1.4841 – AUF EINEN BLICK
Was für ein Stahl ist 1.4841?
1.4841 (X15CrNiSi25-21) ist ein austenitischer, hitzebeständiger Stahl. Der Zusatz unter anderem von Silizium im Edelstahl 1.4841 macht diese Stahlgüte widerstandsfähiger gegen Oxidation und verhindert die Verzunderung bei erhöhten Temperaturen.
Andererseits macht der Dauereinsatz in einem Temperaturbereich von 650 – 900 °C diesen rostfreien Stahl anfälliger für Phasenumwandlungen und Versprödung. Dieser Werkstoff eignet sich zum Kaltumformen und Kaltstauchen, Hammer- und Gesenkschmieden und ist nicht magnetisierbar.
Eigenschaften
Der Edelstahl 1.4841 ist aufgrund seiner hohen Temperaturbeständigkeit eine gute Wahl für Hochtemperaturumgebungen. Er hat eine gute Korrosionsbeständigkeit in milden Atmosphären und lässt sich relativ leicht umformen. Wie bei allen Werkstoffen sollten bei der Wahl des Materials die Anwendungen und die gewünschten Eigenschaften berücksichtigt werden.
Konkret bedeutet das:
• Hitzebeständig
• Chrom-Nickel-Molybdän-Stahl
• Beständigkeit gegen Oxidation bei hohen Temperaturen
• Gute Festigkeitseigenschaften
• Ausgezeichnete chemische Beständigkeit bei hohen
Temperaturen bis zu 1100 °C
• Sehr gute Korrosionsbeständigkeit
• Kriechbeständig bei hohen Temperaturen
• Nicht magnetisierbar
Anwendungsmöglichkeiten
Edelstahl 1.4841 kann bei hohen Temperaturen von bis zu 1100 °C eingesetzt werden und ist zunderbeständig, was ihn ideal für Ofenkomponenten, Erzaufbereitungs- und Brennofenkomponenten, sowie für Wärmebehandlungsanlagen wie Wärmetauscher und Wärmeleiter macht. Bei hohen Temperaturen wird das Material nicht weich oder spröde, was von Vorteil bei der Verwendung von 1.4841 in Wärmetauschern mit aggressiven Atmosphären, Hochtemperatur-Oxidation und Aufkohlung ist. Der 1.4841 kann bei hohen Temperaturen und über längere Zeiträume hinweg dem Kriechen (eine Verformung über einen längeren Zeitraum bei erhöhten Temperaturen und hoher, konstanter Belastung) widerstehen.
Konkrete Anwendungsbeispiele:
• Apparatebau für Hochtemperatureinsatz
• Automobilindustrie
• Chemieindustrie
• Erdölindustrie
• Zement-Kettenindustrie
• Maschinenbau
• Ofenbau
• Glühmuffeln
• Emaillierroste
• Brennkörbe
• Heizleiter
1.4841 RICHTWERTE
Zusammensetzung – Chemische Analyse:
| C | Si | Mn | P | S | Cr | Ni | N |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0,0 - 0,2 | 1,5 - 2,5 | 0,0 - 2,0 | 0,0 - 0,045 | 0,0 - 0,015 | 24,0 - 26,0 | 19,0 - 22,0 | 0,0 - 0,11 |
Chemische Bezeichnung:
X15CrNiSi25-21
Arbeitshärte:
ca. 223 HB (Lieferzustand)
Lieferzustand:
max. 223 HB
1.4841 PHYSIKALISCHE EIGENSCHAFTEN
Zu welcher Stahlgruppe gehört 1.4841?
• Austenitischer Edelstahl
• Edelstahl korrosionsbeständig
• Edelstahl säurebeständig
• Rostfreier Stahl
• Chrom-Nickel Stahl
• V4A Stahl
Ist der 1.4841 ein Edelstahl?
Ja, der 1.4841 ist ein Edelstahl. Um als Edelstahl eingestuft zu werden, muss das Material mindestens 10,5 % Chrom enthalten. 1.4841 hat einen Massenanteil von 24 – 26 %.
Ist 1.4841 Stahl korrosionsbeständig?
