NM500 vs HARDOX500 – Zusammensetzung, Wärmebehandlung, Eigenschaften und Anwendungen

Einführung

NM500 und HARDOX500 sind hochfeste, verschleißfeste Stahlgüten, die häufig für stark beanspruchte Komponenten wie Schaufeln, Lkw-Karosserien, Brecher und Auskleidungen in Betracht gezogen werden. Ingenieure und Beschaffungsteams wägen routinemäßig konkurrierende Prioritäten ab – Materialkosten, bewährte Lebensdauer im Einsatz, Schweißbarkeit und Nachschweißeigenschaften sowie Lieferantenzertifizierung – wenn sie zwischen diesen beiden Familien wählen.

Der praktische Unterschied, der am häufigsten eine Auswahl beeinflusst, ist, wie sich die Metallurgie und die Walzverarbeitung jedes Materials auf die Leistung im Einsatz und die erwartete Lebensdauer auswirken. HARDOX500 ist ein proprietäres, streng kontrolliertes Produkt eines Premium-Lieferanten mit umfangreicher Zertifizierung und vorhersehbarem mechanischen und Verschleißverhalten; NM500 ist eine weit verbreitete, verschleißfeste Güte, die regionalen Standards entspricht und typischerweise zu einem niedrigeren Preis angeboten wird. Diese Unterschiede beeinflussen die Konstruktionsspielräume, die Verbindungstechniken und die Lebenszykluskostenanalyse.

1. Standards und Bezeichnungen

• HARDOX500: Proprietärer Markenname von SSAB (Handelsbezeichnung Hardox 500). Produziert unter dem eigenen Qualitätssystem von SSAB und mit Herstellerprüfzertifikaten angeboten. Gilt als vergüteter, verschleißfester Baustahl in der Kategorie der hochfesten Stähle.
• NM500: Generische verschleißfeste Güte, die von mehreren Herstellern produziert wird; häufig unter chinesischen Standards (GB/T-Serie) und lieferantenspezifischen Spezifikationen referenziert. Es wird als verschleißfester (AR) Stahl klassifiziert.

Klassifizierung: - Sowohl HARDOX500 als auch NM500 sind nichtrostende, niedriglegierte vergütete Stähle in der HSLA / verschleißfesten Stahlkategorie und nicht Werkzeugstähle oder rostfreie Stähle.

Anwendbare Standards, die häufig für Verschleißplattenstähle referenziert werden (je nach Region und Lieferant), umfassen: - EN (Europäisch): EN 10051 (verschleißfeste Stähle – allgemeine Bemerkung), EN 10025 für Baustähle, wo anwendbar. - ASTM/ASME: Keine einzelne ASTM-Güte entspricht direkt diesen proprietären/regional spezifischen AR-Güten; ASTM A6/A36/A256 kann für Grundstahltypen oder Tests referenziert werden. - GB/JIS: Lokale Standards können die NM-Serie spezifizieren (z.B. NM500 unter chinesischen Lieferantenspezifikationen). - Herstellerspezifikationen: SSAB Produktdatenblätter für Hardox.

2. Chemische Zusammensetzung und Legierungsstrategie

Vertretende typische Zusammensetzungsbereiche (Gew.-%). Tatsächliche Zusammensetzungen variieren je nach Walzwerk, Charge und Produktdicke; konsultieren Sie die Walzzertifikate für projektspezifische Werte.

Element	NM500 (typischer Bereich, Gew.-%)	HARDOX500 (typischer Bereich, Gew.-%)
C	0.10–0.25	0.18–0.25
Mn	0.60–1.60	0.80–1.60
Si	0.10–0.80	0.20–0.90
P	≤0.03	≤0.02
S	≤0.03	≤0.01
Cr	0.05–0.60	0.30–1.00
Ni	≤0.50	≤0.70
Mo	≤0.30	≤0.30
V	≤0.10	≤0.10
Nb, Ti, B	Spurenmikrolegerung möglich	Spurenmikrolegerung möglich
N	Spuren	Spuren

Wie sich die Legierung auf das Verhalten auswirkt: - Kohlenstoff und Mangan erhöhen die Härtbarkeit und Festigkeit, erhöhen jedoch das Risiko von sprödem Verhalten und verringern die Schweißbarkeit, wenn sie nicht kontrolliert werden. - Chrom, Molybdän und kleine Zusätze von Bor verbessern die Härtbarkeit und Verschleißfestigkeit, indem sie feine martensitische Mikrostrukturen nach dem Härten fördern. - Mikrolegerungselemente (V, Nb, Ti) verfeinern die Korngröße und verbessern das Gleichgewicht zwischen Zähigkeit und Festigkeit. - Silizium unterstützt die Entgasung und kann geringfügig verstärken; Phosphor/Schwefel werden kontrolliert, um Sprödigkeit und Schweißfehler zu vermeiden.

