1.4031 – AUF EINEN BLICK
Was für ein Stahl ist 1.4031?
Der Werkstoff 1.4031 ist ein martensitischer Chromstahl, er ist korrosions- und bedingt säurebeständig und hat eine gute chemische Beständigkeit. Er ist durch hohe Härte und Korrosionsbeständigkeit in vielen verschiedenen Bereichen, wie der Medizintechnik aber auch in der Lebensmitteltechnik, einsetzbar.
Eigenschaften
Der Werkstoff 1.4031 ist ein martensitischer Chromstahl. Durch seine Kombination aus Härte, Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit wird dieser Werkstoff im Maschinenbau, sowie in der Lebensmittelindustrie und in vielen anderen Industrien eingesetzt. Er wird aber auch für dekorative Zwecke und Kücheneinrichtungen benutzt.
• Martensitischer Chromstahl
• Gute mechanische Eigenschaften
• Gute Polierbarkeit
• Gute Korrosionsbeständigkeit
• Gute chemische Beständigkeit
• Schlecht schweißbar
• Bedingt säurebeständig
Anwendungsmöglichkeiten
Durch die Kombination aus hoher Härte, Korrosions- und Verschleißfestigkeit und Polierbarkeit kann der Edelstahl 1.4031 für viele verschiedene Anwendungen in verschiedenen Industrien eingesetzt werden.
Konkrete Anwendungsbeispiele:
• Allgemeiner Maschinenbau
• Medizintechnik
• Maschinenmesser
• Scheren
• Schneidwerkzeuge
• Rasiermesser
• Automobilindustrie
• Lebensmitteltechnik
• Verbindungselemente
• dekorative Zwecke
• Kücheneinrichtungen
• Energietechnik
• Federn
• Kolbenstangen
• Schrauben
1.4031 RICHTWERTE
Zusammensetzung – Chemische Analyse:
| C | Si | Mn | P | S | Cr |
|---|---|---|---|---|---|
| 0,36 - 0,42 | 0 - 1,0 | 0 - 1,0 | 0 - 0,04 | 0 - 0,015 | 12,5 - 14,5 |
Chemische Bezeichnung:
X39Cr13
Arbeitshärte:
50-55 HRC
Lieferzustand:
max. 241 HB
1.4031 Stahl
X39Cr13
PHYSIKALISCHE EIGENSCHAFTEN
Zu welcher Stahlgruppe gehört 1.4031?
• Martensitischer Edelstahl
• Edelstahl korrosionsbeständig
• Edelstahl säurebeständig
• Rostfreier Stahl
• Chromstahl
• Kunststoffformenstahl
Ist ein 1.4031 Edelstahl?
Der Werkstoff 1.4031 hat einen Massenanteil von 12,5 – 14,5 % Chrom und ist daher ein Edelstahl.
Ist 1.4031 korrosionsbeständig?
Um als korrosionsbeständig klassifiziert zu werden braucht eine Stahlgüte einen Massenanteil von mindestens 10,5 % Chrom. Mit einem Massenanteil von 12,5 – 14,5 % Chrom ist der 1.4031 daher ein korrosionsbeständiger Stahl.
Wie ist die allgemeine Korrosionsbeständigkeit von 1.4031?
Der Werkstoff 1.4031 ist korrosionsbeständig in gemäß aggressiven Umgebungen, wie in nicht chlorhaltigen Medien und schwach organischen Säuren. Die vorhandene Korrosionsbeständigkeit kann durch eine Oberflächenbehandlung wie z.B. Polieren oder Beschichten noch verbessert werden.
Ist 1.4031 magnetisierbar?
Als martensitischer Edelstahl ist der 1.4031 magnetisierbar.
Ist 1.4031 verschleißbeständig?
Der 1.4031 erhält auf einer Skala, auf der 1 niedrig und 6 hoch ist, eine 4 für seine Verschleißbeständigkeit.
1.4031 Stahl
X39Cr13 TECHNISCHE EIGENSCHAFTEN
Ist ein 1.4031 Messerstahl?
Edelstahl 1.4031 hat eine hohe Härte und Verschleißfestigkeit und lässt sich gut bearbeiten. Durch die vorhergegangenen Eigenschaften hat dieser Werkstoff eine gute Schneidhaltigkeit und lässt er sich gut nachschleifen. Durch seine gute Korrosionsbeständigkeit hat er einen guten Schutz gegen Rost und Korrosion, was ihn für Messer wie z.B. Rasiermesser oder auch Messer die im Freien eingesetzt werden, zu einer guten Wahl machen.