Ja, mit einem Chromgehalt von 24 – 26 % ist der 1.4841 korrosionsbeständig.
1.4841 Allgemeine Korrosionsbeständigkeit
Im Allgemeinen ist der DIN 1.4841 beständig gegen Verzunderung bei hohen Temperaturen und kann seine guten mechanischen Eigenschaften bei solch hohen Temperaturen beibehalten. Er zeigt Einschränkungen in aggressiveren Umgebungen, z. B. bei Chloridionen. Für diese Umgebungen sind nichtrostende Stähle mit Molybdänzusatz besser geeignet.
1.4841 Oxidationsbeständigkeit
Diese Stahlgüte ist ideal für den Einsatz bei hohen Temperaturen bis zu 1100 °C , da sie oxidationsbeständig ist.
1.4841 Interkristalline Korrosion
Durch den Zusatz von Kohlenstoff ist diese Legierung nach einer Sensibilisierung anfällig für interkristalline Korrosion.
1.4841 Korrosionsbeständigkeit in verschiedenen Umgebungen
Der 1.4841 bietet aufgrund seines Chromgehalts eine gute Korrosionsbeständigkeit in milden Umgebungen. Chrom bildet eine schützende passive Oxidschicht, die Korrosion oder weitere Erosion verhindern kann.
In aggressiven Umgebungen, die z. B. Chlorid enthalten, ist der 1.4841 nicht so widerstandsfähig und kann anfällig für die Bildung von Spannungsrisskorrosion sein.
1.4841 Atmosphärische Korrosion
Oberhalb von 650 °C besteht bereits eine begrenzte Korrosionsbeständigkeit gegenüber reduzierenden oder oxidierenden Gasen mit einem Schwefelgehalt.
Oberhalb von 900 °C weist 1.4841 nur eine begrenzte Korrosionsbeständigkeit gegenüber aufkohlenden Gasen oder sauerstoffarmen Gasen mit Stickstoffgehalt auf.
Ist Edelstahl 1.4841 magnetisierbar?
Als austenitischer Edelstahl ist der 1.4841 im geglühten Zustand nicht magnetisch. Durch Kaltverformung, Schweißen und unter bestimmten Bedingungen, sowie bei längerer Einwirkung von hohen Temperaturen, kann das Material leicht magnetisch werden. Diese Werkstoffgüte ist nicht für die Magnetspanntechnik geeignet.
1.4841 Warmarbeit
Erhitzen Sie das Werkstück langsam und gleichmäßig auf einen Temperaturbereich von 1200 – 950 °C und führen Sie die Warmumformung durch. Lassen Sie die Temperatur nicht unter 1000 °C fallen und führen Sie nach der Warmumformung einen Glühvorgang durch, insbesondere, wenn die Temperatur während der Warmumformung des Materials unter 1000 °C gefallen ist.
1.4841 Kaltarbeit
Aufgrund seiner austenitischen Struktur, die das Material duktiler macht, lässt sich der Edelstahl 1.4841 leicht kalt umformen. Teile, die über einen längeren Zeitraum hohen Temperaturen (650 – 900 °C) ausgesetzt waren, sollten nicht kaltverformt werden, da das Material anfällig für intergranulare Karbidausscheidungen ist.
1.4841 Verschleißbeständigkeit
Dieser Edelstahl erhält auf einer Skala, auf der 1 niedrig und 6 hoch ist, eine 1 für seine Verschleißbeständigkeit.
1.4841 Temperaturbeständigkeit
Edelstahl 1.4841 ist ein hitzebeständiger Edelstahl mit guter Oxidationsbeständigkeit und ausgezeichneter chemischer Beständigkeit bei Temperaturen bis zu 1100 °C. Die Korrosionsbeständigkeit dieses hitzebeständigen Stahls ist jedoch in bestimmten Atmosphären eingeschränkt (siehe Korrosionsbeständigkeit).
1.4841 TECHNISCHE EIGENSCHAFTEN
1.4841 Arbeitshärte
Die Arbeitshärte von Edelstahl 1.4841 liegt im Bereich von <20 HRC.
