Chemisches Element, das entweder Hauptbestandteil einer Legierung ist oder dieser beigemischt wird. Legierungsbestandteile werden gezielt eingesetzt, um die Eigenschaften der Legierung festzulegen.
Austenitische Edelstahllegierungen bestehen neben Fe als Hauptbestandteil v. a. aus Anteilen von Cr, Ni, Mo, Mn mit gezielten Begleitstoffen wie C, S, P, Si, Al, Ti, Nb etc., wobei alle genannten Elemente besondere Funktionen bei der Eigenschaftseinstellung des Legierungstyps haben:
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Cr, Ni, Mo: Die wesentlichen Bestandteile für die Korrosionsbeständigkeit (Korrosion, chrom-oxidreiche Passivschicht), wobei steigende Werte von v. a. Ni und Mo diese Eigenschaft weiter verbessern, die Legierung aber auch entsprechend verteuern.
Grenzbereiche sind hier (reine) Nickelbasislegierungen, wobei fast kein verbilligendes Fe mehr enthalten ist und eine entsprechende Beeinflussung des strukturellen Ordnungssystems kubisch-flächenzentriert / kubisch-raumzentriert erfolgt.
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Fe: Verbilligungskomponente und mechanische Festigkeitsfunktion.
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C: mechanische Festigkeitsfunktion.
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Al, Si, Ca: wirken als Desoxidationsmittel (Desoxidation) in der Schmelze, wobei Si, Ca und Al unter O2-Aufnahme auch speziell für (Mikro-) Schlackebelegungen (Oxide) auf der Schweißnahtraupe verantwortlich sind (Verunreinigungen).
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S, P: Dünnflüssigkeit der Schmelze beim Gießen und Vermeidung von Heißrissbildungen beim Schweißen.
Schwefel in Verbindung mit Mn unter Bildung von Mangansulfid (MnS) bildet zeilenförmige Einschlüsse im Materialverbund, die oft als Riss- oder Bruchpfade bei Belastungen bzw. beim Versagen infolge mechanischer Belastungen dienen.
Speziell erhöhte Schwefelgehalte dienen vor allem beim typischen Automatenstahl (z. B. 1.4305) zur Kurzspanbildung bzw. zur Vermeidung von Fließspanbildung infolge gezielten Spanbruchs.
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Ti, Nb: Wirken als stabilisierende Carbidbildner (Ti- / Nb-Carbonitride) bei überkohlten Schmelzen (Beispiel 1.4541, 1.4571).
Eine Übersicht der diversen Edelstahlschmelzen samt den verschiedenen chemisch-physikalischen und mechanischen Eigenschaften findet sich im Stahlschlüssel.
© 2013 – ECV – Lexikon der Pharmatechnologie
