsten Drücken eingesetzt. Je nach Medium sind sowohl Rohre als auch Verschraubungen aus nichtrostendem Edelstahl. Einerseits müssen sich die Schneidringe beim Anziehen der Verbindung an das Rohr anschmiegen und deshalb ein gewisses Formveränderungsvermögen besitzen. Andererseits müssen die Schneidkanten in das Rohr eindringen, um eine Dichtung zu bewirken. Für eine ausreichende Oberflächenhärte sorgt eine Hard-Inox-S-Behandlung einer austenitischen V4A-Qualität.

Werden nichtrostende austenitische mit Hard-Inox-S gehärtet:

Damit erweitern Wärmebehandlungen wie Hard-Inox-S das Anwendungsfeld von nichtrostenden Stählen erheblich. Somit können sie auch in verschleißenden Systemen eingesetzt werden. (jup)

Mit Klick auf „Newsletter abonnieren“ erkläre ich mich mit der Verarbeitung und Nutzung meiner Daten gemäß Einwilligungserklärung (bitte aufklappen für Details) einverstanden und akzeptiere die Nutzungsbedingungen. Weitere Informationen finde ich in unserer Datenschutzerklärung.

Es ist für uns eine Selbstverständlichkeit, dass wir verantwortungsvoll mit Ihren personenbezogenen Daten umgehen. Sofern wir personenbezogene Daten von Ihnen erheben, verarbeiten wir diese unter Beachtung der geltenden Datenschutzvorschriften. Detaillierte Informationen finden Sie in unserer Datenschutzerklärung.

Ich bin damit einverstanden, dass die Vogel Communications Group GmbH & Co. KG, Max-Planckstr. 7-9, 97082 Würzburg einschließlich aller mit ihr im Sinne der §§ 15 ff. AktG verbundenen Unternehmen (im weiteren: Vogel Communications Group) meine E-Mail-Adresse für die Zusendung von redaktionellen Newslettern nutzt. Auflistungen der jeweils zugehörigen Unternehmen können hier abgerufen werden.

Der Newsletterinhalt erstreckt sich dabei auf Produkte und Dienstleistungen aller zuvor genannten Unternehmen, darunter beispielsweise Fachzeitschriften und Fachbücher, Veranstaltungen und Messen sowie veranstaltungsbezogene Produkte und Dienstleistungen, Print- und Digital-Mediaangebote und Services wie weitere (redaktionelle) Newsletter, Gewinnspiele, Lead-Kampagnen, Marktforschung im Online- und Offline-Bereich, fachspezifische Webportale und E-Learning-Angebote. Wenn auch meine persönliche Telefonnummer erhoben wurde, darf diese für die Unterbreitung von Angeboten der vorgenannten Produkte und Dienstleistungen der vorgenannten Unternehmen und Marktforschung genutzt werden.

Falls ich im Internet auf Portalen der Vogel Communications Group einschließlich deren mit ihr im Sinne der §§ 15 ff. AktG verbundenen Unternehmen geschützte Inhalte abrufe, muss ich mich mit weiteren Daten für den Zugang zu diesen Inhalten registrieren. Im Gegenzug für diesen gebührenlosen Zugang zu redaktionellen Inhalten dürfen meine Daten im Sinne dieser Einwilligung für die hier genannten Zwecke verwendet werden.

Mir ist bewusst, dass ich diese Einwilligung jederzeit für die Zukunft widerrufen kann. Durch meinen Widerruf wird die Rechtmäßigkeit der aufgrund meiner Einwilligung bis zum Widerruf erfolgten Verarbeitung nicht berührt. Um meinen Widerruf zu erklären, kann ich als eine Möglichkeit das unter https://support.vogel.de abrufbare Kontaktformular nutzen. Sofern ich einzelne von mir abonnierte Newsletter nicht mehr erhalten möchte, kann ich darüber hinaus auch den am Ende eines Newsletters eingebundenen Abmeldelink anklicken. Weitere Informationen zu meinem Widerrufsrecht und dessen Ausübung sowie zu den Folgen meines Widerrufs finde ich in der Datenschutzerklärung, Abschnitt Redaktionelle Newsletter.

Fünf Neuheiten im Bereich der Werkstoffe

Norelem erweitert Portfolio um Verbindungselemente aus A4-Edelstahl

Cookie-Manager Leserservice Datenschutz Impressum AGB Hilfe Abo-Kündigung Mediadaten Werbekunden-Center Abo Autoren

Copyright © 2022 Vogel Communications Group

Diese Webseite ist eine Marke von Vogel Communications Group. Eine Übersicht von allen Produkten und Leistungen finden Sie unter www.vogel.de

Parker Hannifin; Norelem; PFLITSCH; ACE Stoßdämpfer GmbH; Härterei Gerster; F. Bastian; Olympiapark München; nFrontier; Eplan; waldemarus - stock.adobe.com; Rehm; AMF; Voraus Robotik / Agile Robots; Pilz GmbH & Co KG; ©korkeng / stock.adobe.com; ©kras99 - stock.adobe.com; D. Maler; V. Volkowitsch; Wordley Calvo Stock - stock.adobe.com; stnazkul - stock.adobe.com; gemeinfrei; item; Adobe Stock; SIKO; Nabtesco/VCG; RK Rose + Krieger; Hänchen/VCG; SPN/VCG