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Über 13-8 PH Edelstahl: Eigenschaften, Anwendungen, Vor- und Nachteile
- John
Edelstahl 13-8 PH ist aufgrund seiner ausgewogenen Eigenschaften ideal für anspruchsvolle Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie und anderen Industriezweigen.
In diesem Artikel werden die wichtigsten Eigenschaften von Edelstahl 13-8 PH untersucht und seine Anwendungen in verschiedenen Sektoren behandelt.
Was ist 13-8 PH-Edelstahl?
13-8 PH Edelstahl besteht aus etwa 13% Chrom und 8% Nickel, der Rest besteht aus Eisen und kleinen Mengen anderer Elemente wie Molybdän und Aluminium. Es handelt sich um einen modernen martensitischen ausscheidungshärtenden Stahl. Er ist bekannt für seine ausgewogene Kombination aus hervorragender Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit. Er wird am häufigsten in Branchen wie der Luft- und Raumfahrt, der Verteidigung und der chemischen Verarbeitung verwendet.
13-8 PH Edelstahl-Äquivalente
- UNS S13800
- DIN EN 1.4534
- DIN X4CrNiMo13-8
13-8 PH Edelstahl-Normen
- AMS 5629
- ASTM A313
- ASTM A564
Chemische Zusammensetzung von 13-8 PH Edelstahl
| Element | C | Mn | Si | P | S | Cr | Ni | Mo | Al | Fe |
| wt% | 0,05 max | 0,10 max | 0,10 max | 0,010 max | 0,008 max | 12.25-13.25 | 7.5-8.5 | 2.00-2.50 | 0.90-1.35 | Bilanz |
13-8 PH Edelstahl Eigenschaften
Physikalische Eigenschaften von 13-8 PH Edelstahl
| Eigentum | Metrischer Wert | Imperialer Wert |
| Dichte | 7,75–7,85 g/cm³ | 0,280–0,2836 Pfund/Zoll³ |
| Schmelzpunkt | 1404 – 1471 °C | 2560 – 2680 °F |
| Wärmeleitfähigkeit | 14 W/m²K | 97,2 BTU·Zoll/Std.·ft²·°F |
| Thermische Ausdehnung | 10,6 μm/m·°C | 5,89 μin/in·°F |
| Elektrische Leitfähigkeit | 0,0001 Ohm-cm bei 25 °C | – |
Ist 13-8 Edelstahl magnetisch?
Im martensitischen Zustand ist es leicht magnetisch. Die magnetischen Eigenschaften von Edelstahl 13-8 können je nach Wärmebehandlung und mechanischer Bearbeitung variieren.
Mechanische Eigenschaften von 13-8 PH Edelstahl
| Eigentum | Typischer Wert |
| Zugfestigkeit | 1480 MPa (215.000 psi) |
| Streckgrenze | 1415 MPa (205.000 psi) |
| Brinell-Härte | 363 HB |
| Rockwell-Härte | 45 HRC |
| Vickers-Härte | 450 HV |
| Dehnung | 10-12% |
| Elastischer Modul | 195–200 GPa (28.300–29.000 ksi) |
Vorteile von 13-8 PH Edelstahl
Nachfolgend gehen wir detailliert auf diese Eigenschaften ein und zeigen, warum 13-8 PH in Branchen bevorzugt wird, in denen sowohl Festigkeit als auch Haltbarkeit erforderlich sind.
Hohe Festigkeit
13-8 PH kann wärmebehandelt werden, um eine extrem hohe Festigkeit zu erreichen. Es eignet sich perfekt für Teile, die schwere Lasten aushalten müssen, wie Flugzeuge und Industriemaschinen.
Wärmebehandelbarkeit
Seine Festigkeit und Härte können durch Wärmebehandlung eingestellt werden. Es ist sehr vielseitig für unterschiedliche Anwendungen geeignet, von kleinen Präzisionsteilen bis hin zu großen, starken Strukturen.
