Custom 455 Edelstahl: Eigenschaften und wichtige Anwendungen

Custom 455 Edelstahl ist ein hochgradiges martensitisches Edelstahl, das für seine ausgezeichnete Kombination aus Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und einfacher Verarbeitung bekannt ist. Als martensitisches Edelstahl klassifiziert, enthält es überwiegend Chrom und Nickel als Legierungsbestandteile, die seine Eigenschaften signifikant beeinflussen. Der Stahl ist darauf ausgelegt, hohe Härte und Festigkeit durch Wärmebehandlung zu erreichen und gleichzeitig gute Zähigkeit und Duktilität zu bewahren.

Eine der bedeutendsten Eigenschaften von Custom 455 ist seine Fähigkeit, wärmebehandelt zu werden, um ein hohes Härtegrad zu erreichen, wodurch er sich für Anwendungen eignet, die Verschleißbeständigkeit erfordern. Der Stahl zeigt eine gute Korrosionsbeständigkeit, insbesondere in leicht korrosiven Umgebungen. Zu seinen inherenten Eigenschaften gehören eine hohe Zugfestigkeit, gute Ermüdungsbeständigkeit und die Fähigkeit, hohen Temperaturen standzuhalten, was ihn zu einer vielseitigen Wahl für verschiedene Ingenieuranwendungen macht.

Vorteile und Einschränkungen

Vorteile:
- Hohe Festigkeit und Härte: Custom 455 kann durch Wärmebehandlung hohe Härtegrade erreichen, was ihn ideal für Anwendungen macht, die Festigkeit erfordern.
- Gute Korrosionsbeständigkeit: Er bietet angemessenen Widerstand gegen Oxidation und Korrosion, insbesondere in milden Umgebungen.
- Einfache Verarbeitung: Der Stahl kann leicht bearbeitet und geschweißt werden, was vielseitige Fertigungsprozesse ermöglicht.

Einschränkungen:
- Niedrigere Korrosionsbeständigkeit im Vergleich zu austenitischen Reihen: Obwohl er über gute Korrosionsbeständigkeit verfügt, ist er nicht so beständig wie austenitische Edelstahl wie 304 oder 316.
- Brittleness unter bestimmten Bedingungen: Die hohe Härte kann zu Sprödigkeit führen, insbesondere wenn er nicht ordnungsgemäß wärmebehandelt wird.

Custom 455 wird nicht so häufig verwendet wie einige andere Edelstahlsorten, hat jedoch in spezifischen Anwendungen, insbesondere in der Luft- und Raumfahrt sowie in der Automobilindustrie, aufgrund seiner einzigartigen Eigenschaften an Anerkennung gewonnen.

Alternative Namen, Standards und Äquivalente

Standardorganisation	Bezeichnung/Grad	Land/Region of Origin	Bemerkungen/Anmerkungen
UNS	S45500	USA	Ähnlich wie AISI 630
AISI/SAE	455	USA	Martensitischer Edelstahl
ASTM	A313	USA	Standardnorm für Edelstahldraht
EN	1.4542	Europa	Ähnliche Eigenschaften wie AISI 630
JIS	SUS 630	Japan	Kleine Zusammensetzungsunterschiede zu beachten

Die obige Tabelle hebt einige der Standards und Äquivalente für Custom 455 Edelstahl hervor. Bemerkenswert ist, dass S45500 und AISI 630 oft als äquivalent angesehen werden, jedoch subtile Unterschiede in der Zusammensetzung und den mechanischen Eigenschaften bestehen können, die die Leistung in bestimmten Anwendungen beeinflussen könnten.

Wesentliche Eigenschaften

Chemische Zusammensetzung

Element (Symbol und Name)	Prozentsatzbereich (%)
C (Kohlenstoff)	0,05 - 0,15
Cr (Chrom)	16,0 - 18,0
Ni (Nickel)	0,5 - 1,5
Mo (Molybdän)	0,0 - 0,5
Si (Silicium)	0,0 - 1,0
Mn (Mangan)	0,0 - 1,0
P (Phosphor)	≤ 0,04
S (Schwefel)	≤ 0,03

Die Hauptlegierungselemente in Custom 455 sind Chrom und Nickel, die seine Korrosionsbeständigkeit und mechanischen Eigenschaften verbessern. Chrom trägt zur Bildung einer passiven Oxidschicht bei, die die Korrosionsbeständigkeit verbessert, während Nickel die Zähigkeit und Duktilität erhöht. Der kontrollierte Kohlenstoffgehalt ermöglicht die Entwicklung hoher Härte durch Wärmebehandlung.