1.4031 Arbeitshärte
Die Arbeitshärte für den 1.4031 Werkstoff liegt in einem Bereich von 50 – 55 HRC.
1.4031 Stahldichte
Die Dichte von 1.4031 beträgt bei Raumtemperatur 7,7 g/cm3.
1.4031 Zugfestigkeit
1.4031 hat eine Zugfestigkeit von ca. 815 N/mm2. Um diese Erkenntnisse zu gewinnen, wird ein Zugversuch durchgeführt, der zeigt, wieviel Kraft erforderlich ist, um eine Probe zu strecken oder zu dehnen, bevor sie bricht.
1.4031 Zerspanbarkeit
Der DIN 1.4031 erhält auf einer Skala, auf der 1 niedrig und 6 hoch ist, eine 4 für seine Zerspanbarkeit.
1.4031 Wärmeleitfähigkeit
1.4031 Wärmeausdehnungskoeffizient
Der Wärmeausdehnungskoeffizient gibt an, wie stark sich das Material bei einer Temperaturänderung ausdehnen oder zusammenziehen kann. Dies ist eine sehr wichtige Information, insbesondere bei der Arbeit mit hohen Temperaturen, oder bei starken Temperaturschwankungen während der Anwendung.
Mittlerer Wärmeausdehnungskoeffizient
Wert vergütet
10-6m/(m*K)
Bei einer Temperatur von
10,5
20 – 100 °C
11,0
20 – 200 °C
11,5
20 – 300 °C
12,0
20 – 400 °C
1.4031 Spezifische Wärmekapazität
Dieser Wert gibt an, wieviel Wärme benötigt wird, um eine bestimmte Menge an Material um 1 Kelvin zu erwärmen.
Die Wärmeleitfähigkeit von Edelstahl 1.4031 liegt bei 30,0 W/(m*K) bei Raumtemperatur.
1.4031 Spezifischer elektrischer Widerstand
Den spezifischen elektrischen Widerstand können Sie der folgenden Tabelle entnehmen. Die elektrische Leitfähigkeit ist der Gegenwert des spezifischen elektrischen Widerstands.
Spezifischer elektrischer Widerstand
Wert (Ohm*mm²)/m
Bei einer Temperatur von
0,65
20 °C
1.4031 Elastizitätsmodul (e-Modul)
Das Spannungs- und Dehnungsmodul, bzw. das Elastizitätsmodul (Youngscher Modul), für 1.4031 liegt bei 215 kN/mm2.
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1.4031 Stahl
X39Cr13 VERFAHREN
1.4031 Wärmebehandlung
Bei der Wärmebehandlung werden Werkstoffeigenschaften festgelegt. Daher sollte diese immer mit Bedacht durchgeführt werden. Es werden Eigenschaften wie Festigkeit, Zähigkeit, Oberflächenhärte und Temperaturbeständigkeit festgelegt, die wiederum die Lebensdauer von Bauteilen, Werkzeugen und Komponenten verlängern/verbessern können.
Zur Wärmebehandlung gehören das Lösungsglühen, Weichglühen, Normalisieren, Spannungsarmglühen, aber auch das Anlassen, Härten und Abschrecken oder Vergüten.
1.4031 Weichglühen
Zum Weichglühen wird das Material auf eine Temperatur von 760 – 800 °C erhitzt und dann im Ofen oder an der Luft abgekühlt.
1.4031 Spannungsarmglühen
Um den 1.4031 spannungsarm zu glühen wird das Material auf eine Temperatur von 600 – 650 °C erhitzt und dann im Ofen abgekühlt.
1.4031 Härten
Der Edelstahl wird gleichmäßig auf eine Temperatur von 1000 – 1050 °C erhitzt, gehalten und zum Abschluss abgeschreckt.
1.4031 Abschrecken
Der Werkstoff 1.4031 kann in den folgenden Medien abgeschreckt werden:
• Luft
• Öl
• Wasserbad (500 – 550 °C)
1.4031 Kontinuierliches ZTU-Diagramm
Dieses Diagramm zeigt Mikro-Veränderungen im Laufe der Zeit bei verschiedenen Temperaturen an. Diese sind bei der Wärmebehandlung wichtig, da sie Aufschluss über die optimalen Bedingungen für Prozesse wie Härten, Glühen und Normalisieren geben.
