--- title: "Maraging-Stähle: Zusammensetzung, Güten, Auslagerung…" description: "Erfahren Sie, wie Maraging-Stähle ihre Festigkeit erlangen, und vergleichen Sie 18Ni-Güten, AMS6515, M789, Wärmebehandlung und additive Fertigung." canonical: https://steelequivalents.com/de/wiki/stahlgruppen/maraging-st%C3%A4hle-zusammensetzung-g%C3%BCten-auslagerung-und-verarbeitung language: de robots: index, follow og_type: article type: wiki-article language_alternates: en: https://steelequivalents.com/wiki/steel-families/maraging-steels.md cs: https://steelequivalents.com/cs/wiki/skupiny-ocelí/maragingové-oceli-složení-jakosti-stárnutí-a-zpracování.md de: https://steelequivalents.com/de/wiki/stahlgruppen/maraging-st%C3%A4hle-zusammensetzung-g%C3%BCten-auslagerung-und-verarbeitung.md es: https://steelequivalents.com/es/wiki/familias-de-aceros/aceros-maraging-composición-grados-envejecimiento-y-procesamiento.md fr: https://steelequivalents.com/fr/wiki/familles-d-aciers/aciers-maraging-composition-nuances-vieillissement-et-mise-en-œuvre.md hu: https://steelequivalents.com/hu/wiki/acélcsaládok/maraging-acélok-összetétel-minőségi-osztályok-öregítés-és-feldolgozás.md it: https://steelequivalents.com/it/wiki/famiglie-di-acciai/acciai-maraging-composizione-gradi-invecchiamento-e-lavorazione.md nl: https://steelequivalents.com/nl/wiki/staalgroepen/maragingstaal-samenstelling-kwaliteiten-veroudering-en-verwerking.md pl: https://steelequivalents.com/pl/wiki/grupy-stali/stale-maragingowe-skład-chemiczny-gatunki-starzenie-i-obróbka.md pt: https://steelequivalents.com/pt/wiki/famílias-de-aço/aços-maraging-composição-classes-envelhecimento-e-processamento.md ru: https://steelequivalents.com/ru/вики/группы-сталей/маражные-стали-состав-марки-старение-и-обработка.md tr: https://steelequivalents.com/tr/wiki/çelik-grupları/maraging-çelikleri-bileşim-kaliteler-yaşlandırma-ve-işleme.md zh: https://steelequivalents.com/zh/维基/钢材分类/马氏体时效钢-成分-牌号-时效处理与加工.md ja: https://steelequivalents.com/ja/ウィキ/鋼種の分類/マレージング鋼-組成-等級-時効処理-加工.md ar: https://steelequivalents.com/ar/ويكي/مجموعات-الفولاذ/فولاذ-الماراجينغ-التركيب-الكيميائي-والدرجات-والتعتيق-والمعالجة.md ko: https://steelequivalents.com/ko/위키/강종-계열/마레이징강-조성-등급-시효-처리-및-가공.md pt-br: https://steelequivalents.com/pt-br/wiki/famílias-de-aços/aços-maraging-composição-classes-envelhecimento-e-processamento.md hi: https://steelequivalents.com/hi/विकी/स्टील-समूह/मारएजिंग-इस्पात-संघटन-ग्रेड-एजिंग-और-प्रसंस्करण.md content_hash: sha256:ffa3f023c5ff68ebf18fde78ca31cb2729cdac8df5e74f8d14314f8278ea4d76 generated: 2026-09-26 --- > **Machine-readable Markdown rendering.** This is a Markdown representation of a web page, > served for AI agents and crawlers as a token-efficient alternative to the full HTML. > Full interactive HTML version: https://steelequivalents.com/de/wiki/stahlgruppen/maraging-st%C3%A4hle-zusammensetzung-g%C3%BCten-auslagerung-und-verarbeitung > Canonical URL: https://steelequivalents.com/de/wiki/stahlgruppen/maraging-st%C3%A4hle-zusammensetzung-g%C3%BCten-auslagerung-und-verarbeitung > Available languages: en, cs, de, es, fr, hu, it, nl, pl, pt, ru, tr, zh, ja, ar, ko, pt-br, hi > Change detection: `content_hash` is the SHA-256 of this document's Markdown body — everything > below this block, whitespace-trimmed, excluding the front-matter. 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Sein charakteristisches Gefüge ist ein kohlenstoffarmer Lattenmartensit, der üblicherweise durch Lösungsglühen mit anschließender Abkühlung aus dem Austenitbereich gebildet wird. Nickel senkt die Martensitstarttemperatur ausreichend ab, sodass sich der Austenit beim Abkühlen ohne den hohen Kohlenstoffgehalt, der bei konventionellen vergüteten Stählen eingesetzt wird, in Martensit umwandelt. #### Wesentlicher Unterschied Die Lösungsglühbehandlung erzeugt eine relativ weiche, gut bearbeitbare martensitische Matrix; das Auslagern liefert durch intermetallische Ausscheidung einen großen Teil der Endfestigkeit. Maragingstahl ist nicht einfach nur hart abgeschreckter Martensit. Dieser Martensit ist im Vergleich zu Ferrit fest, aber bewusst deutlich weicher als im fertig ausgelagerten Zustand. Das ist ein zentraler Bestandteil des Konzepts. Der Stahl ist so ausgelegt, dass die Lösungsglühbehandlung ein relativ duktiles, gut zerspanbares, kohlenstoffarmes martensitisches Gefüge erzeugt; eine anschließende Auslagerungsbehandlung führt dann zur Bildung von nanoskaligen oder feinen intermetallischen Phasen innerhalb dieser Matrix und an deren Grenzen. Das Material ist nicht einfach „harter Martensit“. Es handelt sich um einen ausscheidungsverfestigten martensitischen Stahl. Beschriebene wesentliche Legierungsfunktionen konventioneller Maragingstähle. | Element | Primäre metallurgische Funktion | Beispiel oder Erläuterung | |---|---|---| | Nickel | Stabilisiert Austenit und unterstützt die Bildung der martensitischen Matrix | Ungefähr 18,5 % in AMS6515 | | Kobalt | Verändert die Thermodynamik der Matrix und fördert die Bildung molybdänreicher Ausscheidungen | 12,0 % in AMS6515 | | Molybdän | Beteiligt sich direkt an der Verfestigung durch intermetallische Phasen | 4,9 % in AMS6515 | | Titan | Trägt zu nickel- und titanreichen verfestigenden Ausscheidungen bei | 1,40 % in AMS6515 | | Aluminium | Kann in geordnete intermetallische Phasen eintreten und die Ausscheidung beeinflussen | 0,10 % in AMS6515 | Die Legierungszusätze unterscheiden Maraging-Güten von gewöhnlichen Eisen-Nickel-Legierungen. Herkömmliche kobalt­haltige Güten enthalten üblicherweise Nickel, Kobalt, Molybdän, Titan und geringe Zusätze von Aluminium. Kobalt beeinflusst die Matrix und das Ausscheidungsverhalten, während Molybdän und Titan an Verfestigungsreaktionen beteiligt sind, bei denen intermetallische Verbindungen entstehen. Das genaue Gleichgewicht ist entscheidend: Änderungen des Nickel-, Kobalt-, Molybdän-, Titan- oder Aluminiumgehalts verändern die Umwandlungstemperaturen, die Ausscheidungspopulationen, das Auslagerungsverhalten, die Zähigkeit und die Maßbeständigkeit. Nennzusammensetzung (Massen-%) Nominale wesentliche Legierungszusätze gemäß der Bezeichnung AMS6515. SAE AMS6515 veranschaulicht, warum eine Güte als definierter Werkstoff und nicht als lose Rezeptur betrachtet werden muss. Die Spezifikation beschreibt einen zweifach vakuumerschmolzenen und geglühten Stahl mit der Bezeichnung „18.5Ni-12.0Co-4.9Mo-1.40Ti-0.10Al“. Diese Zusammensetzung ist nicht mit jedem Erzeugnis austauschbar, das als 18Ni-Maraging-Stahl bezeichnet wird. Erschmelzungsverfahren, Erzeugnisform, geforderter Zustand und zulässige Zusammensetzungsbereiche sind Bestandteil der Spezifikation. Der geringe Kohlenstoffgehalt ist ebenso wichtig. Der Kohlenstoffgehalt wird typischerweise so niedrig gehalten, dass die Karbidbildung begrenzt und verhindert wird, dass Kohlenstoff zur primären Härtequelle wird. Der entstehende Martensit weist im Vergleich zu hochkohlenstoffhaltigem Martensit einen relativ geringen Beitrag aus Versetzungs- und Mischkristallverfestigung auf, wodurch ein erhebliches Potenzial für eine nachfolgende Ausscheidungshärtung erhalten bleibt. Dies erklärt auch, warum Maraging-Stähle bei kontrollierter Wärmebehandlung und Reinheit eine hohe Festigkeit mit nützlicher Zähigkeit und Duktilität verbinden können. Maragingstahl **Maragingstahl** Ein kohlenstoffarmer, nickelreicher Stahl auf Eisenbasis, der beim Abkühlen eine martensitische Matrix bildet und einen großen Teil seiner technischen Festigkeit durch altersinduzierte intermetallische Ausscheidung entwickelt. Eine zweckmäßige formale Beschreibung ist daher enger gefasst als „sehr fester Stahl“: Ein Maraging-Stahl ist eine kohlenstoffarme, hoch nickelhaltige eisenbasierte Legierung, die beim Abkühlen eine martensitische Matrix bildet und einen wesentlichen Teil ihrer technischen Festigkeit durch ausscheidungsbedingte intermetallische Ausscheidungen entwickelt. Ein Stahl kann außergewöhnlich fest sein, ohne diese Definition zu erfüllen. ![Schematic comparing carbon-distorted martensite with precipitate-strengthened low-carbon martensite](/images/uploads/9811da7f-21f0-423d-a60d-e23a3cf8f3bb/wiki-inline-a-labeled-comparison-of-carbon-hardening-in-conventional-steel-and-precipitation-1520x1920.jpg)[](/images/uploads/9811da7f-21f0-423d-a60d-e23a3cf8f3bb/wiki-inline-a-labeled-comparison-of-carbon-hardening-in-conventional-steel-and-precipitation-2027x2560.avif "Bild vergrößern — Schematic comparing carbon-distorted martensite with precipitate-strengthened low-carbon martensite") ### Warum die Ausscheidungshärtung und nicht die Kohlenstoffhärtung der bestimmende Mechanismus ist #### Die Maraging-Abfolge 1. **Lösungsglühen** Löst die relevanten Legierungselemente im Austenit und stellt einen geeigneten chemischen Zustand her. 2. **Abkühlen** Wandelt den Austenit in kohlenstoffarmen Lattenmartensit um. 3. **Auslagern** Ermöglicht die Ansammlung von Fremdatomen und die Bildung geordneter intermetallischer Ausscheidungen. 4. **Verfestigung** Die Ausscheidungen behindern die Versetzungsbewegung und erhöhen die Streckgrenze. Die konventionelle Wärmebehandlungsfolge umfasst klar abgegrenzte Stufen. Zunächst löst das Lösungsglühen die Legierungselemente im Austenit und stellt einen geeigneten chemischen Zustand her. Durch die anschließende Abkühlung entsteht Lattenmartensit. Im frisch abgeschreckten Zustand ist dieser Martensit relativ weich. Beim Auslagern bei ungefähr 480 °C lagern sich gelöste Atome zusammen, und geordnete intermetallische Ausscheidungen bilden sich. Diese Ausscheidungen behindern die Versetzungsbewegung und bewirken den großen Anstieg der Streckgrenze, der mit der jeweiligen Güte verbunden ist. \[1\] \[1\] **Maraging Steels**. ASM International. ASM Handbook, 2018. ASM Handbook, Volume 4A, Steel Heat Treating Fundamentals and Processes Das Kapitel *Maraging Steels* von ASM International aus dem Jahr 2018 beschreibt die Abfolge als Lösungsglühen, Martensitbildung, Auslagern, Ausscheidung und Nahbereichsordnung. Dieselbe Quelle ordnet die hauptsächliche Ausscheidungsbehandlung bei ungefähr 480 °C ein und berichtet kommerzielle Streckgrenzen von 1030 bis 2420 MPa. Diese Werte beschreiben das Ergebnis einer bestimmten Zusammensetzung und Wärmebehandlung, nicht eine intrinsische Eigenschaft jedes kohlenstoffarmen Nickelstahls. Die Bezeichnung 18Ni(250) entspricht ungefähr einer 250-ksi-Festigkeitsklasse beziehungsweise etwa 1720–1725 MPa. Limited evidence Die Werkstoffreferenz der NASA aus dem Jahr 2018 bezeichnet 18Ni(250) als einen kohlenstoffarmen, eisen-nickelbasierten Lattenmartensitstahl, der durch intermetallische Ausscheidungen bei etwa 480 °C ausscheidungsgehärtet wird. Die Bezeichnung „250“ bezieht sich ungefähr auf eine Festigkeitsklasse von 250 ksi beziehungsweise etwa 1720 MPa und nicht auf einen Kohlenstoffanteil oder eine universelle chemische Formel. Verwandte Bezeichnungen wie 18Ni(300) und 18Ni(350) weisen auf höhere nominelle Festigkeitsklassen hin; allein die Bezeichnung macht es jedoch nicht überflüssig, die maßgebliche Spezifikation und den Wärmebehandlungszustand zu überprüfen. Maragingstähle beziehen den größten Teil ihrer Endfestigkeit aus der altersinduzierten intermetallischen Ausscheidung und nicht aus der Kohlenstoffhärtung. Strong evidence Der 2025 veröffentlichte NIST Internal