Russische Forscher härten Stahl mit Stickstoff

Um Stahl hart zu machen, nutzt man bislang unter anderem Kohlenstoff. Doch zu viel an Kohlenstoff – mehr als 2,1 Prozent – sind zu viel des Guten: Das Metall ist dann zwar hart, aber nicht mehr schmiedbar – es wird spröde. Besser eignen sich Stickstoffverbindungen zur Stahlhärtung. Denn Stickstoff löst sich gut in dem Material und bildet zum Teil Verbindungen (Nitride), die sehr hart sind. Diese verflüchtigen sich während des Verarbeitens kaum. Das Ergebnis: Es entstehen weniger Löcher oder Gasblasen im Stahl, deshalb ist er härter und besser formbar.

Diesen Einfluss des Stickstoffs auf den Stahl nutzten Oleg Aleksandrovich Bannykh und sein Team vom Institut für Metallurgie und Materialforschung in Baikov. Sie setzten einem Stahl 0,25 bis 0,45 Prozent Stickstoff zu und konnten dadurch dessen Festigkeit um 18 Prozent steigern. Dies gelang, indem beim Erhitzen Verbindungen des Eisens und Chroms mit Stickstoff beigemengt wurden. Um die Löslichkeit des Stickstoffs im Stahl zu erhöhen, setzten die Forscher weiterhin das Element Molybdän zu.

Die neue Stahlsorte zeigte in ersten Tests vielversprechende Eigenschaften: Sie ließ sich problemlos formen, schweißen und korrodierte nicht. In seiner Dauerfestigkeit soll das Metall sogar Titan- und Aluminiumlegierungen übertreffen, weshalb die Forscher ihre Stahlsorte schon in Flugzeugen und Raumschiffen der Zukunft sehen. Wenn auch des Gewichtes wegen ein fliegender Stahlkoloss eher utopisch erscheint, könnte das neue Material zu Wasser erfolgreich sein: Denn Salzwasser konnte dem neuen Stahl nichts anhaben.