Wie wirkt sich Mo auf den Schnellarbeitsstahl aus?

Das Element Molybdän (Mo) wurde erstmals als kostengünstiges alternatives Element für Wolfram in Werkzeugstählen und Schnellarbeitsstählen (HSS). Mo hat ungefähr die Hälfte des Atomgewichts von Wolfram und 1% Molybdän entspricht ungefähr 2% Wolfram. Mo verbessert die Härte und Verschleißfestigkeit von Werkzeugstählen und fördert die Bildung einer optimalen Martensitmatrix, indem es die „kritische Abkühlrate“ verringert, selbst in großen und komplexen Formen, die ohne Verformung oder Rissbildung nicht schnell abgekühlt werden können. Mo arbeitet auch mit Elementen wie Chrom, um große Mengen extrem harter und verschleißfester Karbide herzustellen. Die höherwertigen Werkzeugstähle haben auch einen höheren Bedarf an Mo-Gehalt. Diese hochlegierten Stähle können zum Bearbeiten, Schneiden und Formen von Metallteilen verwendet werden, wenn eine hohe Härte, hohe Festigkeit und gute Zähigkeit über einen weiten Temperaturbereich erforderlich sind.

Hochgeschwindigkeits-Werkzeugstählen wird häufig Mo zugesetzt, um Schäden durch Hochtemperaturkriechen zu widerstehen. Das Kriechen bei hoher Temperatur ist im Allgemeinen diffus gesteuert und die Zugabe von Molybdän ist sehr wirksam bei der Verringerung der Kriechrate. Für die durch γ'-Ni3 (Al, Ti) -Phase ausgefällte aushärtende Legierung stärkt die Zugabe von Mo die Matrix und verringert die Gitterfehlanpassung zwischen der Matrix und der γ'-Phase, wodurch die Stabilität der ausgefällten Phase verbessert wird. Schnellarbeitsstähle können als Werkzeugstähle bezeichnet werden, die mehr als 7% Mo, W, V und mehr als 0.60% Kohlenstoff enthalten, was ihre Fähigkeit beschreibt, mit „hoher Geschwindigkeit“ zu schneiden. Schnelle Geschwindigkeit Stahl T1 18% Wolfram enthalten war bis in die 1950er Jahre der bevorzugte Schneidstahl, aber die Entwicklung von Wärmebehandlungsöfen mit kontrollierter Atmosphäre machte es möglich und wirtschaftlich, einen Teil oder das gesamte Wolfram durch Molybdän zu ersetzen. Die Beziehung zwischen Mo-Gehalt und Werkzeugstahl zeigte sich wie folgt:

Die Zugabe von 5-10% Mo kann die Härte und Zähigkeit von HSS effektiv maximieren und diese Eigenschaften bei den hohen Temperaturen bewahren, die durch das Schneiden des Metalls erzeugt werden. Wenn die primäre Carbidgröße von Eisen und Chrom schnell zunimmt, wird der Stahl weich und spröde. Wenn Mo in Verbindung mit Vanadium steht, wird dieser Effekt minimiert, indem Carbide in winzige Sekundärcarbide umgewandelt werden, die bei hohen Temperaturen stabiler sind.

Die überlegenen Schneideigenschaften von HSS wurden durch die Verwendung einer dünnen, harten Titancarbidbeschichtung weiter verbessert, die die Reibung verringert und die Verschleißfestigkeit verbessert, wodurch die Schnittgeschwindigkeit und die Werkzeuglebensdauer erhöht werden. Das Hochgeschwindigkeitsstahl Mo enthält eine ausgezeichnete Verschleißfestigkeit bei hohen Temperaturen und ist ein ideales Material für neue Anwendungen wie den Ventilsitzring und den CAM-Ring für Kraftfahrzeuge. Es kann auch zur Herstellung verschiedener Schneidwerkzeuge wie Bohrer, Fräser, Zahnradfräser, Sägeblatt usw. verwendet werden.