Report 8582 formuliert den Unterschied unmittelbar: Durch Lösungsglühen und Abschrecken entsteht zunächst relativ weicher Martensit; anschließend erzeugt die Ausscheidungswärmebehandlung feine Ausscheidungen sowie eine hohe Festigkeit, Duktilität und Zähigkeit. Bei einem konventionellen, abgeschreckten und angelassenen Kohlenstoffstahl bestimmen der im Martensit eingeschlossene Kohlenstoff und die späteren Anlassreaktionen den Härtungsmechanismus. Beim Maraging-Stahl bedeutet der bewusst niedrige Kohlenstoffgehalt, dass diese Erklärung unvollständig und in der Regel irreführend ist. Das entscheidende Verfestigungsereignis ist die Ausscheidung. #### Übertragen Sie einen Auslagerungsplan nicht unkritisch Ungefähr 480 °C ist ein Referenz-Auslagerungsbereich und keine allgemeingültige Vorgabe. Unzureichendes Auslagern kann eine unter der Spezifikation liegende Festigkeit zurücklassen, während übermäßige Zeit oder Temperatur die Ausscheidungen vergröbern und die Verfestigung verringern kann. Verwenden Sie den für die exakte Güte, Produktform und vorausgegangene Wärmebehandlung qualifizierten Auslagerungsplan. Das Überaltern zeigt, warum es sich um ein metallurgisches und nicht lediglich um ein thermisches Verhalten handelt. Ein zu kurzes Auslagern kann dazu führen, dass die Ausscheidungspopulation für die vorgeschriebene Festigkeit nicht ausreicht. Ein zu langes oder zu heißes Auslagern kann Ausscheidungen vergröbern und die Verfestigung verringern, während eine übermäßige thermische Einwirkung die Matrix und den Maßzustand verändern kann. Die nominelle Auslagerungstemperatur ersetzt keinen vollständigen Behandlungsplan: Querschnittsgröße, Ofengleichmäßigkeit, vorherige Lösungsglühbehandlung, Abkühlgeschwindigkeit und Erzeugnisform beeinflussen sämtlich das Ergebnis. Auch das Herstellungsverfahren bringt eine weitere Variable hinzu. Das Laser-Pulverbettschmelzen kann bereits vor jeder konventionellen Wärmebehandlung feine Erstarrungszellen, Eigenspannungen, Porosität, Textur und richtungsabhängige Gefüge erzeugen. Die 2025 veröffentlichte NIST Technical Note 2352 untersucht Lösungsglühen, interkritisches Glühen und Auslagerungsbehandlungen für durch Laser-Pulverbettschmelzen hergestellten kobaltfreien M789. Diese Arbeit zeigt, dass eine additiv gefertigte Maraging-Legierung nicht automatisch als gleichwertig mit einem gewalzten oder anderweitig umgeformten Werkstoff ähnlicher nomineller chemischer Zusammensetzung behandelt werden kann. NIST berichtete in *In Situ Fatigue Monitoring Investigation of Additively Manufactured Maraging Steel* aus dem Jahr 2024 außerdem über Unterschiede der Härte und Steifigkeit in Abhängigkeit von der Baurichtung. Messungen der magnetischen Permeabilität erfassten Ermüdungsschäden bereits vor dem Versagen und zeigten damit, dass das Problem von Prozess und Gefüge über die anfänglichen Zugfestigkeitseigenschaften hinausgeht. Die additive Fertigung verändert nicht die Definition von Maraging-Stahl, wohl aber das Ausgangsgefüge, das durch die Wärmebehandlung eingestellt werden muss. ### Trennung von Gütebezeichnungen und allgemeinen Beschreibungen Gütenbezeichnungen, Festigkeitsklassen und Spezifikationen kennzeichnen unterschiedliche Arten von Informationen. | Bezeichnung | Bedeutung | Was dadurch nicht festgelegt wird | |---|---|---| | Maragingstahl | Metallurgische Familie auf der Grundlage von kohlenstoffarmem Martensit und Ausscheidungsverfestigung | Eine einzelne chemische Zusammensetzung oder ein bestimmtes Eigenschaftsniveau | | 18Ni(250) | Nominale 18Ni-Familie und ungefähr 250-ksi-Festigkeitsklasse | Eine vollständige chemische Spezifikation oder Zertifizierung | | 18Ni(300) | Nominale 18Ni-Familie und höhere Festigkeitsklasse | Eine mit jeder anderen 18Ni-Güte gleichwertige chemische Zusammensetzung | | M789 | Kobaltfreie Maraging-Güte | Austauschbarkeit mit kobalhaltigen 18Ni-Güten | | AMS6515 | Spezifikation für eine bestimmte Legierung, Schmelzroute, Zustand und Produktform | Ein allgemeines Synonym für 18Ni-Maragingstahl | „Maraging“ ist eine Bezeichnung für eine metallurgische Familie; „18Ni(250)“, „18Ni(300)“, „18Ni(350)“, „M789“ und „AMS6515“ bezeichnen bestimmte Gütesysteme, Festigkeitsklassen oder Spezifikationen. Sie sollten nicht als Synonyme verwendet werden. Die klassischen 18Ni-Güten werden im Allgemeinen mit kobalt­haltigen chemischen Zusammensetzungen in Verbindung gebracht. Kobaltfreie Güten wurden im Hinblick auf andere Anforderungen an Zusammensetzung, Kosten, Versorgung und Verarbeitung entwickelt; durch das Entfernen von Kobalt bleiben jedoch nicht alle anderen metallurgischen Variablen unverändert. M789 ist beispielsweise ein kobaltfreier Maraging-Stahl mit eigener Legierungsauslegung, eigenem Ausscheidungsverhalten, eigenen Anforderungen an die Wärmebehandlung sowie eigenen Grenzen für Erzeugnis- und Werkstoffeigenschaften. Ihn lediglich als „18Ni(300)“ zu bezeichnen, würde Informationen ausblenden, die für die Interpretation seines Verhaltens erforderlich sind. Auch Nickel allein macht einen Stahl nicht zum Maraging-Stahl. Viele rostfreie, kryogene, bauliche und [ausscheidungshärtende Stähle](/de/kategorien/ausscheidungshärtende-stähle "ausscheidungshärtende Stähle") enthalten Nickel, bilden jedoch andere Matrizen oder beruhen auf anderen Verfestigungsreaktionen. Ein nickelhaltiger Stahl, der hauptsächlich durch Kohlenstoff, Stickstoff, Karbidausscheidung, Kupferausscheidung oder Umwandlungsprodukte gehärtet wird, gehört zu einer anderen Klasse, sofern seine spezifizierte Metallurgie nicht der Definition von Maraging-Stahl entspricht. Auch die umgekehrte Vereinfachung ist falsch: Nicht jeder ultrahochfeste Stahl ist ein Maraging-Stahl. Bainitische Stähle, vergütete Legierungsstähle, Werkzeugstähle und einige ausscheidungshärtende rostfreie Stähle können durch andere Mechanismen eine vergleichbare Festigkeit erreichen. Das Festigkeitsniveau ist ein Nachweis der Leistungsfähigkeit, aber kein Beweis für die Identität. Eine korrekte Identifizierung erfordert die Gütebezeichnung, die chemischen Grenzwerte, Anforderungen an Erschmelzung und Erzeugnisform, den Wärmebehandlungszustand sowie die Ausscheidungsreaktion, durch die die spezifizierten Eigenschaften entstehen. ## Die Zusammensetzung konventioneller Maragingstähle Maragingstahl wird weniger durch ein einzelnes Legierungsrezept als durch eine Strategie aus Zusammensetzung und Wärmebehandlung definiert. Sein Gefüge besteht aus einem sehr kohlenstoffarmen Eisen-Nickel-Martensit, der nach dem Abschrecken absichtlich so weich eingestellt wird, dass er während des Auslagerns erheblich verfestigt werden kann. Nickel, Kobalt, Molybdän, Titan, Aluminium und kleinere Zusätze steuern anschließend die Bildung, Verteilung und Stabilität der festigkeitssteigernden Ausscheidungen. Das Ergebnis ist ein anderer Härtungsweg als bei konventionellen Kohlenstoffstählen. In einem Kohlenstoffstahl erzeugt schnelles Abkühlen harten Martensit, weil der in übersättigter Lösung eingeschlossene Kohlenstoff das kubisch-raumzentrierte tetragonale Gitter verzerrt. Maragingstähle enthalten so wenig Kohlenstoff, dass dieser Mechanismus vergleichsweise wenig beiträgt. Nach dem Lösungsglühen und Abschrecken liegt in der Regel ein kohlenstoffarmer Lattenmartensit mit relativ geringer Härte und guter Zerspanbarkeit vor. Der NIST Internal Report 8582 beschreibt die Abfolge als Lösungsglühen und Abschrecken zur Bildung eines relativ weichen Martensits, gefolgt von einer Ausscheidungswärmebehandlung, die feine Ausscheidungen sowie hohe Festigkeit, Duktilität und Zähigkeit erzeugt. Das Auslagern erfolgt häufig bei etwa 480 °C, wobei sich intermetallische Verbindungen bilden und auch eine Nahordnung zur Festigkeitssteigerung beitragen kann. Diese Unterscheidung ist wichtig, wenn die Zusammensetzung erörtert wird. Ein Legierungselement kann die Martensitbildung, die Ausscheidungschemie, die Austenitstabilität, die Kornstruktur oder alle vier Bereiche beeinflussen. Sein nominaler Anteil kann nicht unabhängig von der Gütebezeichnung, der Schmelzpraxis, der Produktform und der thermischen Vorgeschichte interpretiert werden. ### Die Rolle von Nickel in der martensitischen Matrix Nickel ist das wichtigste matrixbildende Legierungselement in konventionellen Maragingstählen. Es stabilisiert den Austenit bei der Lösungsglühtemperatur und ermöglicht dadurch die Verarbeitung des Stahls als nickelreiche feste Lösung vor dem Abkühlen. Beim Abschrecken wandelt sich der Austenit in Lattenmartensit um, obwohl der Kohlenstoffgehalt sehr niedrig ist. Nickel trägt somit zur Bildung der kohlenstoffarmen martensitischen Ausgangsstruktur bei, auf der die spätere Ausscheidungshärtung beruht. Der Nickelgehalt steht außerdem mit dem Gleichgewicht zwischen Martensitbildung und Restaustenit in Zusammenhang. Zu wenig Nickel kann die Stabilität des vorgesehenen austenitischen Verarbeitungsbereichs verringern und das Umwandlungsverhalten verändern. Höhere Nickelgehalte können die Austenitstabilität erhöhen und je nach Gesamtzusammensetzung und Wärmebehandlung die Bildung von Restaustenit oder eine Rückumwandlung während des Auslagerns begünstigen. Die Matrix ist nicht lediglich ein passiver Träger: Ihr Nickelgehalt beeinflusst die chemische Triebkraft für die spätere Ausscheidung und das Verhalten der Legierung beim Überaltern. Die gebräuchliche Bezeichnung 18Ni(250), die von der NASA in einer Werkstoffreferenz aus dem Jahr 2018 verwendet wurde, kennzeichnet eine Maraginggüte mit ungefähr 18 % Nickel und einer nominalen Festigkeitsklasse von 250 ksi. Die Bezeichnung stellt keine vollständige chemische Spezifikation dar. Sie beschreibt eine Gütefamilie und die erwartete Festigkeitsklasse, während die jeweils geltende Werkstoffspezifikation die Grenzwerte für Nickel, Kobalt, Molybdän, Titan, Aluminium, Kohlenstoff und andere Elemente festlegt. SAE AMS6515 liefert ein genaueres Beispiel. Die Norm spezifiziert doppelt vakuumerschmolzenen, geglühten Stahl für Stäbe, Schmiedestücke, Rohre und Ringe mit der Zusammensetzung **18.5Ni-12.0Co-4.9Mo-1.40Ti-0.10Al**. Diese Chemie darf nicht als Formel für alle 18Ni-Maragingstähle verstanden werden. Sie ist die Zusammensetzung, die durch diese bestimmte AMS-Bezeichnung festgelegt wird; das Verhalten hängt von den spezifizierten Anforderungen an das Produkt und die Wärmebehandlung ab. Nickel unterstützt außerdem die Zähigkeit der kohlenstoffarmen Matrix. Da der abgeschreckte Martensit durch Kohlenstoff nicht stark verspannt ist, können Maragingstähle bei kontrollierten Einschlüssen, Seigerungen, vorheriger Austenitkorngröße, Ausscheidungsvergröberung und Verarbeitungsfehlern eine hohe Festigkeit mit einer brauchbaren Bruchzähigkeit verbinden. Die Festigkeit entsteht nicht durch Nickel allein. Nickel legt die Matrix- und Umwandlungsbedingungen fest; die wesentliche Zunahme der Härte erfolgt während des Auslagerns. ### Kobalt und Molybdän als Beiträge zur Ausscheidungshärtung Kobalt ist charakteristisch für viele konventionelle hochfestige Maraginggüten. Es gilt gewöhnlich nicht als allein für die Ausscheidungsbildung verantwortliches Element. Stattdessen verändert Kobalt die Thermodynamik und Kinetik der Matrix so, dass sich molybdän- und nickelhaltige intermetallische Ausscheidungen während des Auslagerns wirksamer bilden. Kobalt