Ausgezeichnete Zähigkeit
Edelstahl 13-8 PH behält auch im gehärteten Zustand seine gute Zähigkeit. Er widersteht Rissen und Brüchen bei Stößen oder starkem Druck. Er wird beispielsweise in Druckbehältern und Fahrwerken von Flugzeugen eingesetzt.
Ermüdungswiderstand
Edelstahl 13-8 PH weist eine ausgezeichnete Ermüdungsbeständigkeit auf. Er kann mehrere Belastungszyklen ohne Rissbildung überstehen. Denn seine martensitische Struktur in Kombination mit Ausscheidungshärtung stärkt das Material auf Mikroebene.
Die Zusammensetzung der Legierung trägt außerdem zu einer gleichmäßigen Spannungsverteilung bei und verringert so die Gefahr einer Rissbildung durch ständige Vibrationen oder Lastwechsel. Diese Eigenschaft ist bei Anwendungen wie Flugzeugkomponenten und Turbinenschaufeln von entscheidender Bedeutung.
Korrosionsbeständigkeit
13-8 PH Edelstahl enthält Chrom, Nickel und Molybdän, die ihn vor Rost und Korrosion schützen. Er eignet sich gut für Umgebungen mit Feuchtigkeit, Chemikalien oder Salz, wie z. B. Meeres- oder Chemieverarbeitungsanlagen.
Dimensionsstabilität
Edelstahl 13-8 hat eine geringe Wärmeausdehnung. Er dehnt sich bei Temperaturschwankungen nur sehr wenig aus oder zieht sich nur wenig zusammen. Dies ist wichtig für Präzisionsteile wie Zahnräder oder Wellen, deren Größe auch bei Erhitzung exakt bleiben muss.
Mäßige magnetische Eigenschaften
Nach dem Aushärten wird 13-8 PH leicht magnetisch. Es ist nützlich bei Anwendungen, bei denen sowohl Festigkeit als auch ein gewisses Maß an magnetischer Reaktion erforderlich sind, wie beispielsweise bei bestimmten mechanischen Systemen.
Nachteile von 13-8 PH Edelstahl
Obwohl Edelstahl 13-8 PH viele hervorragende Eigenschaften hat, ist er nicht für jede Anwendung geeignet. Hier sind einige Einschränkungen von Edelstahl 13-8 PH.
Begrenzte Korrosionsbeständigkeit
Edelstahl 13-8 PH eignet sich gut für viele Umgebungen. Er ist jedoch nicht ideal für sehr aggressive Bedingungen, wie z. B. längere Einwirkung starker Säuren oder chloridreicher Umgebungen wie Meerwasser.
Sprödigkeit bei höheren Härtegraden
Wenn 13-8 PH wärmebehandelt wird, um maximale Härte zu erreichen, kann es etwas spröde werden. Dies liegt daran, dass die martensitische Struktur steifer wird, was die Fähigkeit zur Stoßabsorption verringert.
Komplexer Wärmebehandlungsprozess
Die Festigkeit und Härte von 13-8 PH hängen von einer präzisen Wärmebehandlung ab. Ohne sorgfältige Kontrolle erreicht es möglicherweise nicht seine volle Festigkeit oder Zähigkeit.
Hohe Kosten
Die Legierungselemente in 13-8 PH Edelstahl, wie Nickel, Chrom und Molybdän, machen seine Herstellung teurer. Darüber hinaus erhöht der aufwändige Wärmebehandlungsprozess die Gesamtkosten.
Die Anwendungen von 13-8 PH Edelstahl
Hier ist eine Übersicht über die wichtigsten Anwendungen von Edelstahl 13-8 PH:
- Luft- und Raumfahrt
Fahrwerke, Strukturbauteile, Aktuatoren.
- Öl und Gas
Ventile, Bohrausrüstung und Bohrlochwerkzeuge.
- Marine
U-Boot-Komponenten und Antriebssysteme.
