Unmagnetische Stähle?! - Austenit!



Veröffentlicht

Deistung, K.: Unmagnetische Stähle. Magazin 2000plus Nr. 191, 12/2003, S. 26 - 27

 

Ausgangspunkt

In [Ha] S. 104: Ein mysteriöses Metall. „... es erregt meine Neugier als Wissenschaftler, daß soviel Eisen keine magnetischen Eigenschaften besitzt“, fasste Professor Gray zusammen.
Folgende Parameter werden aufgelistet:
* Metall wirkt wie geschmolzen
* vorwiegend aus Eisen (Fe) – 75 %
* Zink (Zn) – 25 %
* eine Reihe von Spurenelementen
* hat keine magnetischen Eigenschaften
* ist nicht hart und spröde wie Eisen
* ist biegsam und schimmernd
* mit Kalkstein der Umgebung verschmolzen (hoher Energieeintrag durch Unfall).


Stahl


Unter Stahl versteht man gewöhnlich eine Eisen-Kohlenstoff-Legierungen mit höchstens 2 Gewichts-% Kohlenstoff (C), ab 0,35 % sind sie härtbar. Im Bild 1 ist ein Auszug aus einem Eisen-Kohlenstoff-Zustandsdiagramm dargestellt, ein komplettes kann aus dem Internet geladen werden. Sowohl Eisen als auch Kohlenstoff besitzen mehrere Kristallgitter und der stabile Kohlenstoff Graphit bildet sich äußerst träge. Bereits geringe weitere Zusätze können die Stahleigenschaften und die notwendige Behandlung stark beeinflussen. Stahlherstellung ist mittlerweile ein hochwissenschaftlicher Prozess.


Edelstahl

Stahl ist nicht gleich Stahl und Edelstähle haben eine breite Anwendung. Sie enthalten mindestens 12 % Chrom (Cr). Mit Zusätzen von Nickel (Ni), Molybdän (Mo) und Titan (Ti) verbessern sich Korrosionsbeständigkeit und mechanische Eigenschaften, die sich mit Schwefel oder Stickstoff weiter verbessern lassen.
Bereits mit geringen weiteren Zusätzen lassen sich wesentliche Eigenschaften erhalten und sie erfordern eine spezielle Wärmebehandlung sowie eine definierte Abkühlung. Eine „besondere Form“ von CrNi-Stählen sind austenitische Stähle und sie sind unmagnetisch.


Magnetische Eigenschaften


Die folgenden magnetische Eigenschaften sind definiert [Mü]:
* Diamagnetismus: Material (Kupfer, Silber Gold…) verringert das Magnetfeld, wird von ihm leicht abgestoßen
* Paramagnetismus: Material (Alkalimetalle) vergrößert etwas das Magnetfeld und wird von ihm leicht angezogen
* Ferromagnetismus: Material (Eisen, Kobalt, Nickel) kann vieltausendfach das Magnetfeld verstärken,

Hauptanwendungsbereich: Elektrotechnik.
Ferromagnetische Stoffe werden besonders in der Elektro-Technik verwendet:
a) magnetisch weiche Stoffe - sie sind magnetisch ohne den Magnetismus zu behalten. Sie finden sich in großen Mengen als Spulenkerne in Drosseln, Transformatoren, Generatoren, Elektro-Magneten, Abschirmwerkstoffen.
b) magnetisch harte Stoffe - nach der Magnetisierung behalten sie den Magnetismus (Versuch mit einer Nähnadel). Sie werden angewendet in Dauermagnete, als Tonband- und Speicherzellen Werkstoffe.
Dauermagnete werden heute fast ausschließlich aus keramischen eisenhaltigen Werkstoffen mit höherer Effektivität des Magnetismus hergestellt.


Austenit, austenitischer Stahl

Robert Austen – engl. Forscher [We] Austenit (<0,10 C, <1,0 Mn, 18,0 Cr, 8,0 Ni - g-Eisen) ist ein rostfreier Stahl, dichteste Packung, beste (Kalt-) Verformbarkeit, größte Wärmedehnung, ca. halb so große Wärmeleitfähigkeit wie unlegierte ferritische Stähle.
Austenit [Au]: (Gamma-Mischkristall) nennt man die kubisch-flächenzentrierten (kfz) Mischkristalle, die sich oberhalb der G-S-E-Linie im ®Eisen-Kohlenstoff-Diagramm ausscheiden. Austenit ist unter Normalbedingungen nur oberhalb 911°C beständig; durch Legierungszusätze (Ni, Mn) und Abschrecken auch bei Raumtemperatur beständig (Austenitische Stähle).
Das Austenitgefüge ist unmagnetisch, zäh und durch Kaltverfestigung härtbar (Mangan-, Nickel-, Chrom-Nickel-Stähle). Es besitzt hohe Warmfestigkeit, gute Korrosions- und Zunderbeständigkeit.
* Cr, Si, Mo in höheren Gehalten ergeben ferritische Stähle
* Ni, Mn, Co in höheren Gehalten ergeben austenitische Stähle.
Es gibt auch austenitisches Gusseisen nach DIN 1694 mit viel Ni-Gehalt (12 - 36 %) und einem austenitischen Grundgefüge mit Carbiden. Sie sind unmagnetisch und nicht magnetisierbar.