kann die Löslichkeit von Molybdän im Eisen-Nickel-Martensit verringern und dadurch die chemische Triebkraft für die Ausscheidung molybdänreicher Phasen erhöhen. Außerdem beeinflusst es die Martensitumwandlung und das Verhalten der Legierung beim Wiedererwärmen. Nahbereichsordnung **Nahbereichsordnung** Lokale chemische Anordnung, bei der Fremdatome vor oder gleichzeitig mit der Bildung identifizierbarer Ausscheidungen bevorzugte Nachbarschaftsbeziehungen entwickeln. Molybdän trägt direkt zur Ausscheidungshärtung bei. Während des Auslagerns ist es an feinen intermetallischen Phasen beteiligt, die bei konventionellen Maragingstählen häufig als molybdänreiche, mit Nickel und Eisen verbundene Ausscheidungen beschrieben werden. Die genaue Ausscheidungspopulation hängt von der Güte und der Behandlung ab; vereinfachte Darstellungen, die jedem Maragingstahl eine einzige Verbindung zuordnen, sind irreführend. Frühe nanoskalige Cluster, geordnete Bereiche und später entstehende intermetallische Partikel können nacheinander auftreten. Ihre Größe und ihr Abstand bestimmen die Festigkeit, während ihre Vergröberung diese wieder verringert. Das Zusammenspiel von Kobalt und Molybdän erklärt, warum die nominale Zusammensetzung als System betrachtet werden muss. Bei AMS6515 ist die Kombination aus **12.0 % Kobalt** und **4.9 % Molybdän** nicht gleichbedeutend mit der getrennten Zugabe der beiden Elemente. Die spezifizierten **18.5 % Nickel** bilden die Matrix, während Kobalt und Molybdän dazu beitragen, ein Ausscheidungsverhalten zu erzeugen, das einen hochfesten ausgelagerten Zustand ermöglicht. ASM International berichtete 2018, dass kommerzielle Maragingstähle Streckgrenzen von etwa **1030 bis 2420 MPa** erreichen. Dieser Bereich spiegelt Unterschiede in Zusammensetzung, Güte, Auslagerungsbehandlung und Produktzustand wider und nicht eine universelle chemische Zusammensetzung. Kobalhaltige Güten können daher nicht unmittelbar durch kobaltfreie Güten ersetzt werden, indem lediglich der Nickelgehalt angeglichen wird. Kobaltfreier M789 verdeutlicht diesen Punkt. Diese Güte folgt einem anderen Zusammensetzungskonzept, bei dem die Ausscheidungshärtung ohne den konventionellen Kobaltzusatz erzielt wird und andere Legierungsanpassungen das erforderliche Verhalten sicherstellen. Lösungsglühung, Auslagerungstemperatur und zulässiges Prozessfenster müssen für M789 selbst festgelegt werden. Auch das Herstellungsverfahren stellt eine zusätzliche Variable dar. Die 2025 veröffentlichte NIST Technical Note 2352 untersucht Lösungs- und Zwischenstufenglühen sowie Auslagerungsbehandlungen für kobaltfreies M789, das durch Laser-Pulverbettfusion hergestellt wurde. Diese Behandlungen beziehen sich auf einen Werkstoff, der mit einem rasch erstarrten, richtungsabhängig aufgebauten Gefüge beginnt und nicht mit demselben homogenisierten Gefüge, das bei konventionellem Knetmaterial erwartet wird. Die Gütebezeichnung allein lässt daher keine identische Verteilung der Ausscheidungen bei diesen unterschiedlichen Herstellungswegen erwarten. ### Titan, Aluminium und kleinere Zusätze Titan ist in vielen Maraginggüten ein stark wirksamer ausscheidungsbildender Zusatz. Während des Auslagerns kann es zur Bildung nickel- und titanreicher intermetallischer Ausscheidungen beitragen und bei sorgfältig kontrollierter Behandlung eine dichte Population nanoskaliger Festigkeitspartikel erzeugen. Der Titangehalt gehört folglich zu den entscheidendsten Unterschieden zwischen nominal ähnlichen Güten. In AMS6515 ist Titan mit **1.40 %** spezifiziert, einem beträchtlichen Zusatz, der zusammen mit 18.5 % Nickel, 12.0 % Kobalt und 4.9 % Molybdän betrachtet werden muss. Aluminium liegt im Beispiel AMS6515 mit **0.10 %** in deutlich geringerer Konzentration vor, doch eine geringe Konzentration bedeutet keine unbedeutende metallurgische Wirkung. Aluminium kann in geordnete intermetallische Phasen eingehen, Ausscheidungsreaktionen verändern und die Desoxidation sowie die Einschlusspopulation beeinflussen. Seine Rolle hängt von der übrigen chemischen Zusammensetzung und vom Auslagerungsplan ab. Eine titanreiche Güte mit einem Spurenanteil an Aluminium erzeugt nicht zwangsläufig dieselbe Partikelpopulation wie eine Güte mit mehr Aluminium und weniger Titan. Kohlenstoff wird gewöhnlich auf sehr niedrige Gehalte begrenzt, weil ein Kohlenstoffüberschuss die Festigkeitssteigerung in Richtung Karbidbildung und kohlenstoffverzerrten Martensits verlagern würde. Dadurch könnten Titan oder Molybdän gebunden, unerwünschte Einschlüsse erzeugt, die Zähigkeit verringert und die Kontrolle über die beabsichtigte intermetallische Reaktion verschlechtert werden. Silizium und Mangan werden im Allgemeinen kontrolliert und nicht als primäre festigkeitssteigernde Zusätze eingesetzt; Schwefel und Phosphor werden begrenzt, weil Einschlüsse und Seigerungen an Korngrenzen die Duktilität und die Ermüdungsfestigkeit beeinträchtigen können. Bor, Zirkonium, Calcium oder andere kleinere Zusätze können in bestimmten Spezifikationen zur Kontrolle von Korngrenzen, Einschlüssen oder des Verarbeitungsverhaltens vorkommen, sind jedoch keine universellen Merkmale der Maragingstahlfamilie. Dieselbe Vorsicht gilt für additiv gefertigte Werkstoffe. NIST berichtete 2024, dass durch Laser-Pulverbettfusion hergestellte Maragingstahlproben richtungsabhängige Unterschiede bei Härte und Steifigkeit zeigten. Dieselbe Studie stellte außerdem fest, dass Messungen der magnetischen Permeabilität Ermüdungsschäden bereits vor dem Versagen erkennen konnten. Diese Ergebnisse unterstreichen den zentralen Punkt: Die Zusammensetzung legt die Möglichkeiten der Ausscheidungsbildung fest, doch Schmelzpraxis, thermische Gradienten, Porosität, Textur, Lösungsglühen und Auslagern bestimmen das tatsächlich entstehende Gefüge. Maragingstahl ist daher ein güte- und prozessabhängiges Ausscheidungshärtungssystem – nicht lediglich ein nickelreicher Stahl mit einer außergewöhnlich hohen Festigkeitskennzahl. ## Güten, Bezeichnungen und die Bedeutung von 18Ni(250) ### Nennbezeichnungen und Festigkeitsklassen von 18Ni Die 18Ni-Familie wird zunächst durch ihr metallurgisches Konzept definiert: einen sehr kohlenstoffarmen, nickelreichen Stahl, der eine zähe Lattenmartensit-Matrix bildet und anschließend durch Auslagern verfestigt wird. Der Bestandteil „18Ni“ ist eine Referenz für die Nennzusammensetzung und keine vollständige chemische Spezifikation. Herkömmliche kobalhaltige Güten enthalten im Allgemeinen etwa 18 % Nickel zusammen mit Kobalt, Molybdän, Titan und geringen Zusätzen wie Aluminium. Der Kohlenstoffgehalt wird bewusst sehr niedrig gehalten, üblicherweise bei etwa 0,03 % oder darunter, damit der Stahl für seine hauptsächliche Verfestigungswirkung nicht auf Kohlenstoffübersättigung und Karbidbildung angewiesen ist. Diese Unterscheidung grenzt Maraging-Stahl von gewöhnlichem vergütetem niedriglegiertem Stahl ab. Lösungsglühen und Abkühlen wandeln das Austenitgefüge in Martensit um, doch dieser anfängliche Martensit ist vergleichsweise weich. Der wesentliche Festigkeitsanstieg folgt durch eine separate Ausscheidungsbehandlung. Der 2025 veröffentlichte NIST Internal Report 8582 beschreibt die Abfolge eindeutig: Lösungsglühen und Abschrecken erzeugen relativ weichen Martensit; anschließend bildet die Ausscheidungswärmebehandlung feine Ausscheidungen und erhöht die Festigkeit, während eine zweckmäßige Duktilität und Zähigkeit erhalten bleiben. Die Umwandlungshärtung erzeugt die Matrix; die Ausscheidungshärtung liefert die außergewöhnliche Festigkeit. Eingeklammerte 18Ni-Bezeichnungen sind Kurzangaben für Festigkeitsklassen und keine vollständigen Werkstoffspezifikationen. | Bezeichnung | Nominale Referenz der Festigkeitsklasse | Spezifikation erforderlich? | |---|---|---| | 18Ni(200) | Ungefähr 200-ksi-Klasse | Ja | | 18Ni(250) | Ungefähr 250-ksi-Klasse | Ja | | 18Ni(300) | Ungefähr 300-ksi-Klasse | Ja | | 18Ni(350) | Ungefähr 350-ksi-Klasse | Ja | Die bei herkömmlichen Güten verwendeten Zahlen in Klammern – 18Ni(200), 18Ni(250), 18Ni(300) und 18Ni(350) – sind Referenzen für Festigkeitsklassen. Sie werden nach der festgelegten Auslagerungsbehandlung ungefähr mit Zugfestigkeitswerten in ksi in Verbindung gebracht, wobei die genauen Eigenschaftsanforderungen von der jeweils geltenden Werkstoffspezifikation, der Produktform, der Prüfrichtung und dem Zustand abhängen. Die Bezeichnungen dienen daher in der ingenieurwissenschaftlichen Literatur, der Konstruktionspraxis und bei Diskussionen über Luft- und Raumfahrtwerkstoffe als Kurzformen. Sie ersetzen keine Beschaffungs- oder Zertifizierungsspezifikation. Der Festigkeitsbereich kommerzieller Maraging-Stähle ist groß. Der 2018 veröffentlichte Eintrag *Maraging Steels* von ASM International nennt kommerzielle Streckgrenzen von 1030 bis 2420 MPa. Diese Spanne lässt sich nicht allein durch die Bezeichnung „18Ni“ erklären. Nickelgehalt, Kobalt- und Molybdängehalte, Titan- oder Aluminiumzusätze, Schmelzverfahren, Querschnittsgröße, Lösungsglühtemperatur, Auslagerungstemperatur und Auslagerungsdauer beeinflussen sämtlich das Endergebnis. Die Bezeichnung liefert einen nützlichen Hinweis auf die Familie und die Festigkeitsklasse, beseitigt diese Variablen jedoch nicht. Auch zwischen Güten, die in allgemeinen Beschreibungen gelegentlich zusammengefasst werden, bestehen Unterschiede in der Zusammensetzung. Eine herkömmliche kobalhaltige 18Ni-Güte ist chemisch nicht mit dem kobaltfreien M789 austauschbar. M789 wurde als kobaltfreier Maraging-Stahl entwickelt; seine Ausscheidungsreaktionen, sein thermisches Verhalten und sein Verarbeitungsfenster müssen eigenständig bewertet werden. Die Bezeichnung beider Werkstoffe als „Maraging-Stahl“ kennzeichnet ihren Mechanismus der Ausscheidungshärtung, stellt jedoch weder eine gleichwertige Chemie noch gleichwertige Eigenschaften fest. Normen fügen eine weitere Präzisionsebene hinzu. SAE AMS6515 ist beispielsweise als *Steel, Maraging Bars, Forgings, Tubing, Rings, 18.5Ni-12.0Co-4.9Mo-1.40Ti-0.10Al, Double Vacuum Melted, Annealed* formuliert. Die in dieser Bezeichnung enthaltene Zusammensetzung ist spezifisch: 18,5 Nickel, 12,0 Kobalt, 4,9 Molybdän, 1,40 Titan und 0,10 Aluminium, bei zweifacher Vakuumschmelzung und einem geglühten Lieferzustand. Dies ist nicht lediglich eine weitere Schreibweise für „18Ni(250)“. Ein technisches Dokument sollte eine solche Güte und Spezifikation exakt wiedergeben, einschließlich der Normnummer und, soweit relevant, der angegebenen Produktform. ### 18Ni(250) und die Referenz von ungefähr 250 ksi **Referenz für 18Ni(250)** Nominale Festigkeitsklasse 250 ksi Ungefährer metrischer Gegenwert 1724 MPa Matrix Kohlenstoffarmer Eisen-Nickel-Lattenmartensit Temperatur des Ausscheidungshärtens Etwa 480 °C Einschränkung der Bezeichnung Keine vollständige chemische Spezifikation NASA verwendet 18Ni(250) als repräsentative Bezeichnung für einen Maraging-Stahl und ordnet sie ungefähr 250 ksi zu. Da 1 ksi etwa 6,895 MPa entspricht, entsprechen 250 ksi ungefähr 1724 MPa. Dieser Wert ist eine zweckmäßige Referenz für eine Festigkeitsklasse und keine Aussage, dass jede Probe aus 18Ni(250) exakt 250 ksi erreichen wird oder dass sich jeder angegebene Wert auf dieselbe Eigenschaft bezieht. Dieser Punkt ist von Bedeutung, weil „250 ksi“ als Zugfestigkeit