3. Mikrostruktur und Reaktion auf Wärmebehandlung

• HARDOX500: Wird unter kontrolliertem Härten und Anlassen sowie in vielen Fällen unter thermo-mechanischem Walzen hergestellt. Die beabsichtigte Mikrostruktur ist eine gehärtete und angelassene martensitische Matrix mit einer feinen Korngröße der vorhergehenden Austenitphase. Strenge Prozesskontrolle und gleichmäßige Kühlung erzeugen eine einheitliche Härte über die angegebenen Dickenbereiche und eine gute Zähigkeit bei niedrigen Temperaturen.
• NM500: Wird im Allgemeinen durch Härten und Anlassen oder wärmebehandeltes Walzen hergestellt; die Mikrostruktur ist ebenfalls martensitisch oder stark angelassene Martensite, abhängig von der Wärmebehandlung. Da NM500 von vielen Walzwerken produziert wird, kann die mikrostrukturelle Einheitlichkeit und die Reaktion auf das Anlassen stärker variieren als bei einem proprietären Produkt.

Auswirkungen der Verarbeitung: - Normalisieren vor dem Härten kann die Korngröße verfeinern und die Zähigkeit verbessern. - Härten und Anlassen setzen die Härte und das Gleichgewicht der Zähigkeit fest: Höheres Anlassen reduziert die Härte, erhöht jedoch die Zähigkeit und Duktilität. - Thermo-mechanisch kontrollierte Verarbeitung (TMCP), die von Premium-Lieferanten verwendet wird, verbessert die Zähigkeit bei gegebener Härte, indem sie eine verfeinerte Mikrostruktur und kontrollierte Einschlusseigenschaften erzeugt.

4. Mechanische Eigenschaften

Vertretende mechanische Eigenschaften sollten gemäß dem Walzwerkprüfzertifikat überprüft werden; die unten angegebenen Werte sind typische Bereiche und hängen von der Dicke und der Wärmebehandlung des Lieferanten ab.

Eigenschaft	NM500 (typisch)	HARDOX500 (typisch)
Härte (HBW)	~470–540	~470–530 (nominal 500 HBW)
Zugfestigkeit (MPa)	~900–1400 (variiert mit der Dicke)	~1000–1600 (variiert mit der Dicke)
Streckgrenze (MPa)	~700–1100	~800–1200
Dehnung (A%, auf Maß)	~8–20% abhängig von der Dicke	~8–18% abhängig von der Dicke
Schlagzähigkeit (J, Charpy V)	Variiert; niedriger bei höherer Härte	Allgemein mit garantierten Zähigkeitswerten bei festgelegten Temperaturen spezifiziert

Interpretation: - Beide Güten sind so konstruiert, dass sie hohe Härte für Verschleißfestigkeit bieten. HARDOX500, als kontrolliertes proprietäres Produkt, bietet typischerweise ein konsistenteres Gleichgewicht zwischen Zugfestigkeit und Zähigkeit über die Dicken hinweg und zertifizierte Schlagzähigkeit bei niedrigen Temperaturen. - NM500 kann ähnliche Härte- und Zugfestigkeitseigenschaften erreichen, zeigt jedoch möglicherweise eine größere Variabilität in der Dehnung und Schlagzähigkeit zwischen Lieferanten und Chargen. - Für Anwendungen, die vorhersehbare Bruchzähigkeit und garantierte Zertifikate erfordern, bietet HARDOX500 oft engere Garantien.

