Molybdän, ein Übergangsmetall, weist vielseitige Oxidationsstufen auf, die vor allem bei Elektronenübertragungen in Redoxreaktionen zwischen +6 und +5 schwanken. Dieses Element ist nicht nur biologisch, sondern auch in der Metallurgie, insbesondere bei der Stahl- und Legierungsherstellung, lebenswichtig. Molybdän und Ferromolybdän dienen als Standardwerkstoffe in der Stahlherstellung, wobei Molybdänoxidkonzentrate gelegentlich zur Direktreduktion bestimmter Stahlsorten eingesetzt werden. Die Erdkruste enthält schätzungsweise 19 Millionen Tonnen Molybdän, davon sind rund 8,6 Millionen Tonnen förderbar.
Elementare Informationen:
Name: Molybdän
Symbol: Mo
Ordnungszahl: 42
Atomvolumen: 95,94
Einfluss von Molybdän auf die Mikrostruktur und Wärmebehandlung von Edelstahl
Molybdän kann sich in Ferrit, Austenit und Karbid auflösen und dadurch den austenitischen Phasenbereich im Stahl reduzieren.
Je nach Konzentration bildet es in geringeren Konzentrationen Zementit mit Eisen und Kohlenstoff, in höheren Konzentrationen führt es zur Bildung einzigartiger Molybdäncarbide. Molybdän verbessert die Härtbarkeit von Stahl besser als Chrom, jedoch etwas weniger als Mangan. Während Molybdän allein die Anlasssprödigkeit von Stahl erhöhen kann, mildert die Kombination mit Chrom, Mangan und anderen Elementen diesen Effekt.
Verbesserung der mechanischen Eigenschaften durch Molybdän
Molybdän verstärkt Ferrit durch Mischkristallverfestigung erheblich und stabilisiert Carbide, wodurch die Festigkeit des Stahls erhöht wird.
Es spielt eine entscheidende Rolle bei der Verbesserung der Duktilität, Zähigkeit und Verschleißfestigkeit von Stahl. Molybdän erhöht die Erweichungs- und Erholungstemperaturen nach der Verformung, steigert die Rekristallisationstemperatur und verbessert die Kriechfestigkeit von Ferrit erheblich. Es verhindert zudem die Zementitaggregation und fördert die Ausscheidung spezieller Karbide, was es zu einem wesentlichen Element für die Kriechfestigkeit von Stahl macht.
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 restliche magnetische Induktion und Koerzitivfeldstärke.
Molybdän trägt zur Passivierung von Stahloberflächen in reduzierenden Säuren und stark oxidierenden Salzlösungen bei, erhöht die allgemeine Korrosionsbeständigkeit und verhindert chloridbedingte Lochfraßbildung.
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 gegen Warmumformung.
Anwendungen von Molybdän in Edelstahl
Molybdän wird in großem Umfang in verschiedenen Stahlsorten verwendet, darunter vergüteter Baustahl, Federstahl, Lagerstahl, Werkzeugstahl, rostfreier säurebeständiger Stahl, hitzebeständiger Stahl und Magnetstahl.
Chrom-Molybdän-Stahl dient als Alternative zu Chrom-Nickel-Stahl bei der Herstellung kritischer Komponenten in zahlreichen Anwendungen. China verfügt über reiche Molybdänvorkommen, weltweit sind die Reserven jedoch geringer. Daher ist die Entwicklung von molybdänhaltigem Stahl in China besonders weit fortgeschritten.
Veröffentlichungszeit: 25. Dezember 2023