verstanden werden kann, während eine Norm zusätzlich die Streckgrenze, die Dehnung, die Brucheinschnürung, die Härte oder die Kerbschlagzähigkeit festlegen kann. Die maßgebliche Eigenschaft kann sich außerdem mit der Orientierung und der Produktgeometrie ändern. Ein Stab, ein Schmiedestück, ein Ring, ein Blech und ein additiv gefertigtes Bauteil können derselben übergeordneten Gütenfamilie angehören und dennoch unterschiedlich auf Lösungsglühen und Auslagern reagieren. Große Querschnitte können während der Wärmebehandlung im Ofen thermische Gradienten entwickeln; dünne Querschnitte können schneller abkühlen. Die Prüfung einer längs entnommenen Stabprobe weist nicht automatisch die Eigenschaften in Quer- oder Durchdickenrichtung nach. Die Beschreibung von NASA ist metallurgisch aussagekräftiger als die Festigkeitszahl allein. Sie kennzeichnet 18Ni(250) als kohlenstoffarmen Eisen-Nickel-Lattenmartensit, der durch intermetallische Ausscheidung bei etwa 480 °C ausscheidungsgehärtet wird. Auch ASM International ordnet die hauptsächliche Ausscheidungsbehandlung in der Nähe von 480 °C ein und beschreibt die Verfestigungsabfolge als Lösungsglühen, Martensitbildung, Auslagern, Ausscheidung und Nahordnung. Die Matrix wird nicht allein durch Abschrecken außergewöhnlich fest. Die Auslagerungsbehandlung verändert sie, indem sie feine intermetallische Phasen erzeugt, an denen üblicherweise Nickel, Molybdän, Titan und verwandte Legierungselemente beteiligt sind. Die Nennklasse bleibt nützlich. Sie ermöglicht es einem Konstrukteur, bei der Gegenüberstellung etablierter Werkstoffoptionen zwischen einer ungefähr 200-, 250-, 300- oder 350-ksi-Familie zu unterscheiden. Die Zahl ist jedoch eine Zielklasse innerhalb eines festgelegten Zustands und keine universelle intrinsische Eigenschaft. Überaltern kann die Ausscheidungspopulation vergröbern oder verändern und die Festigkeit verringern. Unzureichendes Auslagern lässt den Werkstoff hinter seinem vorgesehenen Zustand zurück. Auch überhöhte Lösungsglühtemperaturen, ungeeignetes Abkühlen oder eine vorausgegangene Verarbeitung können das Verhalten verändern. ### Warum eine Legierungsbezeichnung kein Wärmebehandlungszertifikat ist Eine Legierungsbezeichnung kennzeichnet, was ein Werkstoff sein soll; sie beweist jedoch nicht, wie eine bestimmte Schmelze, ein bestimmter Querschnitt oder ein bestimmtes Bauteil verarbeitet wurde. Eine vollständige Werkstoffdokumentation muss die chemische Zusammensetzung mit der Norm, der Produktform, dem Schmelzverfahren, dem Lieferzustand, dem Wärmebehandlungszyklus, dem Probenentnahmeort und den gemessenen mechanischen Eigenschaften verknüpfen. „18Ni(250)“ allein liefert keine dieser Angaben. Messungen der magnetischen Permeabilität können Ermüdungsschäden in additiv gefertigten Maragingstählen vor dem endgültigen Versagen erkennen. Preliminary evidence Bei der Laser-Pulverbettfusion wird diese Unterscheidung noch deutlicher. Der 2025 veröffentlichte NIST Technical Note 2352 untersucht Lösungs- und Diffusionsglühen, interkritisches Glühen sowie Auslagerungsbehandlungen für das mit diesem Verfahren hergestellte kobaltfreie M789. Gegenstand der Untersuchung ist nicht nur die Nennlegierung, sondern das Zusammenwirken von Pulver, Schmelzvorgeschichte, thermischen Zyklen, Mikrostruktur und Nachbehandlung. Die 2024 veröffentlichte Studie *In-Situ Fatigue Monitoring Investigation of Additively Manufactured Maraging Steel* von NIST berichtet außerdem über richtungsabhängige Unterschiede der Härte und Steifigkeit in der Fertigungsrichtung. Messungen der magnetischen Permeabilität erfassten Ermüdungsschäden bereits vor dem Versagen und zeigten, dass die Prozessgeschichte sowohl die Eigenschaften als auch die Prüfsignale beeinflussen kann. Ein gedrucktes M789-Bauteil kann daher nicht ohne entsprechende Einschränkung durch die Anbringung einer herkömmlichen 18Ni-Festigkeitsklassenbezeichnung zertifiziert werden. Seine Schichtorientierung, Porosität, Oberflächenbeschaffenheit, Eigenspannung, Wärmebehandlung und der Probenahmeplan sind von Bedeutung. Die gleiche Vorsicht gilt für Knetwerkstoffe, auch wenn sich die maßgeblichen Variablen unterscheiden. Aus diesem Grund sollten Spezifikationen vollständig zitiert werden: die exakte Güten- oder Normbezeichnung, die Grenzwerte der chemischen Zusammensetzung, die Produktform, das Schmelzverfahren, der geglühte oder ausgelagerte Zustand, die Anforderungen an die Wärmebehandlung und die anzuwendenden Prüfungen der mechanischen Eigenschaften. „18Ni(250)“ ist eine wertvolle Kurzbezeichnung für eine Maraging-Festigkeitsklasse von ungefähr 250 ksi. Sie ist jedoch kein Ersatz für das Dokument, das festlegt, ob ein bestimmtes Stahlstück diese Klasse tatsächlich erfüllt. ## Wie Maraging-Stahl Martensit bildet Maraging-Stahl beginnt mit einer Wärmebehandlung, die ein martensitisches Gefüge erzeugt; der erste Martensit ist jedoch nicht die Hauptquelle seiner außergewöhnlichen Festigkeit. Die entscheidende Abfolge besteht aus Umwandlung und anschließender Ausscheidung: Das Lösungsglühen bereitet einen chemisch geeigneten Austenit vor, das Abschrecken wandelt diesen Austenit in kohlenstoffarmen Martensit in Lattenform um, und beim Altern nahe 480 °C entstehen intermetallische Partikel im Nanometermaßstab, die die Verformung behindern. Werden diese beiden Härtungsmechanismen verwechselt, führt dies zu einer falschen Beschreibung von Maraging-Stahl als lediglich sehr harter abgeschreckter Legierung. ### Lösungsglühen und Homogenisieren Das Ausgangsgefüge hängt von der Produktform und der vorausgegangenen Verarbeitung ab; der erste wesentliche thermische Schritt ist jedoch das Lösungsglühen. Der Stahl wird in den austenitischen Bereich erwärmt, üblicherweise auf eine durch die Güte und die Produktnorm festgelegte Temperatur, und ausreichend lange gehalten, damit sich die Legierungselemente in der eisenreichen Matrix lösen oder umverteilen können. Durch diese Behandlung wird ein großer Teil der chemischen Inhomogenität beseitigt, die durch Gießen, Schmieden, Walzen oder eine frühere thermische Beanspruchung entstanden ist. Nickel ist für das Umwandlungsverhalten von zentraler Bedeutung. Bei konventionellen Güten senkt ein erheblicher Nickelgehalt die Martensitstarttemperatur und ermöglicht es dem Austenit, sich beim Abkühlen ohne den hohen Kohlenstoffgehalt umzuwandeln, der bei gewöhnlichen vergüteten Stählen eingesetzt wird. Kobalt und Molybdän verändern ebenfalls die Phasenstabilität und das spätere Ausscheidungsverhalten, während Titan und Aluminium an festigkeitssteigernden Ausscheidungen beteiligt sein oder deren Keimbildung beeinflussen können. Ihre Anwesenheit ist von Güte zu Güte nicht austauschbar. SAE AMS6515 legt beispielsweise einen im Doppelvakuum erschmolzenen und geglühten Stahl mit 18,5 Ni–12,0 Co–4,9 Mo–1,40 Ti–0,10 Al für Stäbe, Schmiedestücke, Rohre und Ringe fest. Diese Bezeichnung beschreibt eine bestimmte Zusammensetzung und einen bestimmten Produktzustand, nicht jeden Stahl, der unter der allgemeinen Bezeichnung Maraging-Stahl verkauft wird. Die von NASA bezeichnete Güte 18Ni(250) ist eine weitere Bezeichnung für eine Werkstoffklasse mit nominell 250 ksi, während kobaltfreie Güten wie M789 auf einem anderen Legierungsgleichgewicht beruhen. Die Wärmebehandlung muss daher auf die festgelegte chemische Zusammensetzung abgestimmt werden. Beim Lösungsglühen besteht das Ziel nicht einfach darin, den Stahl austenitisch zu machen. Die Haltezeit muss den Legierungselementen außerdem ausreichend Zeit geben, segregierte Bereiche zu verlassen und in eine gleichmäßigere Mischkristalllösung überzugehen. Eine zu hohe Temperatur oder zu lange Haltezeit kann Kornwachstum, beginnendes Aufschmelzen in segregierten Bereichen oder unerwünschte Veränderungen bei ausscheidungsbildenden Elementen verursachen. Eine unzureichende Behandlung kann lokale Zusammensetzungsunterschiede zurücklassen, die die Umwandlungstemperaturen verändern und zu einem uneinheitlichen Alterungsverhalten führen. Das Homogenisieren ist besonders wichtig, wenn der Werkstoff einer Erstarrungsseigerung ausgesetzt war. Ein großer Gussblock, ein geschmiedeter Querschnitt und ein durch Laser-Pulverbettschmelzen hergestelltes Bauteil weisen nicht dasselbe chemische oder defektbezogene Ausgangsgefüge auf. Die additive Fertigung kann vor jeder konventionellen Lösungsglühbehandlung Schmelzbadgrenzen, zelluläre Seigerung, Eigenspannungen und Bindefehler einführen. Der anschließende Glühzyklus muss diese Merkmale berücksichtigen, anstatt davon auszugehen, dass ein für Knetlegierungen entwickelter Zyklus dasselbe Ergebnis hervorbringt. Die üblicherweise beschriebene Abfolge von der Lösungsglühbehandlung über Ausscheidung und Ordnung. Das Wärmebehandlungsreferenzwerk von ASM International beschreibt die Abfolge als Lösungsglühen, Martensitbildung, Altern, Ausscheidung und Nahbereichsordnung. Die ersten beiden Stufen bilden die Matrix. Sie erzeugen noch nicht die dichte Population festigkeitssteigernder Partikel, die für die höchsten Streckgrenzen verantwortlich ist. ### Abschrecken zu kohlenstoffarmem Martensit in Lattenform Nach dem Lösungsglühen wird der Austenit so schnell abgekühlt, dass diffusionsgesteuerte Umwandlungen wie die Bildung von Ferrit oder Perlit unterdrückt werden. Anschließend wandelt sich der Austenit durch einen weitgehend diffusionslosen Schermechanismus in Martensit um. Bei Maraging-Stahl handelt es sich bei diesem Produkt im Allgemeinen um kohlenstoffarmen Eisen-Nickel-Martensit in Lattenform. „Kohlenstoffarm“ ist die entscheidende Einschränkung. Kohlenstoffstähle bilden Martensit mit in übersättigten Zwischengitterplätzen eingeschlossenem Kohlenstoff. Dieser Kohlenstoff bewirkt eine starke tetragonale Verzerrung des Eisengitters und trägt wesentlich zur Härte des abgeschreckten Gefüges bei. Die bekannte hohe Härte eines wasserabgeschreckten Stahls mit mittlerem Kohlenstoffgehalt ist daher eine Umwandlungshärtung, die mit der Kohlenstoffübersättigung, der Gitterverzerrung und einer hohen Dichte an Gitterfehlern verbunden ist. Maraging-Stahl verfolgt einen anderen Weg. Sein Kohlenstoffgehalt ist absichtlich sehr niedrig, oft so niedrig, dass Kohlenstoff nicht den dominierenden Festigkeitsbeitrag leisten kann. Nickel stabilisiert den Austenit während der Erwärmung und senkt die Umwandlungstemperatur, während der niedrige Kohlenstoffgehalt ermöglicht, dass der umgewandelte Martensit einem niedrig verzerrten kubisch-raumzentrierten oder kubisch-tetragonalen Eisengitter mit nur geringer Tetragonalität näher bleibt. Der Martensit bildet sich in Paketen und Latten; Versetzungen und Grenzflächen liefern einen nützlichen Festigkeitsbeitrag und stellen Stellen bereit, die später das Ausscheidungsverhalten beeinflussen. Die Lattenmorphologie ist von Bedeutung. Einzelne Latten sind innerhalb früherer Austenitkörner zu Paketen angeordnet, und die während der Umwandlung erzeugte hohe Versetzungsdichte verleiht der Matrix ein messbares Festigkeitsniveau. Dieses Gefüge ist jedoch nicht mit kohlenstoffreichem Martensit gleichzusetzen. Es ist durch Zwischengitterkohlenstoff weniger stark verzerrt und unmittelbar nach dem Abschrecken gewöhnlich deutlich weniger hart. Die Abkühlungsgeschwindigkeit ist weiterhin wichtig, auch wenn der Grund ein anderer ist als bei