Die chemische Zusammensetzung hat einen gro\u00dfen Einfluss auf die Mikrostruktur, die mechanischen Eigenschaften, die physikalischen Eigenschaften und die Korrosionsbest\u00e4ndigkeit von Stahl. Chrom, Molybd\u00e4n, Nickel und andere Legierungselemente k\u00f6nnen den Scheitelpunkt des Austenitgitters und die Mitte der sechs Seiten des W\u00fcrfels ersetzen. Eisen, Kohlenstoff und Stickstoff befinden sich aufgrund ihres geringen Volumens in der L\u00fccke zwischen den Gitteratomen (L\u00fcckenposition), erzeugen enorme Spannungen im Gitter und werden so zu wirksamen H\u00e4rtungselementen. Verschiedene Legierungselemente haben unterschiedliche Auswirkungen auf die Eigenschaften von Stahl, manchmal vorteilhaft und manchmal sch\u00e4dlich. Die wichtigsten Legierungselemente von austenitischem Edelstahl haben folgende Auswirkungen:<\/p>\n
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Cr<\/strong><\/p>\n Chrom ist ein Legierungselement, das Edelstahl \u201erostfrei\u201c macht. Mindestens 10,5% Chrom sind erforderlich, um den f\u00fcr Edelstahl charakteristischen Oberfl\u00e4chenpassivierungsfilm zu bilden. Der Passivierungsfilm kann Edelstahl wirksam widerstandsf\u00e4hig gegen korrosives Wasser, verschiedene S\u00e4urel\u00f6sungen und sogar starke Oxidation durch Hochtemperaturgaskorrosion machen. Wenn der Chromgehalt 10,5% \u00fcbersteigt, wird die Korrosionsbest\u00e4ndigkeit von Edelstahl verbessert. Der Chromgehalt von 304<\/a> Edelstahl ist 18% und einige hochwertige austenitische Edelstahlsorten haben einen Chromgehalt von bis zu 20% bis 28%.<\/p>\n <\/p>\n Ni<\/strong><\/p>\n Nickel kann die austenitische Phase bilden und stabilisieren. 8%Ni macht 304 Edelstahl<\/a>, wodurch es die mechanischen Eigenschaften, Festigkeit und Z\u00e4higkeit erh\u00e4lt, die Austenit erfordert. Hochleistungsf\u00e4hige austenitische rostfreie St\u00e4hle enthalten hohe Konzentrationen an Chrom und Molybd\u00e4n, und Nickel wird hinzugef\u00fcgt, um die austenitische Struktur aufrechtzuerhalten, wenn dem Stahl mehr Chrom oder andere ferritbildende Elemente hinzugef\u00fcgt werden. Die austenitische Struktur kann durch einen Nickelgehalt von etwa 20% gew\u00e4hrleistet werden, und die Spannungskorrosionsbruchfestigkeit von rostfreiem Stahl kann erheblich verbessert werden.<\/p>\n Nickel kann au\u00dferdem die Kaltverfestigungsrate bei der Kaltverformung verringern, weshalb die zum Tiefziehen, Dr\u00fccken und Kaltstauchen verwendeten Legierungen im Allgemeinen einen hohen Nickelanteil aufweisen.<\/p>\n <\/p>\n Mo<\/strong><\/p>\n Molybd\u00e4n verbessert die Lochfra\u00df- und Spaltkorrosionsbest\u00e4ndigkeit von Edelstahl in einer Chloridumgebung. Die Kombination von Molybd\u00e4n und Chrom, insbesondere Stickstoff, verleiht dem Hochleistungs-Austenit-Edelstahl eine hohe Best\u00e4ndigkeit gegen Lochfra\u00df und Spaltkorrosion. Mo kann auch die Korrosionsbest\u00e4ndigkeit von Edelstahl in reduzierenden Umgebungen wie Salzs\u00e4ure und verd\u00fcnnter Schwefels\u00e4ure verbessern. Der Mindestmolybd\u00e4ngehalt von Austenit-Edelstahl betr\u00e4gt etwa 2%, wie beispielsweise Edelstahl 316. Hochleistungs-Austenit-Edelst\u00e4hle mit dem h\u00f6chsten Legierungsgehalt enthalten bis zu 7,5% Molybd\u00e4n. Molybd\u00e4n tr\u00e4gt zur Bildung der Ferritphase bei und beeinflusst das Phasengleichgewicht. Es ist an der Bildung mehrerer sch\u00e4dlicher Sekund\u00e4rphasen beteiligt und bildet instabile Hochtemperaturoxide, die sich negativ auf die Hochtemperaturoxidationsbest\u00e4ndigkeit auswirken. Die Verwendung von Molybd\u00e4n-haltigem Edelstahl muss ber\u00fccksichtigt werden.