1.4841 Stahldichte
Die typische Dichte von Edelstahl 1.4841 beträgt 7,9 g/cm3 bei Zimmertemperatur.
1.4841 Zugfestigkeit
Der 1.4841 hat eine Zugfestigkeit von ca. 755 N/mm2. Um diesen Wert zu erreichen, wird ein Zugversuch durchgeführt, um zu zeigen, wieviel Kraft erforderlich ist, um eine Probe zu strecken oder zu dehnen, bevor sie bricht.
1.4841 Zerspanbarkeit
Die Bildung von Karbiden in 1.4841 kann den Verschleiß von Schneidwerkzeugen erhöhen. Aufgrund der starken Kaltverfestigung und der schlechten Wärmeleitfähigkeit sind eine angemessene Kühlung und qualitativ hochwertige Werkzeuge erforderlich. Edelstahl 1.4841 sollte mit niedriger Schnittgeschwindigkeit und geringer Schnitttiefe bearbeitet werden.
Auf einer Skala, auf der 1 niedrig und 6 hoch ist, erhält der 1.4841 eine 2 für seine Zerspanbarkeit.
1.4841 Wärmeleitfähigkeit
Die Wärmeleitfähigkeit für Werkstoff 1.4841 bei einer Temperatur von 20 °C beträgt 15 W/(m*K).
1.4841 Wärmeausdehnungskoeffizient
Die folgende Tabelle zeigt die 1.4841 Ausdehnung bzw. Kontraktion bei verschiedenen Temperaturen, was für Arbeiten bei hohen Temperaturen oder bei starken Temperaturschwankungen sehr wichtig sein kann.
Mittlerer Wärmeausdehnungskoeffizient
10-6m/(m*K)
Temperatur
~ 17
20 – 100 °C
~ 18
20 – 800 °C
~ 19
20 – 1000 °C
~ 19,5
20 – 1200 °C
1.4841 Spezifische Wärmekapazität
Die spezifische Wärmekapazität von Edelstahl 1.4841 bei Raumtemperatur beträgt 0,5 J/kg*K. Dieser Wert gibt an, wieviel Wärme benötigt wird, um eine bestimmte Menge an Material um 1 Kelvin zu erwärmen.
1.4841 Spezifischer elektrischer Widerstand
Die folgende Tabelle zeigt den spezifischen elektrischen Widerstand von Edelstahl 1.4841. Die elektrische Leitfähigkeit ist der Gegenwert des spezifischen Widerstands.
Tabelle des spezifischen elektrischen Widerstands
Wert (Ohm*mm2)/m
Bei einer Temperatur von
~ 0,9
20 °C
1.4841 Elastizitätsmodul (e-Modul)
Das Spannungs- und Dehnungsmodul, oder das Elastizitätsmodul (Youngscher Modul), für Edelstahl 1.4841 ist bei 200 N/mm2.
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1.4841 VERFAHREN
1.4841 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.
1.4841 Lösungsglühen
Erhitzen Sie die Werkstücke gleichmäßig auf eine Temperatur von 1050 – 1150 °C und schrecken Sie sie anschließend in Wasser ab oder kühlen Sie sie schnell an der Luft ab.
Das folgende Diagramm zeigt die mechanischen Eigenschaften bei erhöhten Temperaturen im Lösungsgeglühten Zustand (+AT) auf:
1.4841 Härten
1.4841 Abschrecken
Austenitische Stähle werden abgeschreckt, um die Bildung von Chromkarbiden zu verhindern und eine optimale Korrosionsbeständigkeit zu gewährleisten. Im Gegensatz zu martensitischen Stählen härten austenitische Stähle beim Abschrecken nicht aus. Das Abschrecken sollte immer im Hinblick auf die gewünschten Anwendungen und die nächsten Schritte erfolgen.