gewöhnlichem Kohlenstoffstahl. Der Querschnitt muss ausreichend schnell abkühlen, um unerwünschte diffusionsgesteuerte Produkte und übermäßigen Restaustenit zu vermeiden; die erforderliche Geschwindigkeit hängt jedoch von der Zusammensetzung, der Querschnittsgröße, der Ausgangstemperatur und der Umwandlungskinetik der Legierung ab. Nickelreiche Maraging-Güten können eine beträchtliche Härtbarkeit besitzen, sodass sich unter praxisgerechten Abkühlbedingungen auch in größeren Querschnitten Martensit bildet. Ein zu langsames Abschrecken oder eine Zusammensetzung, die zu viel Austenit stabilisiert, kann die für das Altern verfügbare Matrix verändern. Kobalすhaltige und kobaltfreie Güten sollten bei diesem Schritt nicht gleich behandelt werden. Kobalt verändert das Gleichgewicht zwischen Nickel, Molybdän, Titan und anderen Zusätzen und beeinflusst sowohl die Umwandlung als auch die Ausscheidung. M789, ein kobaltfreier Maraging-Stahl, wurde vom National Institute of Standards and Technology im Technical Note 2352 anhand von Lösungsglüh-, interkritischen Glüh- und Alterungsbehandlungen nach dem Laser-Pulverbettschmelzen untersucht. Diese Behandlungen beziehen sich auf eine bestimmte Zusammensetzung und Herstellungsgeschichte; sie können nicht automatisch auf eine 18Ni-Co-Mo-Güte wie die chemische Zusammensetzung nach AMS6515 übertragen werden. ### Warum der abgeschreckte Zustand vergleichsweise weich ist Das Abschrecken ist notwendig, liefert jedoch nicht die endgültige Festigkeit von Maraging-Stahl. Der in diesem Stadium gebildete kohlenstoffarme Martensit weist eine hohe Versetzungsdichte auf und kann fester sein als ein ferritisches Gefüge; ihm fehlt jedoch die Kohlenstoffübersättigung, die herkömmlichen abgeschreckten Martensit extrem hart macht. Ein großer Teil des Nickels, Molybdäns, Titans, Aluminiums und verwandter Zusätze der Legierung bleibt in der martensitischen Matrix gelöst, anstatt als feine, die Versetzungsbewegung behindernde Ausscheidungspopulation vorzuliegen. Dieser Zustand wird absichtlich erzeugt. Die vergleichsweise weiche Matrix ermöglicht es, durch das anschließende Altern eine starke Festigkeitssteigerung zu erzielen, ohne auf einen hohen Kohlenstoffgehalt angewiesen zu sein. Während der Alterungsbehandlung, üblicherweise bei etwa 480 °C, keimen intermetallische Verbindungen aus dem übersättigten Martensit und wachsen. Abhängig von der Güte und der thermischen Vorgeschichte kann die Festigkeitssteigerung durch nickel- und molybdänreiche Partikel sowie titan- oder aluminiumhaltige Phasen und durch Nahbereichsordnung bewirkt werden. Diese Partikel behindern die Versetzungsbewegung wesentlich wirksamer als die abgeschreckte kohlenstoffarme Matrix allein. Der NIST Internal Report 8582 beschreibt den Prozess direkt: Lösungsglühen und Abschrecken erzeugen zunächst vergleichsweise weichen Martensit; anschließend führt eine Wärmebehandlung zur Ausscheidung feiner Partikel sowie zu hoher Festigkeit, Duktilität und Zähigkeit. ASM International berichtete über technische Streckgrenzen von 1030 bis 2420 MPa und identifizierte eine intermetallische Ausscheidung bei etwa 480 °C. NASA beschreibt 18Ni(250) als kohlenstoffarmen Eisen-Nickel-Martensit in Lattenform, der durch intermetallische Ausscheidung alterungshärtbar ist und einer Festigkeitsklasse von etwa 250 ksi entspricht. Diese Unterscheidung ist auch für die additive Fertigung von Bedeutung. Die Ermüdungsüberwachungsstudie des NIST aus dem Jahr 2024 stellte bei durch Laser-Pulverbettschmelzen hergestellten Maraging-Stahl-Proben Unterschiede der Härte und Steifigkeit in Abhängigkeit von der Baurichtung fest, während Messungen der magnetischen Permeabilität Ermüdungsschäden bereits vor dem Versagen erkannten. Diese Beobachtungen zeigen, dass die Matrix und ihre Defekte sowohl vom Herstellungsverfahren als auch von der nominalen Güte abhängen. Lösungsglühen und Abschrecken legen den Ausgangsmartensit fest; das Altern bestimmt, welcher Anteil des Ausscheidungspotenzials der Legierung in nutzbare Festigkeit umgesetzt wird. ## Altern, Ausscheidung und Nahbereichsordnung Maraging-Stahl erreicht seine charakteristische Festigkeit durch zwei unterschiedliche metallurgische Vorgänge. Lösungsglühen und Abschrecken erzeugen eine kohlenstoffarme Eisen-Nickel-Martensitmatrix; das anschließende Altern ermöglicht die Diffusion von Legierungselementen und die Bildung geordneter intermetallischer Ausscheidungen. Der erste Schritt ist eine Umwandlungshärtung, obwohl der entstehende Martensit aufgrund seines sehr geringen Kohlenstoffgehalts vergleichsweise weich ist. Der zweite Schritt ist eine Ausscheidungshärtung, die die Festigkeit erhöht, indem eine dichte Population von Partikeln im Nanometermaßstab die Versetzungsbewegung behindert. Diese Unterscheidung trennt Maraging-Stahl von konventionellen abgeschreckten und angelassenen Kohlenstoff- oder legierten Stählen. In einem kohlenstoffreichen Stahl ist übersättigter Martensit hart, weil Kohlenstoff ein verspanntes, tetragonal raumzentriertes Gitter erzeugt. In Maraging-Stahl wird der Kohlenstoffgehalt hingegen gezielt sehr niedrig gehalten, sodass das abgeschreckte Gefüge im Allgemeinen aus einem kohlenstoffarmen, kubisch oder tetragonal raumzentrierten Lattenmartensit mit mäßiger intrinsischer Härte besteht. Seine spätere Festigkeit entsteht hauptsächlich durch Reaktionen von Nickel, Molybdän, Titan, Aluminium und verwandten intermetallischen Phasen während der Auslagerung. ### Das Auslagerungsregime bei ungefähr 480 °C ASM International beschreibt Maraging-Stähle als sehr kohlenstoffarme Stähle mit hohem Nickelgehalt und Zusätzen wie Kobalt und Molybdän, die durch intermetallische Ausscheidungen bei ungefähr 480 °C festigkeitsgesteigert werden. Diese Temperatur ist ein nützlicher Richtwert, jedoch keine allgemeingültige Vorgabe. Die tatsächliche Auslagerungstemperatur und Haltedauer hängen von der Güte, der Produktform, der vorausgegangenen Lösungsglühbehandlung, der Querschnittsgröße, der Ofenregelung sowie dem erforderlichen Verhältnis von Festigkeit, Zähigkeit, Duktilität und Maßbeständigkeit ab. Die konventionelle Abfolge wird häufig als Lösungsglühen, Martensitbildung, Auslagerung, Ausscheidung und Nahordnung beschrieben. Beim Lösungsglühen werden die wesentlichen Legierungselemente in einer ausreichend homogenen austenitischen Mischkristalllösung gelöst. Das anschließende Abschrecken unterdrückt die diffusionsgesteuerte Umwandlung und erzeugt Lattenmartensit. Aufgrund des niedrigen Kohlenstoffgehalts ist dieser Martensit relativ weich und weist im Vergleich zu martensitischen Stählen mit hohem Kohlenstoffgehalt gewöhnlich eine begrenzte Abschreckverformung auf. Während der späteren Wärmebehandlung wird die Diffusion schnell genug, damit sich gelöste Atome zu Clustern zusammenlagern, sich lokal ordnen und zu festigkeitssteigernden Ausscheidungen entwickeln können. Das ungefähre Regime von 480 °C stellt einen Kompromiss dar. Bei niedrigeren Temperaturen verläuft die Diffusion langsamer, und die gewünschten Reaktionen können längere Zeiten erfordern. Bei höheren Temperaturen kann die Ausscheidung rasch ablaufen, jedoch können die Partikel vergröbern, konkurrierende Phasen entstehen und eine Überalterung die Behinderung von Versetzungen verringern. Eine nominelle Ofentemperatur beschreibt außerdem nicht den vollständigen Temperaturverlauf eines großen Schmiedestücks oder eines dicken Stabs: Das Zentrum kann die Zieltemperatur später erreichen als die Oberfläche, und das Abkühlen nach der Lösungsglühbehandlung kann über den Querschnitt hinweg unterschiedliche martensitische Gefüge erzeugen. Aus diesem Grund sollte ein veröffentlichtes Auslagerungsprogramm nicht ohne Prüfung der einschlägigen Spezifikation auf andere Güten übertragen werden. SAE AMS6515 bezeichnet beispielsweise einen im Doppelvakuum erschmolzenen und geglühten Stahl mit der Bezeichnung 18.5Ni-12.0Co-4.9Mo-1.40Ti-0.10Al und gilt für Stäbe, Schmiedestücke, Rohre und Ringe. Seine chemische Zusammensetzung ist nicht mit jedem unter einer 18Ni-Bezeichnung vertriebenen Stahl austauschbar und ebenso wenig mit kobaltfreien Güten. Die Werkstoffübersicht der NASA aus dem Jahr 2018 ordnet 18Ni(250) ungefähr 250 ksi beziehungsweise etwa 1724 MPa zu; diese Bezeichnung beschreibt jedoch eine Festigkeitsklasse und eine Zusammensetzungsfamilie und nicht ein einzelnes Wärmebehandlungsergebnis, das auf alle Produkte anwendbar wäre. Die Haltezeit bei der Temperatur muss lang genug sein, damit die beabsichtigte Ausscheidungsreaktion den erforderlichen Umfang erreicht. Eine kurze Haltezeit kann zu einem unteralterten Gefüge mit einer zu geringen Anzahl oder zu kleinen Population wirksamer Partikel führen. Eine längere Haltezeit kann die Festigkeit zunächst erhöhen und anschließend wieder verringern, wenn die Partikel wachsen oder ihre Kohärenz verlieren. Die Querschnittsgröße bringt eine weitere Variable hinzu, da thermische Verzögerung, Temperaturgradienten und lokale chemische Zusammensetzung zu unterschiedlichen Auslagerungsreaktionen zwischen Oberfläche und Zentrum führen können. Vorherige Kaltverformung, Restaustenit, Porosität und Seigerungen können ebenfalls die Anzahl und Lage der Keimbildungsstellen verändern. ### Intermetallische Ausscheidungen und Festigkeitssteigerung der Matrix Der NIST Internal Report 8582 beschreibt die konventionelle Vorgehensweise unmittelbar: Lösungsglühen und Abschrecken erzeugen zunächst relativ weichen Martensit, gefolgt von einer Ausscheidungswärmebehandlung, die feine Ausscheidungen sowie hohe Festigkeit, Duktilität und Zähigkeit hervorbringt. Die Ausscheidungen sind nicht einfach nur „harte Partikel“, die einem weichen Stahl zugesetzt werden. Ihre Größe, ihr Abstand, ihre Kristallstruktur, ihre Zusammensetzung, ihre Kohärenz und ihre Verteilung bestimmen, wie wirksam sie den plastischen Fließvorgang behindern. Eine frisch ausgelagerte Matrix enthält an gelösten Elementen reiche Bereiche und sehr feine Ausscheidungen. Wenn das Ausscheidungsgitter in einer bestimmten Beziehung zum umgebenden Martensit steht, entstehen an der Grenzfläche Kohärenzspannungen. Diese Spannungen bilden eine zusätzliche Barriere für die Bewegung von Versetzungen. Versetzungen können sehr kleine kohärente Partikel durchschneiden, abhängig von deren Festigkeit und Struktur, oder sich zwischen Partikeln ausbiegen, sobald die Ausscheidungen weniger kohärent und weiter voneinander entfernt sind. Die Spitzenfestigkeit wird erreicht, wenn die kombinierte Hinderniswirkung hoch ist, üblicherweise solange die Partikel fein und eng beabstandet bleiben. Nickel bildet die martensitische Matrix und beteiligt sich an mehreren Ausscheidungsreaktionen, während Molybdän und Titan in vielen kommerziellen Güten besonders wichtige festigkeitssteigernde Zusätze sind. Kobalt beeinflusst die Matrix sowie die Löslichkeit oder das Ausscheidungsverhalten anderer Elemente und unterstützt damit bei konventionellen kobaltführenden Güten das Erreichen hoher Festigkeiten nach der Auslagerung. Aluminium kann zu geordneten Phasen und zur Steuerung der Ausscheidung beitragen. Die genaue Abfolge und das Phasengefüge variieren mit der chemischen Zusammensetzung; es wäre irreführend, eine einzelne Verbindung so zu benennen, als bestimme sie jede Güte. Die kommerziellen Streckgrenzen von