5. Schweißbarkeit

Die Schweißbarkeit hängt vom Kohlenstoffäquivalent und der Mikrolegerung ab. Zwei häufig verwendete Kennzahlen sind:

• Das IIW-Kohlenstoffäquivalent: $$CE_{IIW} = C + \frac{Mn}{6} + \frac{Cr + Mo + V}{5} + \frac{Ni + Cu}{15}$$

• Das Pcm des Internationalen Schweißinstituts: $$P_{cm} = C + \frac{Si}{30} + \frac{Mn + Cu}{20} + \frac{Cr + Mo + V}{10} + \frac{Ni}{40} + \frac{Nb}{50} + \frac{Ti}{30} + \frac{B}{1000}$$

Qualitative Interpretation: - Sowohl NM500 als auch HARDOX500 haben nicht unerhebliche Mengen an Kohlenstoff und Legierung, um eine hohe Härtbarkeit zu erreichen; daher sind Vorwärmen und kontrollierte Zwischenpass-Temperaturen häufig erforderlich, um Kaltverzug zu vermeiden. Höhere CE- oder Pcm-Werte korrelieren mit einem erhöhten Risiko von wasserstoffunterstütztem Kaltverzug. - HARDOX500 wird mit detaillierten Schweißrichtlinien des Herstellers geliefert, einschließlich empfohlener Verbrauchsmaterialien, Vorwärmung, Zwischenpass-Temperatur und PWHT (falls erforderlich), was das Risiko in kritischen Anwendungen verringert. - NM500-Lieferanten können Schweißempfehlungen geben, aber aufgrund der größeren Zusammensetzungsvariabilität werden in der Praxis häufig konservative Schweißparameter (höhere Vorwärmung, geringere Zwischenpasskühlung) angewendet. - Der Einsatz von wasserstoffarmen Elektroden/Füllstoffen, geeigneten oder leicht niedrigfesten Füllmetallen und strenger Kontrolle des Wasserstoffgehalts im Schweißgut ist für beide Güten Standardpraxis.

6. Korrosion und Oberflächenschutz

• Sowohl NM500 als auch HARDOX500 sind nichtrostende Kohlenstoff-/Legierungsstähle; sie sind von sich aus nicht korrosionsbeständig. Typische Schutzstrategien umfassen Lackieren, Metallisieren oder Verzinken, abhängig von den Einsatzbedingungen. Für abrasive Anwendungen, bei denen ein Beschichtungsverschleiß zu erwarten ist, sind opferanodenartige Auskleidungen oder Ansätze zur Konstruktion für den Austausch üblich.
• PREN (Pitting-Widerstandsäquivalentzahl) ist für diese nichtrostenden Stähle nicht anwendbar; zur Referenz: $$\text{PREN} = \text{Cr} + 3.3 \times \text{Mo} + 16 \times \text{N}$$ Dieser Index gilt für rostfreie und duplexrostfreie Stähle, nicht für AR-Kohlenstoff-/Legierungsstähle.
• In sauren oder stark korrosiven Umgebungen sollten korrosionsbeständige Legierungen ausgewählt oder robuste Oberflächenverkleidungen (z.B. Hartauftrag oder rostfreie Überzüge) angewendet werden, anstatt sich auf den Basis-AR-Stahl zu verlassen.

7. Verarbeitung, Bearbeitbarkeit und Formbarkeit

• Bearbeitbarkeit: Hohe Härte reduziert die Lebensdauer von Schneidwerkzeugen und erfordert Hartmetallwerkzeuge und niedrigere Schnittgeschwindigkeiten. HARDOX500 und NM500 sind beide schwierig zu bearbeiten im gelieferten gehärteten Zustand; empfohlene Praxis ist, vor dem Härten und Anlassen zu bearbeiten, wenn möglich, oder geeignete Werkzeuge und Kühlmittel zu verwenden.
• Biegen/Formen: Das Kaltformen von Platten bei diesen Härtegraden ist begrenzt. Biegen kann zu Rissen auf der Zugseite führen; die Formbarkeit hängt stark von der Dicke und dem genauen Anlassen ab. Einige Formoperationen werden vor der endgültigen Wärmebehandlung oder durch Verwendung von Warmformmethoden durchgeführt, wo dies möglich ist.
• Schneiden und thermisches Schneiden: Plasma- oder Brennschneiden sind gängig für Platten. Thermisches Schneiden kann die wärmebeeinflusste Zone verändern; für kritische Verschleißkomponenten sollten die endgültigen Abmessungen bearbeitet oder wärmebeeinflusste Kanten entfernt werden.
• Schleifen/Fertigstellen: Die Oberflächenvorbereitung und -veredelung erfordern Aufmerksamkeit, um Risse zu vermeiden; verwenden Sie qualifizierte Verfahren und Schleifwerkzeuge.