<\/p>\n <\/p>\n C<\/strong><\/p>\n Kohlenstoff stabilisiert und st\u00e4rkt die austenitische Phase. Kohlenstoff ist ein n\u00fctzliches Element f\u00fcr Edelstahl, der in Hochtemperaturumgebungen wie Kesselrohren verwendet wird, kann sich jedoch in einigen F\u00e4llen nachteilig auf die Korrosionsbest\u00e4ndigkeit auswirken. Der Kohlenstoffgehalt der meisten austenitischen Edelstahlsorten ist normalerweise auf das niedrigste praktikable Niveau begrenzt. Der Kohlenstoffgehalt von Schwei\u00dfsorten (304L<\/a>, 201L und 316L) ist auf 0,030% begrenzt. Der Kohlenstoffgehalt einiger hochlegierter Hochleistungssorten ist sogar auf 0,020% begrenzt.<\/p>\n <\/p>\n N<\/strong><\/p>\n Stickstoff stabilisiert und st\u00e4rkt die Austenitphase und verlangsamt die Karbidsensibilisierung und die Bildung der Sekund\u00e4rphase. Sowohl Standard-Austenit-Edelst\u00e4hle als auch Hochleistungs-Austenit-Edelst\u00e4hle enthalten Stickstoff. In der kohlenstoffarmen G\u00fcte (L) kann eine kleine Menge Stickstoff (bis zu 0,1%) den Festigkeitsverlust aufgrund des niedrigen Kohlenstoffgehalts ausgleichen. Stickstoff tr\u00e4gt auch zur Verbesserung der Best\u00e4ndigkeit gegen Chloridlochfra\u00df und Spaltkorrosion bei, sodass einige der korrosionsbest\u00e4ndigsten Hochleistungs-Austenit-Edelst\u00e4hle einen Stickstoffgehalt von bis zu 0,5% aufweisen.<\/p>\n <\/p>\n Mn<\/strong><\/p>\n Stahlwerke verwenden Mangan, um geschmolzenen Stahl zu desoxidieren, sodass in allen Edelstahlsorten eine kleine Menge Mangan verbleibt. Mangan kann auch die austenitische Phase stabilisieren und die Stickstoffl\u00f6slichkeit in Edelstahl verbessern. Daher kann Mangan in Edelstahl der Serie 200 verwendet werden, um einen Teil des Nickels zu ersetzen und so den Stickstoffgehalt zu erh\u00f6hen sowie die Festigkeit und Korrosionsbest\u00e4ndigkeit zu verbessern. Einigen Hochleistungs-Austenit-Edelst\u00e4hlen wird Mangan zugesetzt, um denselben Effekt zu erzielen.<\/p>\n <\/p>\n Cu<\/strong><\/p>\n Kupfer kann die Korrosionsbest\u00e4ndigkeit von Edelstahl in reduzierenden S\u00e4uren, wie beispielsweise einigen Mischl\u00f6sungen aus Schwefel- und Phosphors\u00e4ure, verbessern.<\/p>\n <\/p>\n Si<\/strong><\/p>\n Im Allgemeinen ist Silizium ein n\u00fctzliches Element in austenitischem Edelstahl, da es die Korrosionsbest\u00e4ndigkeit von Stahl in konzentrierter S\u00e4ure und Umgebungen mit hoher Oxidationsrate verbessern kann. Es wird berichtet, dass UNS S30600 und andere spezielle rostfreie St\u00e4hle mit hohem Siliziumgehalt eine hohe Best\u00e4ndigkeit gegen Lochkorrosion aufweisen. Silizium kann wie Mangan auch zum Desoxidieren von geschmolzenem Stahl verwendet werden, sodass im Stahl immer kleine Oxideinschl\u00fcsse verbleiben, die Silizium, Mangan und andere desoxidierende Elemente enthalten. Zu viele Einschl\u00fcsse beeintr\u00e4chtigen jedoch die Oberfl\u00e4chenqualit\u00e4t des Produkts.<\/p>\n <\/p>\n