Maragingstählen werden über einen Bereich von 1030 bis 2420 MPa angegeben. Strong evidence Die von ASM International im Jahr 2018 angegebenen Streckgrenzen liegen für kommerzielle Werkstoffe zwischen 1030 und 2420 MPa. Diese Spannweite ist nicht allein auf den nominalen Nickelgehalt zurückzuführen. Die chemische Zusammensetzung der Güte, das Erschmelzungsverfahren, der Einschlussgehalt, die Lösungsglühbehandlung, der Auslagerungszustand, die Prüfrichtung und die Produktgröße tragen sämtlich dazu bei. Ein Ergebnis von 2420 MPa kann daher nicht als charakteristisches Verhalten jedes Maraging-Stahls betrachtet werden, ebenso wie ein Zustand mit geringerer Festigkeit auf eine gezielte Beibehaltung von Zähigkeit oder Zerspanbarkeit und nicht auf eine misslungene Behandlung zurückzuführen sein kann. Die Unterscheidung gegenüber kohlenstoffreichem Martensit bleibt auch in diesem Stadium wichtig. Kohlenstoffreicher Martensit bezieht einen großen Teil seiner Härte aus einer hohen Dichte von Gitterfehlern und dem durch eingeschlossenen Kohlenstoff erzeugten Spannungsfeld. Die ausgelagerte Festigkeit von Maraging-Stahl wird dagegen durch intermetallische Ausscheidungen in einer kohlenstoffarmen Lattenmatrix bestimmt. Daraus ergibt sich eine zweckmäßige Prozessfolge: Die Bearbeitung kann häufig nach der Lösungsglühbehandlung und vor der abschließenden Aushärtung durch Auslagerung erfolgen, wenn das Werkstück wesentlich weicher und weniger verformungsanfällig ist als nach einer vollständigen Ausscheidungsbehandlung. Kobaltfreie Stähle zeigen, warum die Zusammensetzung unmittelbar berücksichtigt werden muss. M789 ist ein kobaltfreier Maraging-Stahl, weshalb sein Ausscheidungsverhalten nicht einfach aus dem Verhalten einer kobaltführenden 18Ni-Güte abgeleitet werden kann, nur weil beide als Maraging-Stähle bezeichnet werden. Der NIST Technical Note 2352 untersucht Lösungsglühen, interkritisches Glühen und Auslagerungsbehandlungen für kobaltfreies M789, das mittels Laser-Pulverbettfusion hergestellt wurde. Die Notwendigkeit, mehrere Wärmebehandlungswege zu vergleichen, zeigt, dass sein Ausgangsgefüge und sein Ausscheidungsverhalten ein eigenes Prozessfenster erfordern. ### Nahordnung, Überalterung und Eigenschaftsverhältnisse Nahordnung beschreibt die lokale chemische Anordnung vor, während oder zwischen der Bildung eindeutig identifizierbarer Ausscheidungen. Sobald die Diffusion einsetzt, verteilen sich die gelösten Atome nicht zufällig. Benachbarte Nickel-, Molybdän-, Titan-, Aluminium- und andere Atome können bevorzugte lokale Anordnungen entwickeln und geordnete Bereiche bilden, die den Widerstand der Matrix gegen die Bewegung von Versetzungen verändern. In der Abfolge von ASM folgen auf die Auslagerung die Ausscheidung und die Nahordnung als miteinander verbundene Bestandteile der Härtungsreaktion, obwohl sich die Reaktionen überlagern und nicht in vollkommen getrennten Schritten ablaufen. Eine frühe Ordnung und Clusterbildung kann die Festigkeit erhöhen, bevor große, klar ausgeprägte Ausscheidungen entstehen. Bei fortgesetzter Auslagerung entwickeln sich diese Bereiche zu deutlicheren intermetallischen Partikeln. Die Matrix erreicht ihren Spitzenauslagerungszustand, wenn Partikelgröße und Partikelabstand eine starke Barriere gegen das Gleiten bilden. Eine weitere Auslagerung führt zur Überalterung: Die Ausscheidungen vergröbern, ihre Anzahl pro Volumen nimmt ab, die Grenzflächen werden weniger wirksam oder Gleichgewichtsphasen ersetzen eine feinere metastabile Population. Festigkeit und Härte nehmen ab, während die Duktilität zunehmen kann. Die Zähigkeit verbessert sich jedoch nicht automatisch, da grobe Partikel, rückgebildeter Austenit, Seigerungen oder Defekte neue Wege für die Rissinitiierung schaffen können. Die Temperatur beschleunigt sowohl die nützliche Ausscheidung als auch die schädliche Vergröberung. Eine unbeabsichtigte Überschreitung der festgelegten Auslagerungstemperatur kann daher die Festigkeit verringern, selbst wenn die gesamte Haltezeit bei dieser Temperatur kurz erscheint. Umgekehrt kann ein unteralterter Zustand gewählt werden, wenn ein niedrigeres Festigkeitsniveau, eine höhere Umformbarkeit oder ein anderes Zähigkeitsverhältnis erforderlich ist. Maßgeblich ist nicht allein die Härte. Streckgrenze, Zugfestigkeit, Bruchdehnung, Bruchzähigkeit, Ermüdungsfestigkeit und Maßänderung können auf dieselbe Wärmebehandlung unterschiedlich reagieren. Die additive Fertigung bringt eine eigenständige Prozess-Gefüge-Problematik mit sich. Die Laser-Pulverbettfusion erzeugt steile Temperaturgradienten, wiederholtes Wiedererwärmen, zelluläre Seigerungen, Eigenspannungen und Effekte der Baurichtung, bevor überhaupt eine konventionelle Lösungs- oder Auslagerungsbehandlung beginnt. Die Ermüdungsüberwachungsstudie des NIST aus dem Jahr 2024 stellte bei mittels Laser-Pulverbettfusion hergestellten Maraging-Stahlproben Unterschiede der Härte und Steifigkeit in Abhängigkeit von der Baurichtung fest. Dieselbe Arbeit berichtete, dass Messungen der magnetischen Permeabilität Ermüdungsschäden bereits vor dem Versagen erkennen konnten. Dies zeigt, dass die sich entwickelnde magnetische Antwort des martensitischen und ausscheidungsgehärteten Gefüges Informationen enthalten kann, die eine abschließende Zugprüfung nicht liefern kann. Somit ist das Auslagern bei ungefähr 480 °C ein metallurgisches Regime und keine magische Zahl. Die endgültige Struktur hängt davon ab, was in den Ofen eingebracht wurde, wie schnell es erwärmt und abgekühlt wurde, wie gleichmäßig der Querschnitt auf Temperatur gebracht wurde und welche Ausscheidungspopulation die Spezifikation erfordert. Maragingstahl ist hochfest, weil eine gezielt kohlenstoffarme martensitische Matrix einer kontrollierten Diffusions- und Ordnungsentwicklung unterzogen wird – nicht weil das Abschrecken allein außergewöhnlich harten Martensit erzeugt. ## Festigkeit, Duktilität, Zähigkeit und Bruchverhalten ### Der kommerzielle Streckgrenzenbereich Maraging-Stahl wird häufig durch seine sehr hohe Streckgrenze beschrieben. Dieser Wert ist jedoch das Ergebnis einer bestimmten Zusammensetzung und Wärmebehandlungsgeschichte und keine feste Eigenschaft jedes Stahls, der die Bezeichnung Maraging trägt. ASM International berichtete in seiner Darstellung von Maraging-Stählen im *ASM Handbook* von 2018 über kommerzielle Streckgrenzen von 1030 bis 2420 MPa. Dieser Bereich umfasst deutlich unterschiedliche Güten, Alterungszustände, Produktformen und Prüfanforderungen. Er sollte als Beschreibung der kommerziellen Leistungsfähigkeit und nicht als Zusicherung für einen nicht näher spezifizierten Stab, ein Blech, ein Schmiedeteil, einen Draht oder ein additiv gefertigtes Bauteil verstanden werden. \[2\] \[2\] **NIST Internal Report 8582**. National Institute of Standards and Technology. NIST Internal Report, 2025. NIST Internal Report 8582 Die bestimmende Abfolge beginnt mit einer Härtung durch Umwandlung. Austenit wird lösungsgeglüht und anschließend so abgekühlt, dass sich die Eisen-Nickel-Legierung in einen kohlenstoffarmen Lattenmartensit umwandelt. Im Gegensatz zum kohlenstoffreichen Martensit vieler vergüteter Stähle ist diese Matrix unmittelbar nach dem Abschrecken relativ weich und zäh. Der 2025 veröffentlichte NIST Internal Report 8582 beschreibt, dass Lösungsglühen und Abschrecken relativ weichen Martensit erzeugen. Darauf folgt eine Ausscheidungswärmebehandlung, bei der sich feine Ausscheidungen bilden und die Festigkeit steigt, während eine nutzbare Duktilität und Zähigkeit erhalten bleiben. Der zweite Schritt ist die Ausscheidungshärtung. Während der Alterung bei ungefähr 480 °C bilden die Legierungselemente intermetallische Phasen und unterliegen einer Nahordnung. Die Ausscheidungen behindern die Bewegung von Versetzungen. Daher widersteht die Matrix einer plastischen Verformung bei Spannungen, die deutlich über denen des abgeschreckten Zustands liegen. Die Festigkeit entsteht hauptsächlich durch diese kontrollierte Ausscheidungsreaktion und nicht durch eine Kohlenstoffverfestigung des Martensits. Überalterung lässt die Ausscheidungen gröber werden oder verändert deren Verteilung und kann die Streckgrenze herabsetzen, während eine unvollständige Alterungsbehandlung einen Teil des verfügbaren Verfestigungspotenzials ungenutzt lässt. Gütebezeichnungen liefern eine notwendige Warnung davor, den gesamten Bereich als austauschbar zu betrachten. Die Werkstoffübersicht der NASA von 2018 weist 18Ni(250) mit ungefähr 250 ksi beziehungsweise etwa 1725 MPa aus, während die SAE-Spezifikation AMS6515 einen bestimmten, doppelt vakuumerschmolzenen und geglühten Stahl mit einem Gehalt von 18,5Ni-12,0Co-4,9Mo-1,40Ti-0,10Al abdeckt. Diese chemische Zusammensetzung ist kein allgemeingültiges Rezept für jede 18Ni-Güte. Cobalt und Molybdän tragen zum Ausscheidungssystem bei, Titan und Aluminium beeinflussen die Ausscheidungsbildung, und Nickel steuert die martensitische Umwandlung sowie den Zustand der Matrix. Eine angegebene Streckgrenze ist nur dann aussagekräftig, wenn sie zusammen mit der Güte, der Produktform, der Prüfrichtung, der Lösungs- und Alterungsbehandlung sowie der maßgeblichen Spezifikation genannt wird. Konventionelle Cobalt-haltige Güten und Cobalt-freie Güten können ebenfalls nicht allein anhand ihrer Bezeichnung mit denselben zu erwartenden Eigenschaften versehen werden. Cobalt-freies M789 weist beispielsweise eine andere Legierungsauslegung und eine andere Ausscheidungsreaktion auf als bekannte Cobalt-haltige 18Ni-Güten. Die 2025 veröffentlichte NIST Technical Note 2352 untersucht das Lösungsglühen, das interkritische Glühen und die Alterung für mittels Laser-Powder-Bed-Fusion hergestelltes M789. Diese Behandlungen sind prozessspezifische Variablen und keine austauschbaren Bezeichnungen für eine einzige universelle Wärmebehandlung. Die daraus resultierende Streckgrenze, Bruchdehnung, Härte und Zähigkeit müssen für die angegebene Güte und das angegebene Herstellungsverfahren ermittelt werden. ### Warum die Festigkeit nicht die einzige Konstruktionsvariable ist Die Streckgrenze gibt an, wann in einem Zugversuch eine erhebliche plastische Verformung einsetzt. Sie sagt jedoch nicht aus, wie sich ein Bauteil nach dem Erreichen der Streckgrenze verhält, wie schnell ein Riss wächst oder wie viel Energie der Werkstoff vor dem Bruch aufnimmt. Eine Auslegung, bei der ausschließlich die höchste angegebene Streckgrenze ausgewählt wird, kann Duktilität, Bruchwiderstand, Ermüdungslebensdauer, Maßstabilität oder die Toleranz gegenüber Fertigungsfehlern beeinträchtigen. Die Ausscheidungsverteilung steuert dieses Gleichgewicht. Sehr feine, eng beabstandete intermetallische Teilchen bieten einen hohen Widerstand gegen die Versetzungsbewegung. Eine übermäßige Ausscheidungsbildung kann jedoch die Fähigkeit zur plastischen Umverteilung im Bereich einer Kerbe verringern. Auch die Matrix ist von Bedeutung. Lattenmorphologie, rückgebildeter Austenit, Versetzungsdichte, Zustand der Korngrenzen und Seigerungen beeinflussen, wie sich die Dehnung im Werkstoff verteilt. Ein Alterungszustand mit geringfügig niedrigerer Festigkeit kann eine größere Bruchdehnung oder einen höheren Risswachstumswiderstand bieten als der maximal gealterte Zustand, insbesondere wenn das Bauteil Bohrungen, Gewinde, scharfe