Hadfield-Stahl
Definition - Was ist Hadfield-Stahl?
Hadfield-Stahl, auch Mangan-Stahl oder Mangalloy genannt, ist ein besonders verschleißfester Stahl mit einem hohen Mangananteil. Die Bezeichnung geht auf den englischen Metallurgen Robert Hadfield zurück, der diesen Werkstoff Ende des 19. Jahrhunderts entwickelte. Typischerweise besteht Hadfield-Stahl aus etwa 11–14% Mangan und rund 1% Kohlenstoff. Diese besondere Zusammensetzung sorgt für außergewöhnliche Eigenschaften: Der Stahl ist äußerst zäh, schlagfest und härtet unter mechanischer Beanspruchung an seiner Oberfläche nach.
Die sogenannte Kaltverfestigung macht Hadfield-Stahl einzigartig – er ist im weichen Zustand gut bearbeitbar und wird durch Schlag, Druck oder Abrieb an der Oberfläche deutlich härter, während der innere Kern zäh bleibt. Dadurch eignet sich Mangalloy ideal für Anwendungen mit hoher Reibung oder Stoßbelastung.
Wie entsteht Mangan-Stahl und was macht ihn metallurgisch besonders?
Mangalloy unterscheidet sich in seiner Herstellung deutlich von konventionellen Stählen. Durch den hohen Mangananteil entsteht beim Abkühlen aus der Schmelze eine sogenannte Austenitstruktur – ein metallurgisches Gefüge, das unter Normalbedingungen nur bei hohen Temperaturen stabil ist. Der hohe Mangangehalt sorgt jedoch dafür, dass der Austenit auch bei Raumtemperatur bestehen bleibt.
Diese Struktur verleiht dem Stahl seine besondere Kombination aus Zähigkeit und Verformbarkeit. Erst durch mechanische Belastung – etwa durch Schläge, Druck oder Reibung – verändert sich das Gefüge an der Oberfläche: So kommt es zur Kaltverfestigung und dabei wandelt sich der Austenit in härtere Strukturen um, was die Oberfläche stark erhärtet, ohne dass der Kern seine Zähigkeit verliert.
Ein weiterer besonderer Aspekt: Hadfield-Stahl lässt sich nicht konventionell härten oder schneiden, da er durch Wärmebehandlung nicht spröde wird. Auch Schweißen ist nur mit speziellen Verfahren möglich. Das macht ihn anspruchsvoll in der Verarbeitung – aber umso leistungsfähiger im Einsatz, sobald er korrekt hergestellt und eingesetzt wird.
Wo kommt Hadfield-Stahl zum Einsatz?
Mangan-Stahl findet überall dort Verwendung, wo mechanische Belastung extrem hoch ist. Typische Einsatzbereiche sind:
- Greif- und Brechvorrichtungen von Brech- und Mahlwerken im Bergbau
- Weichen und Kreuzungen im Schienenverkehr
- Zahnräder, Lager und Walzwerke im Maschinenbau
- Baggerschaufeln, Mulden und Verschleißbleche im Baugewerbe
- Schneid- und Schlagwerkzeuge
Auch in der Metallverarbeitung oder in Sonderanfertigungen im Maschinen- und Anlagenbau kann Mangalloy aufgrund seiner Langlebigkeit eine interessante Alternative darstellen – insbesondere, wenn Standardstähle an ihre Grenzen stoßen.