8. Typische Anwendungen

NM500 – Typische Anwendungen	HARDOX500 – Typische Anwendungen
Schaufelauskleidungen für Bagger und Lader (lokale/regionalen Versorgung)	Hochleistungs-Ladeschaufeln, Kippaufbauten und verschleißkritische Komponenten mit zertifizierter Lebensdauerprognose
Bergbau-Verschleißplatten und -auskleidungen (kostenbewusste Projekte)	Brecherauskleidungen, Waagengehäuse und Siebplatten, bei denen zertifizierte Zähigkeit erforderlich ist
Landwirtschaftliche und Erdbewegungsverschleißteile für inländische Märkte	Schwerlast-Lkw-Karosserien und Container, die eine vorhersehbare Lebensdauer und globale Unterstützung erfordern
Verschleißplatten in Förderern, Rutschen mit Konstruktion für den Austausch	Anwendungen, die detaillierte Rückverfolgbarkeit des Walzwerks und konsistente Eigenschaften durch die Dicke erfordern

Auswahlbegründung: - Verwenden Sie NM500, wenn die anfänglichen Materialkosten und die lokale Verfügbarkeit die Entscheidungsfindung dominieren und wenn technische Kontrollen vorhanden sind, um die Variabilität zu steuern. - Verwenden Sie HARDOX500, wenn vorhersehbare Lebensdauer, strenge Zertifizierung, kontrollierte Zähigkeit (insbesondere bei niedrigen Temperaturen) und Unterstützung durch ein einzelnes Lieferantennetzwerk einen Aufpreis rechtfertigen.

9. Kosten und Verfügbarkeit

• HARDOX500: Positioniert als Premiumprodukt mit globaler Verteilung, umfassenden Datenblättern, Rückverfolgbarkeit der Lieferkette und Unterstützung nach dem Verkauf. Die Stückkosten sind typischerweise höher als bei generischen Alternativen.
• NM500: Oft günstiger und weit verbreitet in Regionen mit lokalen Walzwerken, die NM-Serie Stähle produzieren. Die Verfügbarkeit in bestimmten Dicken und Plattengrößen kann in bestimmten Märkten größer sein.
• Produktform: Beide Güten sind als Platten, maßgeschneiderte Rohlinge und für HARDOX oft als vorgefertigte und zertifizierte Komponenten erhältlich. Lieferzeiten und Verfügbarkeit hängen stark von der regionalen Produktionskapazität und den Vertriebsnetzen ab.

10. Zusammenfassung und Empfehlung

Attribut	NM500	HARDOX500
Schweißbarkeit (praktisch)	Gut mit konservativem Vorwärmen; Variabilität zwischen Lieferanten erfordert Vorsicht	Gut mit vom Hersteller angegebenen Schweißverfahren und vorhersehbaren Ergebnissen
Festigkeits-Zähigkeits-Balance	Kann hohe Härte erreichen; Zähigkeit kann zwischen Lieferanten variieren	Konstruiert und zertifiziert für konsistente Festigkeits-Zähigkeits- und Niedrigtemperaturleistung
Kosten	Allgemein niedrigere Anfangskosten	Höhere Anfangskosten; Premium, rückverfolgbare Versorgung

Wählen Sie NM500, wenn: - Budgetempfindlichkeit und lokale Verfügbarkeit die Hauptbeschränkungen sind. - Das Design höhere Sicherheitsfaktoren oder häufige Austausch-/Wartungszyklen zulässt. - Das Projektteam die Schweiß- und Fertigungsprozesse eng steuern kann und potenzielle Variabilität zwischen Chargen oder Lieferanten akzeptiert.

Wählen Sie HARDOX500, wenn: - Vorhersehbare Lebensdauer, strenge Materialzertifizierung und konsistente Zähigkeit bei niedrigen Temperaturen wichtig sind. - Lebenszykluskosten, Ausfallrisiko oder Garantieverpflichtungen einen Premium-, rückverfolgbaren Werkstoff begünstigen. - Die Anwendung konsistente Eigenschaften durch die Dicke und dokumentierte Leistung erfordert (z.B. kritische Bergbau- oder Schwertransportgeräte).

Letzte Anmerkung: Fordern Sie immer Walz-/Testzertifikate und Schweiß-/Fertigungsanweisungen des Lieferanten für die genaue Charge und Dicke an, die verwendet werden soll. Wenn die Lebensdauer ein primäres Kriterium ist, führen Sie Feldversuche oder umfassende Verschleißtests durch, wenn Sie zwischen Lieferantengüten wechseln, und integrieren Sie die Herstelleranleitungen in die Design- und Wartungspläne.