Molybdän, ein Übergangsmetall, weist vielseitige Oxidationsstufen auf, die während des Elektronentransfers in Redoxreaktionen 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 Stahlherstellung, wobei Molybdänoxidkonzentrate gelegentlich für die Direktreduktion bestimmter Stahlsorten verwendet werden. Die Erdkruste enthält schätzungsweise 19 Millionen Tonnen Molybdän, wovon rund 8,6 Millionen Tonnen abbaubar sind.
Elementarinformationen:
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 lösen und dadurch den austenitischen Phasenbereich im Stahl reduzieren.
Abhängig von seiner Konzentration bildet es in geringeren Konzentrationen mit Eisen und Kohlenstoff Zementit, in höheren Konzentrationen führt es zur Bildung einzigartiger Molybdänkarbide. Im Hinblick auf die 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 stärkt Ferrit deutlich durch Mischkristallverfestigung und stabilisiert Karbide, 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, erhöht die Rekristallisationstemperatur und sorgt für eine wesentliche Verbesserung der Kriechfestigkeit von Ferrit. Es verhindert außerdem die Aggregation von Zementit und fördert die Ausfällung spezieller Karbide, was es zu einem wesentlichen Element für die Zeitstandfestigkeit von Stahl macht.
Die Rolle von Molybdän bei den physikalischen und chemischen Eigenschaften von Edelstahl
In magnetischem Stahl mit 1,5 % Kohlenstoff erhöht die Zugabe von 2–3 % Molybdän die magnetische Restinduktion und Koerzitivfeldstärke.
Molybdän trägt zur Passivierung von Stahloberflächen in reduzierenden Säuren und stark oxidierenden Salzlösungen bei, erhöht die allgemeine Korrosionsbeständigkeit und verhindert chloridbedingte Lochfraßbildung.
Allerdings nimmt die Korrosionsbeständigkeit von Stahl ab, wenn der Molybdängehalt 3 % übersteigt. Während Stahl mit weniger als 8 % Molybdän bearbeitbar bleibt, erhöhen höhere Konzentrationen die Beständigkeit gegenüber Warmumformungsprozessen.
Anwendungen von Molybdän in Edelstahl
Molybdän findet umfangreiche Verwendung in verschiedenen Stahltypen, darunter vergüteter Baustahl, Federstahl, Lagerstahl, Werkzeugstahl, rostfreier säurebeständiger Stahl, hitzebeständiger Stahl und magnetischer Stahl.
Chrom-Molybdän-Stahl dient als Alternative zu Chrom-Nickel-Stahl bei der Herstellung kritischer Komponenten in zahlreichen Anwendungen. China ist reich an Molybdänvorkommen, obwohl die Reserven weltweit nicht so groß sind. Daher ist die Entwicklung molybdänhaltiger Stähle in China besonders weit fortgeschritten.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 25. Dezember 2023