- Chemische Verarbeitung
Pumpen, Ventile, Hochdruckreaktoren.
- Medizinische Geräte
Chirurgische Instrumente, Implantate.
- Stromerzeugung
Turbinenkomponenten, Wasserkraftausrüstung.
- Automobilindustrie
Hochleistungsteile, Getriebe, Antriebswellen.
Wärmebehandlung von 13-8 PH Edelstahl
Die Wärmebehandlung von 13-8 PH Edelstahl ist ein äußerst vielseitiger und kritischer Prozess. Je nach Anforderungen kann die Leistung des Materials dadurch weiter verbessert werden. Nachfolgend sind weitere Wärmebehandlungsverfahren aufgeführt, die angewendet werden können:
Lösungsglühen
- Auf 927 °C bis 940 °C (1700 °F bis 1725 °F) erhitzen und pro Zoll Dicke etwa 1 Stunde halten.
- Das Material befindet sich in einem weicheren Zustand (Zustand A) mit einer martensitischen Struktur und ist bereit zur weiteren Härtung.
Kryogene Behandlung (optional)
- Kühlen Sie das Material nach dem Lösungsglühen auf -73 °C (-100 °F) oder darunter ab und fahren Sie dann mit dem Altern fort.
- Verbessert Härte, Zähigkeit und Maßstabilität, besonders nützlich für kryogene oder Niedrigtemperaturanwendungen.
Alterung (Ausscheidungshärtung)
Nach dem Lösungsglühen erhöht die Aushärtung die Festigkeit und Härte des Materials. Verschiedene Aushärtungstemperaturen bieten unterschiedliche Gleichgewichte zwischen Festigkeit, Härte und Zähigkeit.
Hier ist die Tabelle mit den häufigsten Alterungsbeschwerden.
| Zustand | Alterungstemperatur | Haltezeit | Resultierende Eigenschaften |
| H950 | 510 °C (950 °F) | 4 Stunden | Maximale Festigkeit, hohe Härte |
| H1000 | 538 °C (1000 °F) | 4 Stunden | Hohe Festigkeit, verbesserte Zähigkeit |
| H1050 | 565 °C (1050 °F) | 4 Stunden | Ausgewogene Stärke und Zähigkeit |
| H1100 | 593 °C (1100 °F) | 4 Stunden | Geringere Festigkeit, höhere Zähigkeit |
| H1150 | 621 °C (1150 °F) | 4 Stunden | Geringste Festigkeit, maximale Zähigkeit |
| H1150M | Doppelte Alterung | Variiert | Maximale Zähigkeit, reduzierte Festigkeit |
Überalterung
- Überalterung ist ein spezifischer Zustand der Alterung. Sie tritt auf, wenn das Material über den Punkt der maximalen Festigkeit hinaus gealtert ist.
- Eine Überalterung wird dadurch erreicht, dass das Material bei einer höheren Temperatur (wie H1150M) oder über einen längeren Zeitraum gehalten wird. Manchmal ist eine doppelte Alterung erforderlich (z. B. erste Alterung bei 621 °C (1150 °F), dann bei 593 °C (1100 °F)).
- Maximiert die Zähigkeit und reduziert die Härte.
Wärmebehandlung nach dem Schweißen
- Nach dem Schweißen wird das Material lösungsgeglüht und anschließend ausgehärtet.
- Stellt sicher, dass der geschweißte Bereich die gleichen mechanischen Eigenschaften wie das restliche Material aufweist, und verhindert so Schwächen in der Wärmeeinflusszone (WEZ).
Andere Verarbeitungsmethoden von 13-8 PH Edelstahl
Die mechanische Bearbeitung von 13-8 PH Edelstahl kann verschiedene Schritte umfassen. Warmbearbeitung, Kaltbearbeitung, Schmieden, Formen und Schweißen sind optional. Die spanende Bearbeitung ist ein üblicher Schritt, um präzise Abmessungen zu erreichen.