Mechanische Eigenschaften

Eigenschaft	Zustand/Temperatur	Testtemperatur	Typischer Wert/Bereich (metrisch)	Typischer Wert/Bereich (imperial)	Referenzstandard für Testmethode
Zugfestigkeit	Geglüht	Raumtemperatur	620 - 750 MPa	90 - 109 ksi	ASTM E8
Streckgrenze (0,2% Versatz)	Geglüht	Raumtemperatur	450 - 600 MPa	65 - 87 ksi	ASTM E8
Dehnung	Geglüht	Raumtemperatur	10 - 15%	10 - 15%	ASTM E8
Härte (Rockwell C)	Geglüht	Raumtemperatur	30 - 40 HRC	30 - 40 HRC	ASTM E18
Schlagfestigkeit	Geglüht	-40°C (-40°F)	40 - 60 J	30 - 44 ft-lbf	ASTM E23

Die mechanischen Eigenschaften von Custom 455 machen ihn geeignet für Anwendungen, die hohe Festigkeit und Zähigkeit erfordern. Die Werte für Zugfestigkeit und Streckgrenze zeigen, dass er erheblichen Lasten standhalten kann, während der Prozentsatz an Dehnung auf gute Duktilität hinweist, was ihm ermöglicht, sich ohne Bruch zu verformen. Die Härtewerte zeigen, dass er effektiv gegen Verschleiß und Abrieb widerstehen kann.

Physikalische Eigenschaften

Eigenschaft	Zustand/Temperatur	Wert (metrisch)	Wert (imperial)
Dichte	-	7,75 g/cm³	0,28 lb/in³
Schmelzpunkt	-	1450 - 1500 °C	2642 - 2732 °F
Wärmeleitfähigkeit	20 °C	25 W/m·K	14,5 BTU·in/h·ft²·°F
Spezifische Wärmekapazität	20 °C	500 J/kg·K	0,12 BTU/lb·°F
Elektrischer Widerstand	20 °C	0,72 µΩ·m	0,72 µΩ·in
Temperaturkoeffizient der Wärmeausdehnung	20 - 100 °C	16,0 x 10⁻⁶/K	8,9 x 10⁻⁶/°F

Die physikalischen Eigenschaften von Custom 455 sind entscheidend für seine Leistung in verschiedenen Anwendungen. Die Dichte zeigt, dass er relativ schwer ist, was in Anwendungen, die Stabilität erfordern, von Vorteil sein kann. Der Schmelzpunkt deutet darauf hin, dass er hohen Temperaturen standhalten kann, was ihn für Anwendungen bei hohen Temperaturen geeignet macht. Die Werte für Wärmeleitfähigkeit und spezifische Wärmekapazität zeigen, dass er Wärme effektiv verwalten kann, was in thermischen Anwendungen essenziell ist.

Korrosionsbeständigkeit

Korrosives Medium	Konzentration (%)	Temperatur (°C/°F)	Widerstandsbewertung	Bemerkungen
Chloride	3,5	25 °C (77 °F)	Ausreichend	Risiko von Lochkorrosion
Schwefelsäure	10	25 °C (77 °F)	Schlecht	Nicht empfohlen
Essigsäure	5	25 °C (77 °F)	Gut	Moderater Widerstand
Seewasser	-	25 °C (77 °F)	Ausreichend	Risiko von lokalisierter Korrosion

Custom 455 zeigt gute Widerstandsfähigkeit gegenüber vielen korrosiven Umgebungen, ist jedoch anfällig für Loch- und Spaltkorrosion, insbesondere in chloridreichen Umgebungen. Im Vergleich zu austenitischen Edelstählen wie 316, die überlegene Korrosionsbeständigkeit bieten, ist Custom 455 möglicherweise nicht die beste Wahl für hochgradig korrosive Anwendungen. Er bietet jedoch angemessene Leistungen in leicht korrosiven Umgebungen, was ihn für verschiedene industrielle Anwendungen geeignet macht.

Hitzebeständigkeit

Eigenschaft/Grenzwert	Temperatur (°C)	Temperatur (°F)	Bemerkungen
Maximale kontinuierliche Betriebstemperatur	400 °C	752 °F	Geeignet für Hochtemperaturanwendungen
Maximale intermittierende Betriebstemperatur	425 °C	797 °F	Nur kurzfristige Exposition
Skalierungstemperatur	600 °C	1112 °F	Risiko von Oxidation über diesem Limit

Custom 455 behält seine mechanischen Eigenschaften bei erhöhten Temperaturen bei, was ihn für Anwendungen geeignet macht, die Hitzebelastung erfordern. Eine längere Exposition gegenüber Temperaturen über 400 °C kann jedoch zu Oxidation und einer Verschlechterung seiner mechanischen Eigenschaften führen. Daher ist es bei der Auswahl dieses Stahls für Hochtemperaturanwendungen wichtig, die Betriebsbedingungen sorgfältig zu berücksichtigen.

Verarbeitbarkeit

Schweißbarkeit

Schweißprozess	Empfohlene Füllmetall (AWS-Klassifikation)	Typisches Schutzgas/Flux	Bemerkungen
TIG	ER630	Argon	Vorwärmen empfohlen
MIG	ER630	Argon/CO2	Nachbehandlung der Schweißnaht kann erforderlich sein

Custom 455 ist im Allgemeinen mit Standardtechniken schweißbar, aber Vorwärmen und eine Nachbehandlung der Schweißnaht werden empfohlen, um das Risiko von Rissen zu minimieren. Die Wahl des Füllmetalls ist entscheidend, um die Kompatibilität sicherzustellen und die gewünschten mechanischen Eigenschaften des Schweißnähte zu erhalten.