• Wasser
• Luft
1.4841 OBERFLÄCHEN-
BEHANDLUNG
1.4841 OBERFLÄCHENBEHANDLUNG
Der austenitische, nichtrostende 1.4841 ist zwar korrosionsbeständig, aber einige Oberflächenbehandlungen können dies noch verstärken oder für ästhetische Zwecke eingesetzt werden. Bei der Auswahl einer Oberflächenbehandlung sollten die Anwendungen, für die die Werkzeuge oder Teile verwendet werden, sowie die Eigenschaften, die sie haben sollten, berücksichtigt werden. Hier eine Auswahl von Oberflächenbehandlungen, die für den 1.4841 verwendet werden können:
1.4841 Beizen
Beim Beizen werden Verunreinigungen, Zunder und Rost von der Oberfläche entfernt, indem das 1.4841 Material in eine Salpeter- und Flusssäure getaucht wird. Das Beizen hinterlässt eine matte Oberfläche und kann dazu beitragen, die Korrosionsbeständigkeit z. B. nach dem Schweißen wiederherzustellen.
1.4841 Polieren
Nach dem Aufpolieren kann der 1.4841 von Hand oder maschinell auf Hochglanz poliert werden. Vergewissern Sie sich, dass Ihr Arbeitsumfeld trocken und staubfrei ist, bevor Sie mit diesem Verfahren beginnen. Beim Polieren dieses Materials ist darauf zu achten, dass alle Verunreinigungen von der Oberfläche entfernt wurden, um sie beim Polieren nicht zu verkratzen. Achten Sie darauf, das Material nicht überzupolieren und die richtigen Polierwerkzeuge und Hilfsmittel zu verwenden. Durch das Polieren werden feinste Verunreinigungen von der Oberfläche entfernt, die sonst der mögliche Ausgangspunkt von Korrosionsstellen werden können.
1.4841 Laser- und elektrochemisches Texturieren
Beide Verfahren können ein Oberflächenmuster erzeugen, das zur Verringerung der Reibung oder zur Verbesserung der Haftung beitragen kann.
Mit der Lasertexturierung können bestimmte Bereiche präzise texturiert werden, indem mit Hilfe von Laserimpulsen Material vom Werkstück abgetragen wird.
Bei der elektrochemischen Texturierung wird ein Substrat als positive Elektrode in einer elektrochemischen Zelle angeschlossen. Dadurch wird die Elektrolytflüssigkeit umgewälzt, was zu elektrochemisch geätzten Vertiefungen führt.
1.4841 BEARBEITUNG
1.4841 Maßänderungen
Maßänderungen während des Erhitzens und Abkühlens treten bei allen Werkstoffen auf, so auch beim Edelstahl 1.4841. Wenn das Material sowohl erwärmt als auch einer hohen Belastung ausgesetzt wird, kann es zu einer Reduzierung der Spannungen kommen, was zu möglichen Maßänderungen führt. Die Berücksichtigung dieser Veränderungen ist wichtig, wenn enge Toleranzen bei den Abmessungen der fertigen Teile nötig sind.
1.4841 Tiefkühlbehandlung
Eine Tiefkühlbehandlung wird häufig durchgeführt, um Martensit in Austenit umzuwandeln. Der bereits austenitische 1.4841 kann von dieser Behandlung profitieren, um das austenitische Gefüge zu stabilisieren, die mechanischen Eigenschaften zu verbessern, Spannungen abzubauen oder die Korrosionsbeständigkeit zu erhöhen.
1.4841 Schmieden
Erhitzen Sie Werkstücke auf einen Temperaturbereich von 1175 – 1000 °C und beenden Sie den Prozess durch schnelles Abkühlen in Wasser oder Luft.
1.4841 Schweißen
Da austenitische Stähle im Vergleich zu unlegierten Stählen nur eine Wärmeleitfähigkeit von 30 % und einen niedrigeren Schmelzpunkt haben, sollten austenitische Stähle mit einer geringeren Wärmezufuhr als unlegierte Stähle geschweißt werden. Um ein Durchbrennen oder eine Überhitzung dünnerer Teile zu vermeiden, wird empfohlen, eine höhere Schweißgeschwindigkeit anzuwenden. Der Edelstahl 1.4841 hat einen viel höheren Wärmeausdehnungskoeffizienten als unlegierte Stähle. In Verbindung mit der schlechteren Wärmeleitfähigkeit ist mit größerem Verzug zu rechnen.