Austenitbildner (Ni oder CrNi) können sich gegenseitig ersetzen. Reine Cr-Stähle sind wieder magnetisch. Austenitische Werkstoffe haben wegen des günstigen Eigenschaftsprofils einen breiten Anwendungsbereich gefunden, DIN 17440, 17445, 17465, 17280 u. a.


Austenitische CrNi-Stähle bilden in vielen Medien eine oberflächliche Passivschicht, die den Stahl vor weiteren Angriffen schützt und sich bei Verletzungen mittels Sauerstoff erneuert:
* Grundtyp durch niedrige C-Gehalte interkristallin beständig bis 6 mm Blechdicke für geschweißte und Tiefziehteile
* durch Titan interchristallin beständig für chemische Apparatur mit größeren Wandstärken
* erhöhte Beständigkeit durch Mo-Zusatz: gegen Chloride, nichtoxidische Säuren, Lochfraß
* durch Kupfer beständiger gegen Schwefel- und Phosphorsäure.

Austenitische Stähle erfordern teilweise veränderte Behandlungs- und Verarbeitungsmethoden als übliche „schwarze“ Stähle. [tm] Sie lassen sich nach allen Metallverarbeitungsverfahren bearbeiten. Es gibt auch Stähle mit dem Austenitbildner Zink. Im Bild 2 ist ein reduziertes Eisen-Zink Phasendiagramm dargestellt. Damit wäre grundsätzlich das Problem aus [Ha] geklärt. Für die genannten Zusammensetzungen bedeuten eine Reihe von Spurenelementen wesentliche Eigenschaftsänderungen, die im Phasendiagramm nicht erfasst sind.


Ein vergleichbares Beispiel


In [MB] wurde nach wissenschaftlichen Analysen festgestellt, dass die blauen Ziegeln vom Ischtar Tor eine
1. Rezeptur hoher Genauigkeit und
2. vergleichsweise hochkonstante Brenntemperatur von 950 °C erfordern.
Beides war natürlich den Menschen von damals nicht möglich – Schlussfolgerung: Wie konnten die alten Babylonier so genau dosieren? Dass da die Nefilim/Anunnaki eine Anleitung geben konnten..., dass will man auf vielen Gebieten noch nicht anerkennen.


Schlussfolgerungen

Die verschiedenen austenitischen Stähle haben im Mittel zwischen 70 und 80 % Eisen – und sind nicht magnetisch! Im Endergebnis sind also Materialwissenschaftler zu fragen, warum etwas (bestimmte Zusammensetzungen) so und nicht anders ist, wirkt. Heute kann oft nur eine interdisziplinäre Zusammenarbeit offene Fragen zu Problemen von Artefakten – ob Metall, bearbeitete Steine oder... - einer nichtirdischen Hochzivilisation ev. klären. Fachspezifische Einzelpersonen sind – wie dieses Beispiel zeigt – oft überfordert, weil Spezialwissen anderer Fachgebiete meist nicht vorhanden ist, sein kann. Das ist prinzipiell kein Mangel, solange man bestrebt ist, entsprechende Fachleute zu konsultieren. Dass die Wissenschaft Zusammensetzungen, Eigenschaften, Herstellung von bestimmten Stoffen klären kann, ist heute oft kein Problem. Wie aber vor tausenden von Jahren bestimmte Produkte trotz alledem gefertigt werden konnten muss der Wissenschaft solange ein Rätzel bleiben, wie wir immer noch wissenschafts- und medienoffiziell allein im All bleiben müssen [DE].


Literatur

[Ha] Hausdorf, H.: Geheime Geschichte. Argo, Marktoberdorf 2001
[Mü] von Münch, W.: Werkstoffe der Elektronik. Teubner Studienskripte, Stuttgart 1993
[We] Weißbach, W.: Werkstoffkunde und Werkstoffprüfung. 12. überarbeitete Auflage, Vieweg, Wiesbaden 1998
[Au] Austenit: http://www.droesser.de/lexikon/a/austenit.html
[tm] technometall EDELSTAHL: Edelstahl und seine Eigenschaften http://www.technometall.at/info/edelstahl.pdf
[MB] ZDF: Sphinx, Reihe. Mythos Babylon. Sendung am 01.01.2003
[DE] Deistung, K.: Wir haben die Erdscheibe noch nicht überwunden! Magazin 2000plus, Nr. 184 6/2003, S. 44–47

Bilder (kommen noch)

Bild 1: Ein Eisen-Kohlenstoff Zustandsdiagramm (Auszug)
Bild 2: Ein Eisen-Zink Phasendiagramm (Auszug)

 

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