1.4031 Isothermisches ZTU-Diagramm
Dieses Diagramm zeigt die strukturellen Veränderungen auf Mikroebene im Laufe der Zeit bei einer konstanten Temperatur. Es zeigt, bei welcher Temperatur und nach welcher Zeit sich verschiedene Phasen, z. B. Perlit, Martensit oder Bainit, zu bilden beginnen.
1.4031 Stahl
X39Cr13 OBERFLÄCHENBEHANDLUNG
1.4031 Stahl
X39Cr13 OBERFLÄCHEN-
BEHANDLUNG
Die Wahl der Oberflächenbehandlung hängt von den Anforderungen, der Umgebung in der die Werkstücke/Werkzeuge gebraucht werden, den benötigten Eigenschaften und der zu erwartenden Belastungen ab. Nachfolgend ein paar Beispiele für mögliche Oberflächenbehandlungen.
1.4031 Karbonitrierung
Durch diesen Prozess diffundieren Stickstoff und Kohlenstoff in die Oberfläche des Metalls, was ihm eine höhere Härte und Verschleißfestigkeit verleiht.
1.4031 Passivierung
Durch die Passivierung werden freies Eisen und Verunreinigungen von der Oberfläche entfernt und eine passive Oxidschicht erzeugt, die Rost und andere Korrosion verhindern kann, wenn das Material korrosiven Umgebungen ausgesetzt wird.
1.4031 Elektropolieren
Elektropolieren ist ein nicht-mechanisches chemisches Verfahren, bei dem mit Hilfe von elektrischem Strom eine dünne Materialschicht abgetragen wird, um dem Material eine glatte und glänzende Oberfläche zu verleihen und die Anhaftung von Bakterien zu minimieren, was bei medizinischen Geräten und/oder Geräten zur Lebensmittelverarbeitung von Vorteil sein kann.
1.4031 Sand- und Perlstrahlen
Schleifpartikel wie Sand oder Glas- oder Keramikperlen werden gegen die Oberfläche gestrahlt, um Verunreinigungen wie Rost, Farbe oder Zunder zu entfernen und eine gleichmäßige matte Oberfläche zu erzielen.
1.4031 Polieren
Es ist möglich, dieses Material auf Hochglanz zu polieren. Dazu sind mehrere Poliervorgänge notwendig.
Vor dem Polieren sollte sicher gestellt werden, dass das Werkstück, Werkzeug und der Arbeitsbereich frei von Partikeln und Staub sind. Kleinstpartikel und Staubkörner können ungebetene Schäden (Pitting) an der Oberfläche des Werkstückes hinterlassen und Eintrittspunkt für größere Beschädigungen, wie z.B. Lochfraß oder Rissbildung, werden, aber auch tiefe Kratzer verursachen, die nicht nur unansehnlich sind, sondern das Werkstück im schlimmsten Fall unbrauchbar machen können.
Die richtigen Polierscheiben,-steine und -paste können ein glänzendes Ergebnis erzeugen.
1.4031 PVD- und CVD-Verfahren
Sowohl die PVD- (Physical Vapor Deposition) als auch die CVD Beschichtung (Chemical Vapor Deposition) bringen eine dünne Schicht auf die Materialoberfläche auf, die die Verschleißfestigkeit erhöhen, oder die Reibung verringern kann.
• PVD – physikalische Gasphasenabscheidung
• CVD – chemische Gasphasenabscheidung
1.4031 Stahl
X39Cr13 BEARBEITUNG
1.4031 Schmieden
Zur Warmumformung wird das Material 1.4031 auf eine Temperatur zwischen 1050 – 1100 °C erhitzt und sollte nicht weiter bearbeitet werden, wenn die Temperatur 800 °C unterschreitet.
Zum Abkühlen werden die Werkstücke in den Ofen gelegt wo sie langsam abkühlen können. Werkstücke können auch in trockener Asche oder ähnlichen Abkühlmedien gelegt werden, da diese das langsame Abkühlen der Stücke gewährleisten und damit keine neuen Spannungen aufgebaut werden.
Nach dem Schmieden sollten die Werkstücke einer Wärmebehandlung unterzogen werden, um die Mikrostruktur wieder in Einklang zu bringen und innere Spannungen wieder abzubauen.
1.4031 Schweißen
Im Allgemeinen ist das Schweißen dieser Stahlgüte sehr schwierig. Sollte es nötig sein Reparaturen vorzunehmen muss darauf geachtet werden, dass dieser Werkstoff ein lufthärtender Chromstahl ist und nur mit den geeigneten Methoden, Zusätzen und Elektroden geschweißt wird, um notwendige Reparaturen durchzuführen.
