Austenit

Austenit bezeichnet eine Gefügeart des Eisens oder Eisenlegierung. Dieser stellt den Hauptgefügebestandteil von vielen rostfreien Stähle dar. 

Was ist Austenit?

Bei den austenitischen Stählen und Legierungen stellt es den wichtigsten Gefügebestandteil dar. Er liegt normalerweise im metastabilen Zustand vor. Neben dem Gefügebestandteil gibt es ebenfalls die austenitische Phase. Diese ist kubisch-flächenzentriert und stellt den Hauptanteil des Gefüges dar.

Austenit zeichnet sich im Auflichtmikroskop durch die typischen Zwillingsgrenzen aus, hervorgerufen durch die geringe Stapelfehlerenergie. Die Legierungszusammensetzung kann eingebettet in der austenitischen Matrix vorliegen. Hierfür muss aber die Bildung von nichtmetallischen Einflüssen begünstigt sein.

Was sind die Eigenschaften von Austenit?

Der Gefügebestandteil weist folgende Eigenschaften auf:

  • Die Festigkeitswerte von Austenit fallen niedrig aus. Der Wert der 0,2 % Dehngrenze liegt für austenitische Standardstähle bei Raumtemperatur zwischen 200 – 2005 N/mm2. Die Zugfestigkeit erreicht dabei einen Wert von rund 600 N/mm2.
  • Es weist hohe Zähigkeitswerte auf. Die Bruchdehnungswerte übersteigen mit 40 – 50 % die von ferritischen Stählen in etwa um das Doppelte.
  • Die Wärmeleitfähigkeit von Austenit ist gering.
  • Der Wäremausdehnungskoeffizient auf der anderen Seite ist relativ hoch.
  • Durch Kaltverformung kann eine massive Steigerung der Festigkeit erzielt werden. Dies führt zu einer schlechten Zerspanbarkeit von austenitischen Stählen.
  • Durch die niedrige Stapelfehlenergie weist Austenit eine hohe Warmfestigkeit auf.

Wie ist die Zerspanbarkeit von Austenit?

Austenitischer Stahl zeichnet sich durch eine vergleichsweise schlechte Zerspanbarkeit aus. Es kann also bei Fräs-, Bohr- oder Dreharbeiten zu Problemen kommen. Gegenüber den anderen Gefügebestandteilen, wie in etwa Martensit oder Zementit, weist Austenit eine hohe Verformbarkeit und eine mittlere Zugfestigkeit und Härte auf. 

Bei der Bearbeitung kommt es durch die hohe Verformbarkeit immer wieder zu verklebten Schneiden. Ebenfalls kann häufig die Bildung von Aufbauschneiden nicht verhindert werden. Besonders stark ausgeprägt ist die Neigung zu Adhäsion und das Bilden von langen Band- und Wirrspänen. 

Dadurch das Austenit diese hohe physische Verformung aufweist, kommt es schon bei der Bearbeitung zu einer Kaltverfestigung der neuen Oberfläche. Hierdurch wirken zusätzliche Schnittkräfte auf die Materialien bei der Weiterverbreitung. 

Die geringe Wärmeleitfähigkeit von Austenit wirkt sich ebenfalls negativ auf die Bearbeitung des Werkstoffes aus. Aus diesem Grund kann die entstehende Wärme nicht in den Span abgegeben werden und die Schneide des Werkzeugs unterliegt einer hohen thermischen Belastung.

Schweißbarkeit von austenitischen Stahl

Austenitische Stähle zeichnen sich durch eine sehr gute Schweißbarkeit aus. Die Gefahr eines Kaltrisses oder einer Grobkornbildung tritt nicht auf. Chromkarbide können sich aber durch die entstehende Schweißwärme bilden. Für Stähle mit einem Kohlenstoffgehalt von mehr als 0,07 % besteht die Möglichkeit durch diese Karbide eine interkristalline Korrosion zu erfahren. Dem entgegensteuern kann man mit Schweißzusätzen mit einem geringen Kohlenstoffgehalt.