Übergänge, Schweißübergänge oder Bearbeitungsspuren aufweist. Duktilität ist nicht gleichbedeutend mit Zähigkeit. Die Zugdehnung misst die gesamte Dehnung, die sich in einer glatten Probe ansammelt, während die Zähigkeit den Widerstand gegen Rissinitiierung und Rissausbreitung unter einem bestimmten Belastungszustand beschreibt. Ein Werkstoff kann eine beachtliche Bruchdehnung zeigen und dennoch in einem dicken Querschnitt, bei niedriger Temperatur oder unter ebener Dehnung seine Bruchfestigkeit verlieren. Charpy-Kerbschlagarbeit, Bruchzähigkeit, Rissspitzenöffnungsverschiebung und Daten zum Ermüdungsrisswachstum beantworten unterschiedliche Fragen. Keine dieser Eigenschaften sollte allein aus der Streckgrenze abgeleitet werden. Eigenspannungen stellen eine weitere Variable dar. Lösungsglühen, Abschrecken, Richten, Bearbeiten, Schweißen und Altern können Zug- oder Druckspannungen hinterlassen, die das örtliche Fließen und die Rissantriebskraft verändern. Ein hochfester Maraging-Stahl kann eine nominell aufgebrachte Spannung in einer einfachen Zugberechnung tolerieren, während eine Zugeigenspannung an einer Kerbe die effektive Spannungsintensität erhöht. Maßänderungen während der Alterung können bei Präzisionsteilen ebenfalls von Bedeutung sein, selbst wenn die durchschnittliche Formänderung gering ist. #### Variablen, die das Versagen steuern können - **Einschlüsse** Können Ermüdungsrisse oder Sprödbruch einleiten. - **Porosität** Verringert die lasttragende Fläche und kann als Ort der Rissinitiierung wirken. - **Eigenspannung** Kann die lokale Rissantriebskraft an Kerben oder Fehlstellen erhöhen. - **Gefügeorientierung und Richtung** Kann in Längs-, Quer- oder Aufbaurichtung unterschiedliche Eigenschaften erzeugen. - **Umgebung** Wasserstoff, Feuchtigkeit, Chloride und anhaltende Zugspannung können das Rissrisiko beeinflussen. Fehler sind ebenso wichtig. Nichtmetallische Einschlüsse, Oxidfilme, Poren, Bereiche mit Bindefehlern, Längsfehler und grobe Teilchen können Ermüdungsrisse oder Sprödbrüche einleiten. Die relevante Fehlerpopulation hängt von der Schmelzpraxis, der Reinheit, dem Schmiedegrad, der Walzrichtung, der Wärmebehandlung, der Bearbeitung und der Prüfung ab. Die Bezeichnung „doppelt vakuumerschmolzen“ in AMS6515 besitzt daher metallurgische Bedeutung: Sie kennzeichnet ein festgelegtes Herstellungsverfahren und eine bestimmte chemische Zusammensetzung und nicht lediglich eine nominelle Festigkeitsklasse. Die Prüfrichtung muss zusammen mit dem Ergebnis betrachtet werden. Gewalzte und geschmiedete Produkte können anisotrop sein, weil Einschlüsse, Seigerungen, Faserverlauf und vorherige Verarbeitung richtungsabhängig verteilt sind. Längs gemessene Zugeigenschaften belegen nicht automatisch die Quereigenschaften, die Duktilität in kurzer Querrichtung oder die Bruchzähigkeit über die Dicke. Anforderungen an die mechanischen Eigenschaften sollten zusammen mit der anzuwendenden Werkstoffspezifikation und dem Wärmebehandlungszustand gelesen werden, einschließlich der Probenorientierung und der Produktform. Die Angabe „gealtert“ ist unzureichend, solange Alterungstemperatur, Alterungsdauer, vorherige Lösungsbehandlung, Abkühlverfahren und zulässige Verarbeitung nicht bekannt sind. ### Bruch, Zähigkeit und Umgebungsbedingungen Maraging-Stähle verbinden häufig eine hohe Festigkeit mit einer nutzbaren Duktilität, weil ihre kohlenstoffarme martensitische Matrix die ausgeprägte, durch Kohlenstoff bedingte Sprödigkeit vermeidet, die mit einigen abgeschreckten hochfesten Stählen verbunden ist. Dieser Vorteil ist jedoch begrenzt. Eine Spitzenalterung erhöht die für plastisches Fließen erforderliche Spannung, und eine hohe Festigkeit steigert die elastische Energie, die einen Riss antreiben kann. Kerben, Einschlüsse, scharfe Bearbeitungsriefen und örtliche Eigenspannungen können daher zu entscheidenden Bruchstellen werden. Die Ermüdung erfordert eine gesonderte Betrachtung. Eine zyklische Belastung kann an einer Oberflächenunregelmäßigkeit oder einem inneren Fehler lange bevor das Bauteil seine Zugstreckgrenze erreicht einen Riss einleiten. Nach der Rissinitiierung hängt das Wachstum vom Spannungsverhältnis, der Frequenz, der Umgebung, der Mikrostruktur und der Richtung relativ zum verarbeiteten Werkstoff ab. Die additive Fertigung bringt zusätzliche Fehler wie Bindefehler, Schlüssellochporen, teilweise aufgeschmolzene Partikel, raue Oberflächen und Schwankungen in der Wärmebehandlungsgeschichte mit sich. Diese Merkmale können das Ermüdungsverhalten bestimmen, selbst wenn Zugproben die festgelegte Festigkeit erreichen. \[3\] \[3\] **In Situ Fatigue Monitoring Investigation of Additively Manufactured Maraging Steel**. National Institute of Standards and Technology. NIST investigation, 2024. In Situ Fatigue Monitoring Investigation of Additively Manufactured Maraging Steel Die NIST-Studie *In Situ Fatigue Monitoring Investigation of Additively Manufactured Maraging Steel* aus dem Jahr 2024 berichtete über Unterschiede in Härte und Steifigkeit entlang der Aufbaurichtung bei mittels Laser-Powder-Bed-Fusion hergestellten Proben. Dieselbe Arbeit zeigte, dass Messungen der magnetischen Permeabilität Ermüdungsschäden vor dem Bruch erkennen konnten. Dieses Ergebnis ist bedeutsam, weil Maraging-Stähle unter praxisrelevanten Verarbeitungsbedingungen ferromagnetisch sind und Veränderungen der magnetischen Antwort sich entwickelnde mikroskopische Strukturschäden oder den Spannungszustand widerspiegeln können. Es macht herkömmliche Ermüdungs- und Bruchprüfungen nicht überflüssig. Es zeigt vielmehr, dass die Prozessausrichtung und das Überwachungsverfahren Anzeichen eines bevorstehenden Versagens sichtbar machen können, die durch einen einzelnen Zugwert verborgen bleiben. Auch die Umgebung kann das Bruchverhalten verändern. [Hochfeste Stähle](/de/kategorien/hochfeste-stähle "Hochfeste Stähle") können für wasserstoffunterstützte Rissbildung anfällig sein, wenn Wasserstoff während des Beizens, der galvanischen Beschichtung, der Korrosion, des Schweißens oder im Betrieb eindringt. Feuchtigkeit, chloridhaltige Umgebungen, kathodischer Schutz und anhaltende Zugspannungen können je nach Güte und Zustand die Gefahr von Spannungsrisskorrosion oder verzögerter Rissbildung erhöhen. Oberflächenbehandlungen und Reinigungsverfahren müssen daher zusammen mit dem festgelegten Festigkeitsniveau und der Einsatzumgebung bewertet werden, anstatt unabhängig davon ausgewählt zu werden. Eine sachgerechte Auslegung legt den vollständigen Werkstoffzustand fest: Gütebezeichnung, chemische Zusammensetzung, Schmelzverfahren, Produktform, Orientierung, Lösungsbehandlung, Alterungszustand, Mindestwerte für Zugfestigkeit und Streckgrenze, Bruchdehnung, Härte, Anforderungen an Zähigkeit oder Ermüdung sowie Prüfgrenzen. Die zentrale Unterscheidung bleibt entscheidend: Die Umwandlung erzeugt die kohlenstoffarme martensitische Matrix; die Alterung erzeugt die intermetallischen Ausscheidungen, die den größten Teil der hohen Festigkeit liefern. Das Bruchverhalten wird von beiden Stufen sowie von Fehlern, Eigenspannungen, Richtung und Umgebung bestimmt. Es gibt keine einzelne „Eigenschaft von Maraging-Stahl“, die losgelöst von dieser Vorgeschichte betrachtet werden kann. ## AMS6515 als Fallstudie für eine Materialspezifikation SAE AMS6515 zeigt, warum ein Maraging-Stahl weder anhand einer Festigkeitszahl noch allein anhand einer nominalen Legierungsfamilie angemessen identifiziert werden kann. Seine Bezeichnung lautet: **Steel, Maraging, Bars, Forgings, Tubing, Rings, 18.5Ni-12.0Co-4.9Mo-1.40Ti-0.10Al, Double Vacuum Melted, Annealed.** Diese Formulierung kennzeichnet in einer einzigen Zeile die Chemische Zusammensetzung, das Schmelzverfahren, den Lieferzustand und mehrere zulässige Produktformen. Die Güte ist nicht einfach ein „18Ni-Maraging-Stahl“ und nicht mit jeder Legierung austauschbar, die unter einer 18Ni-, 250-ksi- oder Maraging-Bezeichnung verkauft wird. SAE AMS6515 definiert einen kontrollierten Werkstoff- und Fertigungsweg, dessen Eigenschaften davon abhängen, was vor, während und nach dem Formen des Stahls geschieht. ![Geglühtes AMS6515-Maraging-Stahlhalbzeug neben seiner Legierungsbezeichnung](/images/uploads/84a6c871-866c-4820-ae40-cbb8f48635f8/wiki-inline-a-precision-studio-photograph-of-an-annealed-ams6515-maraging-steel-round-bar-be-1920x1288.jpg)[](/images/uploads/84a6c871-866c-4820-ae40-cbb8f48635f8/wiki-inline-a-precision-studio-photograph-of-an-annealed-ams6515-maraging-steel-round-bar-be-1920x1288.avif "Bild vergrößern — Geglühtes AMS6515-Maraging-Stahlhalbzeug neben seiner Legierungsbezeichnung") ### Die genaue chemische Bezeichnung von AMS6515 Die chemische Bezeichnung lautet **18.5Ni-12.0Co-4.9Mo-1.40Ti-0.10Al**. Diese Zahlen beschreiben die wesentlichen Legierungszusätze der AMS6515-Güte: etwa 18,5 % Nickel, 12,0 % Kobalt, 4,9 % Molybdän, 1,40 % Titan und 0,10 % Aluminium; Eisen bildet den Rest, während die Spezifikation den Kohlenstoff-, Mangan-, Silizium-, Schwefel-, Phosphor- und weitere Grenzwerte festlegt. Die kohlenstoffarme Matrix ist für die Metallurgie von zentraler Bedeutung. Herkömmliche härtbare Stähle beziehen einen großen Teil ihrer Festigkeit im abgeschreckten Zustand aus Kohlenstoff, der im Martensit eingeschlossen ist. AMS6515 verfolgt einen anderen Ansatz. Nach der Lösungsglühung und dem Abkühlen bildet seine Eisen-Nickel-Matrix einen kohlenstoffarmen Lattenmartensit, der vergleichsweise weich und zäh ist. Die anschließende Auslagerungsbehandlung bewirkt den wesentlichen Festigkeitsanstieg durch die Ausscheidung feiner intermetallischer Phasen und eine damit verbundene Nahordnung. Der Eintrag *Maraging Steels* von ASM International aus dem Jahr 2018 beschreibt diese Werkstoffklasse als sehr kohlenstoffarme Stähle mit hohem Nickelgehalt sowie Kobalt und Molybdän, bei denen die intermetallische Ausscheidung bei etwa **480 °C** erfolgt. Die Streckgrenzen kommerzieller Maraging-Stähle reichen von ungefähr **1030 bis 2420 MPa** – eine große Bandbreite, die eher die Zusammensetzung der Güte und die Wärmebehandlung als eine einzelne allgemeingültige Werkstoffeigenschaft widerspiegelt. Die Werkstoffbeschreibung der NASA aus dem Jahr 2018 weist **18Ni(250)** ungefähr **250 ksi** beziehungsweise etwa 1724 MPa zu. Diese Bezeichnung ist jedoch eine Kurzform für eine Festigkeitsklasse und kein Ersatz für die vollständige AMS-Produktspezifikation. Nickel stabilisiert während der Verarbeitung das kohlenstoffarme austenitische Gefüge und unterstützt die Bildung von Martensit beim Abkühlen. Kobalt und Molybdän wirken am ausscheidungshärtenden System mit; Titan und Aluminium beeinflussen ebenfalls die Ausscheidungspopulation und die Reaktion auf die Auslagerung. Das genaue Gleichgewicht ist entscheidend. Eine durch AMS6515 spezifizierte kobalthaltige Legierung darf nicht als chemisch gleichwertig mit einer kobaltfreien Güte wie **M789** behandelt werden, selbst wenn beide als Maraging-Stähle bezeichnet werden und nach geeigneter Verarbeitung ähnliche Festigkeitsniveaus erreichen können. Diese Unterscheidung trennt die Umwandlungshärtung von der Ausscheidungshärtung. Das Abschrecken erzeugt die martensitische Matrix; die Auslagerung erzeugt den hochfesten Zustand. Der 2025 veröffentlichte NIST Internal Report 8582 beschreibt die herkömmliche