Den ausgezeichneten Korrosionseigenschaften nichtrostender Stähle steht bei mechanisch beanspruchten Komponenten die ungenügende Verschleißbeständigkeit entgegen. Es gibt verschiedene Möglichkeiten, das Verschleißverhalten dieser Stähle zu verbessern, die allerdings zum Teil mit einer Verringerung der Korrosionsbeständigkeit verbunden sind. Im vorliegenden Beitrag wird eine Elektronenstrahl‐Randschichtbehandlungs‐Technologie vorgestellt, mit der das Verschleißverhalten von austenitischen Stählen (X6CrNiMoTi17‐12‐2) sowie von Duplexstählen (X2CrNiMoN22‐5‐3) deutlich verbessert wird, ohne die Korrosionseigenschaften negativ zu beeinflussen. Die verwendeten Co‐ bzw. Fe‐basierten Zusatzstoffe (Stellite® alloy 12, Mogul S3 von Mogul Metallizing GmbH) wurden unter Nutzung des Elektronenstrahls (EB) auf die Grundwerkstoffe aufgetragen. Die erzeugten Schichten sind riss‐ und porenfrei und metallurgisch sehr gut mit dem Grundwerkstoff verbunden. Die Auftragschichten werden bezüglich Gefüge, Härte, Verschleiß‐ und Korrosionsverhalten bewertet. Im Vergleich zu den Grundwerkstoffen wurde als Ergebnis des EB‐Auftragens der Verschleißkoeffizient k mit Fe‐basiertem Zusatzstoff um den Faktor 100 und mit Co‐basiertem Zusatzstoff um den Faktor 10 verbessert. Der Korrosionswiderstand blieb bei den Fe‐basierten Schichten erhalten und erhöhte sich bei den Co‐basierten Schichten um den Faktor 3.

KurzfassungDas Verhalten nichtrostender Stähle bei tribologischen Beanspruchungen wird durch die Anreicherung der Randschicht mit Stickstoff und/oder Kohlenstoff erheblich verbessert. Zur Aufrechterhaltung der Korrosionsbeständigkeit muss dabei jedoch die Ausscheidung von Chromnitriden bzw. -carbiden unterdrückt werden. Beim Plasmanitrocarburieren wird durch die Kombination der Wirkung von Stickstoff und Kohlenstoff ein zweilagiger Schichtaufbau bestehend aus äußerem expandierten Stickstoff-Austenit und darunterliegendem expandierten Kohlenstoff-Austenit gebildet. Aufgrund der unterschiedlichen Elemente (Stickstoff/Kohlenstoff) und deren Wirkung unterscheiden sich die Eigenschaften der jeweiligen Schicht stark. In Abhängigkeit der Variation des Kohlenstoffangebots sowie Behandlungstemperatur und -dauer können die resultierenden Schichteigenschaften beanspruchungsgerecht optimiert werden. Ergebnisse von Untersuchungen an austenitischen und austenitisch-ferritischen Stählen zum Einfluss der Prozessparameter auf die Zusammensetzung und die Eigenschaften des expandierten Austenits werden vorgestellt und diskutiert.