Bearbeitbarkeit

Bearbeitungsparameter	Custom 455	AISI 1212	Bemerkungen/Tipps
Relativer Bearbeitungsindex	60	100	Moderate Bearbeitbarkeit
Typische Schnittgeschwindigkeit (Drehen)	30 m/min	50 m/min	Karbidwerkzeuge für beste Ergebnisse verwenden

Custom 455 hat eine moderate Bearbeitbarkeit, die mit der richtigen Werkzeug- und Schneidebedingungen verbessert werden kann. Es wird empfohlen, Karbidwerkzeuge zu verwenden und optimale Schnittgeschwindigkeiten einzuhalten, um die besten Ergebnisse zu erzielen.

Formbarkeit

Custom 455 zeigt aufgrund seiner hohen Festigkeit und Härte eine begrenzte Formbarkeit. Kaltumformung ist möglich, jedoch muss darauf geachtet werden, Risse zu vermeiden. Warmumformung wird für komplexe Formen bevorzugt, da sie das Risiko einer Verfestigung verringert und eine einfachere Handhabung des Materials ermöglicht.

Wärmebehandlung

Behandlungsprozess	Temperaturbereich (°C/°F)	Typische Haltezeit	Kühlmethode	Primärer Zweck / Erwartetes Ergebnis
Glühen	760 - 815 °C / 1400 - 1500 °F	1 - 2 Stunden	Luft	Härte reduzieren, Duktilität verbessern
Härten	980 - 1050 °C / 1800 - 1920 °F	30 Minuten	Öl	Härte und Festigkeit erhöhen
Recuperierung	400 - 600 °C / 750 - 1112 °F	1 Stunde	Luft	Sprödigkeit reduzieren, Zähigkeit verbessern

Die Wärmebehandlung ist entscheidend für Custom 455, da sie die Optimierung seiner mechanischen Eigenschaften ermöglicht. Der Härteprozess erhöht signifikant Festigkeit und Härte, während das Tempern hilft, Sprödigkeit zu mildern, wodurch der Stahl besser für verschiedene Anwendungen geeignet wird.

Typische Anwendungen und Endverwendungen

Branche/Sektor	Beispiel für spezifische Anwendung	Wesentliche Stahleigenschaften, die in dieser Anwendung genutzt werden	Grund für die Auswahl
Luft- und Raumfahrt	Flugzeugkomponenten	Hohe Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit	Leichte, langlebige Materialien
Automobil	Motorenteile	Hohe Härte, Verschleißbeständigkeit	Leistung und Langlebigkeit
Medizin	Chirurgische Instrumente	Korrosionsbeständigkeit, einfache Sterilisation	Sicherheits- und Hygienebedürfnisse

Custom 455 wird häufig in Branchen wie Luft- und Raumfahrt, Automobil und Medizin verwendet, aufgrund seiner einzigartigen Kombination von Eigenschaften. Seine hohe Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit machen ihn ideal für kritische Anwendungen, in denen Leistung und Zuverlässigkeit von entscheidender Bedeutung sind.

Wichtige Überlegungen, Auswahlkriterien und weitere Einblicke

Merkmal/Eigenschaft	Custom 455	AISI 316	AISI 4140	Kurze Pro/Contra- oder Trade-off-Anmerkung
Wesentliche mechanische Eigenschaft	Hohe Festigkeit	Exzellente Korrosionsbeständigkeit	Gute Zähigkeit	Custom 455 ist stärker, aber weniger korrosionsbeständig
Wesentliche Korrosionsaspekte	Ausreichende Beständigkeit	Exzellent	Schlecht	Custom 455 ist nicht für hochgradig korrosive Umgebungen geeignet
Schweißbarkeit	Moderat	Gut	Ausreichend	Custom 455 erfordert sorgfältige Schweißpraktiken
Bearbeitbarkeit	Moderat	Gut	Exzellent	Custom 455 ist schwieriger zu bearbeiten
Formbarkeit	Begrenzt	Gut	Exzellent	Custom 455 ist weniger formbar als austenitische Grade
Ungefährer relativer Preis	Moderat	Höher	Niedriger	Kosten variieren je nach Marktbedingungen
Typische Verfügbarkeit	Moderat	Hoch	Hoch	Custom 455 kann weniger leicht verfügbar sein

Bei der Auswahl von Custom 455 für eine spezifische Anwendung ist es wichtig, seine mechanischen Eigenschaften, Korrosionsbeständigkeit und Verarbeitungsmerkmale zu berücksichtigen. Während er hohe Festigkeit und Härte bietet, ist er möglicherweise nicht die beste Wahl für Umgebungen mit hohem Korrosionsrisiko. Darüber hinaus erfordern seine moderate Bearbeitbarkeit und Schweißbarkeit eine sorgfältige Berücksichtigung während des Designs und des Fertigungsprozesses. Insgesamt ist Custom 455 ein wertvolles Material für Anwendungen, die ein Gleichgewicht zwischen Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und einfacher Verarbeitung erfordern.