Molybdän, ein Übergangsmetall, weist vielfältige Oxidationsstufen auf, die bei Redoxreaktionen mit Elektronentransfer hauptsächlich zwischen +6 und +5 schwanken. Dieses Element ist nicht nur biologisch, sondern auch in der Metallurgie, insbesondere bei der Stahl- und Legierungsherstellung, von entscheidender Bedeutung. Molybdän und Ferromolybdän dienen als Standardmaterialien in der Stahlerzeugung, wobei Molybdänoxidkonzentrate gelegentlich zur Direktreduktion bestimmter Stahlsorten eingesetzt werden. Die Erdkruste enthält schätzungsweise 19 Millionen Tonnen Molybdän, von denen etwa 8,6 Millionen Tonnen abbaubar sind.
Elementare Informationen:
Name: Molybdän
Symbol: Mo
Ordnungszahl: 42
Atomvolumen: 95,94
Der Einfluss von Molybdän auf die Mikrostruktur und Wärmebehandlung von Edelstahl
Molybdän kann sich in Ferrit, Austenit und Karbid lösen und dadurch den austenitischen Phasenbereich im Stahl verringern.
Abhängig von seiner Konzentration bildet es bei niedrigeren Konzentrationen Zementit mit Eisen und Kohlenstoff, bei höheren Konzentrationen führt es zur Bildung einzigartiger Molybdäncarbide. Hinsichtlich der Verbesserung der Härtbarkeit von Stahl ist Molybdän wirksamer als Chrom, jedoch etwas weniger wirksam als Mangan. Während Molybdän allein die Anlasssprödigkeit von Stahl erhöhen kann, mildert seine Kombination mit Chrom, Mangan und anderen Elementen diesen Effekt.
Verbesserung der mechanischen Eigenschaften durch Molybdän
Molybdän verstärkt Ferrit signifikant durch Mischkristallverfestigung und stabilisiert Carbide, wodurch die Stahlfestigkeit erhöht wird.
Molybdän spielt eine entscheidende Rolle bei der Verbesserung der Duktilität, Zähigkeit und Verschleißfestigkeit von Stahl. Es erhöht die Erweichungs- und Rückstelltemperaturen nach der Verformung, steigert die Rekristallisationstemperatur und verbessert die Kriechfestigkeit von Ferrit deutlich. Zudem hemmt es die Zementitaggregation und fördert die Ausscheidung spezieller Carbide, wodurch es zu einem essenziellen Element für die Kriechfestigkeit von Stahl wird.
Die Rolle von Molybdän bei den physikalischen und chemischen Eigenschaften von Edelstahl
Bei magnetischem Stahl mit 1,5 % Kohlenstoff erhöht die Zugabe von 2–3 % Molybdän die Restmagnetisierung und die Koerzitivfeldstärke.
Molybdän trägt zur Passivierung von Stahloberflächen in reduzierenden Säuren und stark oxidierenden Salzlösungen bei, wodurch die allgemeine Korrosionsbeständigkeit erhöht und chloridbedingte Lochfraßbildung verhindert wird.
Die Korrosionsbeständigkeit von Stahl nimmt jedoch ab, wenn der Molybdängehalt 3 % übersteigt. Während Stahl mit weniger als 8 % Molybdän noch verarbeitbar ist, erhöhen höhere Konzentrationen die Beständigkeit gegenüber Warmumformprozessen.
Anwendungen von Molybdän in Edelstahl
Molybdän findet breite Anwendung in verschiedenen Stahlsorten, darunter vergüteter Baustahl, Federstahl, Wälzlagerstahl, Werkzeugstahl, säurebeständiger Edelstahl, hitzebeständiger Stahl und Magnetstahl.
Chrom-Molybdän-Stahl dient als Alternative zu Chrom-Nickel-Stahl bei der Herstellung kritischer Bauteile für zahlreiche Anwendungen. China verfügt über reiche Molybdänvorkommen, weltweit sind die Reserven jedoch nicht so ergiebig. Daher ist die Entwicklung molybdänhaltiger Stähle in China besonders weit fortgeschritten.
Veröffentlichungsdatum: 25. Dezember 2023