Nach jedem mechanischen Prozess wird das Material normalerweise einer weiteren Wärmebehandlung unterzogen, um seine mechanischen Eigenschaften wiederherzustellen oder zu verbessern.
Heißarbeit
- Verformen Sie das Material bei hohen Temperaturen (1038 °C bis 1149 °C bzw. 1900 °F bis 2100 °F). Dazu gehören Warmwalzen, Schmieden oder Extrusion.
- Wird zum Formen großer oder komplexer Teile mit minimalem Rissrisiko verwendet.
Kaltbearbeitung
- Verformen von 13-8 PH-Edelstahl bei Raumtemperatur durch Prozesse wie Walzen, Ziehen oder Pressen.
- Erhöhen Sie die Festigkeit und Härte des Materials.
Bildung von
- Formgebungsverfahren wie Biegen, Stanzen oder Strecken zum Bilden bestimmter Formen ohne Materialentfernung.
- Verformt das Material in die gewünschte Form für strukturelle oder funktionale Zwecke.
Bearbeitung
- Schneiden, Bohren, Drehen oder Fräsen, um präzise Abmessungen und Geometrien zu erreichen.
- Dient zur Herstellung präziser, fertiger Bauteile nach Umformungsprozessen.
Schweißen
- Verbinden zweier Materialstücke durch Hitze und manchmal Füllmetall. Nach dem Schweißen kann das Material einer Wärmebehandlung unterzogen werden, um seine volle Festigkeit und Zähigkeit wiederherzustellen.
- Wird zum Zusammenbau komplexer Strukturen verwendet.
Darüber hinaus über 13-8 PH Edelstahl
Kann Edelstahl 13-8 rosten?
13-8 Edelstahl ist rost- und korrosionsbeständig.
Unter bestimmten extremen Bedingungen, wie beispielsweise längerer Einwirkung von Seewasser oder aggressiven Chemikalien, kann es dennoch zu Korrosion kommen.
Was ist der Unterschied zwischen 13-8 PH und 17-4 PH?
13-8 PH hat einen höheren Nickelgehalt und enthält Aluminium. Es ist für seine höhere Zähigkeit bekannt und weist ein besseres Verhalten gegenüber Spannungsrisskorrosion auf.
17-4 PH enthält mehr Chrom. Es bietet eine bessere allgemeine Korrosionsbeständigkeit, insbesondere in Meeresumgebungen.
Was ist PH 13-8 Mo Edelstahl?
PH 13-8 Mo Edelstahl ist eine ausscheidungshärtende Legierung mit Chrom, Nickel und Molybdän. Diese Legierung bietet verbesserte Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Zähigkeit. Sie wird in der Luft- und Raumfahrt sowie in der Öl- und Gasindustrie verwendet.
13-8 PH VS PH 13-8 Mo Edelstahl
PH 13-8 Mo enthält Molybdän. Es ist korrosionsbeständiger. PH 13-8 Mo weist nach der Wärmebehandlung normalerweise eine höhere Festigkeit auf.
Obwohl beide stark sind, wird PH 13-8 Mo für Anwendungen bevorzugt, die eine besonders hohe Korrosionsbeständigkeit erfordern.
Zusammenfassung
13-8 PH bietet hervorragende Ermüdungsbeständigkeit, Schweißbarkeit und Flexibilität durch Wärmebehandlungsprozesse. Es ist ein vielseitiges Material für anspruchsvolle Umgebungen.
Bei Steel Pro Group sind wir bestrebt, hochwertige Materialien für leistungsstarke industrielle Anforderungen bereitzustellen. Wenn Sie nach zuverlässigen Lösungen für Ihre Projekte suchen, wenden Sie sich bitte an Besuchen Sie unsere Website oder Kontaktieren Sie uns für eine persönliche Beratung und ein Angebot. Wir sind hier, um Ihnen zu helfen, die beste Materialauswahl für Ihre spezifischen Anforderungen zu treffen!
