Stickstoff ist ein Austenitstabilisator, der die Korrosionsbeständigkeit von Edelstahl verbessern kann, bei Baustahl jedoch Sprödigkeit verursacht – daher beschränkt sich sein Einsatz hauptsächlich auf Formiergas-Anwendungen, bei denen eine kontrollierte Stickstoffaufnahme vorteilhaft ist. Seine Auswirkungen hängen stark von der Werkstoffzusammensetzung und den Abkühlraten ab.
Stickstoff: Austenitstabilisierung und begrenzte Einsatzgebiete
Metallurgische Wirkung von Stickstoff
- Austenitstabilisierung. Stickstoff erweitert das Austenitphasenfeld, ähnlich wie Nickel und Mangan.
- Mischkristallverfestigung. Kleine Stickstoffatome passen zwischen die Eisenatome und erhöhen Festigkeit und Härte.
- Korrosionsverbesserung. Bei Edelstählen verbessert Stickstoff die Lochfraß- und Spaltkorrosionsbeständigkeit.
- Versprödungsrisiko. Übermäßiger Stickstoff bildet spröde Nitridphasen in vielen Stahlsorten.
Materialspezifische Reaktionen
- Austenitischer Edelstahl: Vorteilhafte Stickstoffaufnahme verbessert Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit.
- Duplex-Edelstahl: Kontrollierter Stickstoff für ein ausgewogenes Austenit-/Ferrit-Gefüge unerlässlich.
- Baustahl: Stickstoff verursacht Versprödung und sollte generell vermieden werden.
- Hochstickstoff-Stähle: Speziallegierungen, die Stickstoff als primären Verfestigungsmechanismus nutzen.
Begrenzte Anwendungsbereiche
Edelstahl-Formierung: Reiner Stickstoff verhindert Oxidation ohne Kohlenstoff oder Wasserstoff einzubringen.
Duplex-Edelstahl-Schweißen: Stickstoffhaltige Formierung erhält das korrekte Phasengleichgewicht.
Hochstickstoff-Edelstahl: Speziallegierungen benötigen Stickstoffschutz zur Eigenschaftserhaltung.
Kostengünstige Spülung: Stickstoff ist günstiger als Argon für unkritische Formierungsanwendungen.
Reiner N2
Stickstoff-Formierung
99,95% N2Warum reiner Stickstoff zur Formierung geeignet ist: Bietet ausgezeichneten Oxidationsschutz für Edelstahl-Wurzellagen und ist dabei deutlich wirtschaftlicher als Argon bei großvolumiger Spülung.
Beste Stickstoff-Anwendungen: Edelstahl-Rohrformierung, Duplex-Edelstahl-Schweißen und alle Anwendungen, bei denen eine geringe Stickstoffaufnahme akzeptabel oder vorteilhaft ist.
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