Archive for June 2012

Nitrierstähle

Als Nitrierstähle werden Stahlsorten bezeichnet, die sich durch ihre Zusammensetzung besonders gut für das Nitrierhärten eignen. Dazu werden dem Stahl Legierungselemente wie Chrom, Molybdän oder Aluminium beigemischt. Diese Elemente bilden beim Nitrierhärten mit dem eindiffundierenden Stickstoff extrem harte Metallnitride, die eine Härteschicht mit bis zu 1200 HV bilden, die nur einige Zehntel Millimeter dick ist.

Nitrierhärten, Nitrieren

Nitrieren bezeichnet ein Verfahren zum Einsatzhärten bestimmter Stahlsorten (Nitrierstähle). Dabei wird durch gezieltes Einbringen von Stickstoff in den Stahl eine harte Randschicht erzeugt, in der anders als beim Aufkohlen die Härte nicht durch Martensitbildung zunimmt sondern durch die Bildung von Stickstoffverbindungen, sogenannten Nitriden, zustande kommt. Dazu wird der Stahl in stickstoffabgebender Umgebung, entweder in Nitrieröfen oder Salzbädern, geglüht. Der Stickstoff diffundiert dabei in die Randzone des Werkstückes und bildet dort extrem harte Metallnitride, die eine wenige Zehntel Millimeter dicke Härteschicht bilden. Mit diesem Verfahren werden die höchsten bei Stählen erreichbaren Härten erzielt, bis zu 1200 HV.

Nickel, Legierungselement

Als Legierungselement spielt Nickel für viele Werkstoffe eine wichtige Rolle. Hauptsächlich wird es zur Stahllegierung verwendet und verbessert hier die Duktilität, Härte, Zähigkeit und Korrosionsbeständigkeit der Legierungen. Bekannte Legierungen mit hohem Nickelanteil sind beispielsweise die Edelstähle V2A und V4A mit acht bzw. elf Prozent Nickelanteil. Neben der Stahlherstellung gibt es noch weitere, teilweise sehr spezifische Anwendungsfälle in denen Nickel als Legierungselement verwendet wird. Die Palette reicht dabei von Werkstoffen wie Konstantan (einer Kupfer-Nickel-Legierung) über Raney-Nickel (einer Nickel-Aluminium-Legierung) bis hin zu Monel, einer Kupfer-Nickel-Eisen-Legierung. Diese Legierungen weisen jeweils sehr besondere Eigenschaften auf, die zu hochspezifischen Einsatzzwecken genutzt werden. So weist Monel beispielsweise eine extreme chemische Beständigkeit auf, weswegen Fluor-Druckgasflaschen aus diesem Werkstoff hergestellt werden.

Nickellegierungen

Nickellegierungen werden mit zahlreichen Legierungsmetallen hergestellt, unter anderem mit Chrom, Magnesium, Mangan, Aluminium und Beryllium. Auch Molybdän, Kobalt und Eisen werden häufig als Legierungselemente eingesetzt. Ihnen gemeinsam sind gute Korrosionsbeständigkeit und teilweise gute Hochtemperaturbeständigkeit. Das macht sie in der Industrie zu gern verwendeten Werkstoffen. Darüber hinaus können Nickellegierungen auch weitere, sehr spezielle Eigenschaften haben, zu zu spezifischen Anwendungszwecken für eine bestimmte Legierung führen. Daher sind die meisten Nickellegierungen international genormt. Zu diesen speziellen Eigenschaften können beispielsweise die thermische Ausdehnung, elektrische oder magnetische Besonderheiten zählen. Ein Beispiel hierfür sind extrem belastbare Nickelbasis-Superlegierungen, die für Turbinenschaufeln in Flugzeugen und Gasturbinen verwendet werden. Ihre guten Eigenschaften erlauben Betriebstemperaturen bis nahe an ihren Schmelzpunkt (ca. 1200 °C), bei zusätzlichen Maßnahmen wie innerer Kühlung sogar darüber hinaus.