Abfolge als Lösungsglühen und Abschrecken zur Bildung eines relativ weichen Martensits, gefolgt von einer Wärmebehandlung zur Ausscheidung, die feine Ausscheidungen sowie eine hohe Festigkeit, Duktilität und Zähigkeit hervorbringt. Die Matrix ist daher kein nebensächlicher Ausgangszustand. Ihr Kohlenstoffgehalt, ihre Morphologie, ihre Versetzungsstruktur und ihre thermische Vorgeschichte bestimmen, wie die nachfolgende Ausscheidungsreaktion abläuft. ### Doppelte Vakuumschmelzung und geglühter Zustand „Double vacuum melted“ ist eine Fertigungsanforderung und kein schmückendes Qualitätssiegel. Bei Sonderstählen bezeichnet diese Formulierung üblicherweise eine durch Vakuuminduktionsschmelzen erzeugte Schmelze, die anschließend einer Vakuumlichtbogen-Umschmelzung unterzogen wird. Dieses Verfahren reduziert Gase und unerwünschte Einschlüsse, verbessert die chemische Homogenität und ermöglicht dem Hersteller eine engere Kontrolle über einen Stahl, der für anspruchsvolle Schmiedestücke, Ringe, Rohre und Stangenprodukte vorgesehen ist. Der jeweils geltende AMS-Text regelt das zulässige Schmelzverfahren; entscheidend ist, dass AMS6515 das Verfahren als Teil der Werkstoffspezifikation ausweist. Vakuumschmelzen erzeugt das Maraging-Verhalten nicht von selbst. Es schafft ein kontrolliertes Ausgangsmaterial. Die Härtungsreaktion hängt weiterhin von Lösungsglühung, Abkühlung und Auslagerung ab. Eine Schmelze mit der richtigen nominalen Zusammensetzung, aber einer anderen Seigerung, einem anderen Einschlussgehalt oder einer anderen thermischen Vorgeschichte kann ein abweichendes Ermüdungs-, Bruch-, Maß- oder Zerspanungsverhalten zeigen. Die zweite Zustandsangabe in der Bezeichnung lautet **annealed**, also **geglüht**. AMS6515 wird im geglühten Zustand und nicht als vollständig ausgelagertes Produkt mit maximaler Festigkeit geliefert. Dieser Zustand hält den Werkstoff im Vergleich zu seinem abschließend ausscheidungsgehärteten Zustand relativ weich und ermöglicht die spanende Bearbeitung und Umformung, bevor das Bauteil seine vorgeschriebenen Lösungs- und Auslagerungsbehandlungen erhält. Die Angabe schränkt außerdem ein, welche Schlussfolgerungen der Käufer aus einem Zugfestigkeitswert ziehen kann: Geglühtes Stangenmaterial ist nicht automatisch repräsentativ für die Eigenschaften eines ausgelagerten Fertigbauteils. Die übliche metallurgische Abfolge lässt sich schlicht darstellen: 1\. Beim Lösungsglühen werden die maßgeblichen Legierungselemente gelöst und ein geeigneter austenitischer Zustand eingestellt. 2. Das Abkühlen erzeugt kohlenstoffarmen Lattenmartensit. 3. Die Auslagerung nahe der geeigneten Temperatur führt zur Ausscheidung intermetallischer Phasen und zur Ausbildung einer Nahordnung. 4. Die Ausscheidungsverteilung erhöht die Festigkeit, während mehr Duktilität und Zähigkeit erhalten bleiben können, als dies bei einem ähnlich festen kohlenstoffmartensitischen Stahl möglich wäre. Eine Spezifikation muss mehr als nur die abschließende Auslagerungstemperatur kontrollieren. Aufheizgeschwindigkeit, Haltezeit, Querschnittsgröße, Abschreckbedingungen, vorherige Umformung und erneutes Erwärmen während der Fertigung können die Reaktion verändern. Deshalb ist eine AMS-Bezeichnung aussagekräftiger als die Formulierung „250-ksi-Maraging-Stahl“. ### Erfasste Produktformen und Sprache der Spezifikation SAE AMS6515 umfasst **Stangen, Schmiedestücke, mechanische Rohre, abbrennstumpfgeschweißte Ringe und entsprechendes Schmiedevormaterial**, vorbehaltlich der im Dokument festgelegten Abmessungen, Verarbeitungsbedingungen und Anforderungen. Die Produktform ist von Bedeutung, weil ein Stab, ein Schmiedeteil, ein Rohr und ein geschweißter Ring nicht denselben thermischen Gradienten, Umformvorgängen oder Faserverläufen ausgesetzt sind. Der Verweis auf **mechanische Rohre** unterscheidet den Werkstoff von Rohrkategorien, die ausschließlich durch Druckbeanspruchung oder allgemeine Anforderungen an die Korrosionsbeständigkeit definiert sind. Mechanische Rohre werden als gefertigte Strukturprodukte bewertet; Abmessungen, Zustand und mechanische Anforderungen sind an den vorgesehenen Fertigungsweg gebunden. **Abbrennstumpfgeschweißte Ringe** bringen eine weitere Prozessvariable hinzu: Der Ring wird hergestellt, indem erwärmtes Material unter Druck miteinander verbunden wird. Daher müssen der Schweißbereich und die anschließende Wärmebehandlung in die Abnahme- und Eigenschaftskontrolle einbezogen werden. **Schmiedevormaterial** kann für einen späteren Schmiedevorgang geliefert werden. Sein Zustand wird also kontrolliert, obwohl die endgültige Bauteilgeometrie noch nicht vorliegt. Die Sprache einer Spezifikation trennt außerdem verbindliche Anforderungen von bloß typischen Merkmalen. Chemische Grenzwerte definieren die Schmelze. Anforderungen an das Schmelzverfahren legen fest, wie diese Schmelze erzeugt wird. Der geglühte Zustand definiert den Lieferzustand. Klauseln zur Produktform legen fest, welche Geometrien und Fertigungswege in den Geltungsbereich des Dokuments fallen. Prüf- und Abnahmebestimmungen legen anschließend fest, wie die Konformität nachgewiesen wird, einschließlich Chemischer Analyse, mechanischer Prüfung, Untersuchung, Abmessungen sowie gegebenenfalls der Korrektur oder Zurückweisung nichtkonformen Materials. Dies ist umso wichtiger, wenn sich der Fertigungsweg ändert. Die 2025 veröffentlichte NIST Technical Note 2352 untersucht Lösungs-, interkritisches und Auslagerungsglühen bei dem kobaltfreien M789, das mittels Laser-Pulverbettfusion hergestellt wurde. Diese Arbeit betrifft eine andere Legierung und ein anderes Erstarrungsverfahren; ihre Ergebnisse zur Wärmebehandlung können nicht einfach auf AMS6515 übertragen werden. Die Ermüdungsüberwachungsstudie von NIST aus dem Jahr 2024 stellte bei mittels Laser-Pulverbettfusion gefertigten Maraging-Stahlproben ebenfalls Unterschiede der Härte und Steifigkeit in Abhängigkeit von der Aufbaurichtung fest, während Messungen der magnetischen Permeabilität Ermüdungsschäden bereits vor dem Versagen erkannten. Die Additive Fertigung erzeugt daher ein eigenständiges Problem der Prozess-Gefüge-Beziehung, das Schmelzbadgeometrie, Textur, Porosität, Eigenspannungen und eine anisotrope Wärmebehandlung umfasst. AMS6515 bringt die ältere, aber weiterhin grundlegende Ingenieurlehre zum Ausdruck: Zusammensetzung, Schmelzverfahren, Zustand, Form, Prüfung und Abnahme bilden eine zusammenhängende Werkstoffidentität. Der Legierungsname erzählt nur einen Teil der Geschichte. ## Verarbeitung, Fertigung und Maßkontrolle Maraging-Stahl wird in zwei deutlich unterschiedlichen Eigenschaftszuständen verarbeitet. Lösungsglühen und Abkühlen erzeugen eine kohlenstoffarme Eisen-Nickel-Lattenmartensitmatrix, die im Vergleich zum ausgelagerten Zustand relativ weich ist; eine anschließende Behandlung bei etwa 480 °C scheidet festigkeitssteigernde intermetallische Verbindungen aus. Dieser Unterschied ist in der Fertigung von Bedeutung. Das Material wird normalerweise vor dem Auslagern geformt und stark bearbeitet und anschließend endausgelagert und geprüft, sobald Festigkeit, Härte und Maßverhalten den spezifizierten Zustand erreicht haben. Hierbei handelt es sich nicht um Umwandlungshärten im Sinne der bei unlegierten Kohlenstoff-Werkzeugstählen verwendeten Verfahren. Der Kohlenstoffgehalt ist absichtlich sehr niedrig, sodass beim Abkühlen kein harter, kohlenstoffübersättigter Martensit entsteht. Nickel fördert die Martensitbildung, während Kobalt, Molybdän, Titan, Aluminium und verwandte Zusätze während des Auslagerns die Ausscheidung und die Nahbereichsordnung unterstützen. Der NIST Internal Report 8582 (2025) beschreibt die Abfolge als Lösungsglühen und Abschrecken zur Bildung eines relativ weichen Martensits, gefolgt von einer Ausscheidungswärmebehandlung, die feine Ausscheidungen sowie hohe Festigkeit, Duktilität und Zähigkeit erzeugt. ASM International gibt für handelsübliche Werkstoffe Streckgrenzen von 1030 bis 2420 MPa an; diese Bandbreite umfasst jedoch unterschiedliche Zusammensetzungen, Produktformen und Wärmebehandlungen und sollte nicht auf einen nicht näher spezifizierten „Maraging-Stahl“ übertragen werden. ### Bearbeitung vor und nach dem Auslagern Die Schruppbearbeitung erfolgt normalerweise im geglühten oder lösungsbehandelten Zustand. In diesem Zustand weist die Matrix eine deutlich geringere Härte und einen wesentlich niedrigeren Schneidwiderstand als der ausgelagerte Stahl auf, sodass mit geringeren Werkzeugbelastungen und geringerem abrasivem Verschleiß größere Spanvolumina abgetragen werden können. Das Werkstück muss dennoch sorgfältig abgestützt werden: Dünne Wände, unterbrochene Schnitte und lange, schlanke Abschnitte können sich verformen, wenn sich Eigenspannungen abbauen. Bei unausgewogenem Materialabtrag kann eine Spannungsarmbehandlung oder ein kontrollierter Zwischenbearbeitungsschritt erforderlich sein. Eine gängige Verarbeitungslogik zur Steuerung von Bearbeitbarkeit, Ausscheidung und Endabmessungen. | Fertigungsstufe | Typisches Ziel | Wichtigste zu steuernde Größe | |---|---|---| | Geglühter oder lösungsbehandelter Zustand | Schruppbearbeitung und Umformen | Abbau von Eigenspannungen und Unterstützung dünner Bereiche | | Stabilisierung oder Zwischenbehandlung | Bewegungen vor den abschließenden Arbeitsgängen verringern | Gütespezifische thermische Einwirkung | | Auslagern | Intermetallische Ausscheidung und Endfestigkeit entwickeln | Unterauslagerung, Überauslagerung und Temperaturgleichmäßigkeit | | Schlichtbearbeitung oder Schleifen | Endabmessungen und Oberflächenzustand einhalten | Schnittkräfte, Schleifbrand und oberflächennahe Zugspannung | | Endprüfung | Abmessungen und Eigenschaften überprüfen | Richtige Probenentnahmestelle, Ausrichtung und Zustand | Die praktische Abfolge besteht daher häufig aus Schruppbearbeitung, Stabilisierung oder spezifikationsgemäßer Wärmebehandlung, Auslagern und anschließender Fertigbearbeitung oder dem Schleifen. Aufmaß für die abschließenden Bearbeitungsschritte ist wichtig, da das Auslagern kleine, aber bedeutende Maßänderungen verursachen kann, insbesondere bei Präzisionsteilen, langen Wellen, dünnen Ringen und Bauteilen mit ungleichmäßiger Wanddicke. Das Ausmaß hängt von Werkstoffgüte und Prozess ab und ist keine allgemeingültige Konstante. Eine Zeichnung sollte den Zustand angeben, für den die Maße gelten, und das Wärmebehandlungsverfahren sollte festlegen, ob die Maßprüfung nach dem Auslagern, nach der Stabilisierung oder nach beiden Schritten erfolgt. Die Bearbeitung des ausgelagerten Materials ist möglich, doch die Schnittbedingungen müssen dessen erhöhter Festigkeit und Härte Rechnung tragen. Der ausgeschiedene Zustand kann höhere Schnittkräfte, ein größeres Risiko von Schneidkantenabplatzungen, stärkere Wärmeentwicklung und höhere Zugeigenspannungen an der bearbeiteten Oberfläche verursachen. Die Auswahl von Hartmetall-, Keramik- oder anderen Werkzeugen, die Kühlmittelpraxis, die Vorschubregelung und die Strategie für unterbrochene Schnitte gehören in die Prozessqualifizierung und sollten nicht unverändert aus dem geglühten Zustand übernommen werden. Für enge Toleranzen kann Schleifen vorzuziehen sein, wobei Schleifbrand und Zugeigenspannungen an der Oberfläche weiterhin problematisch sind. Eine kohlenstoffarme Matrix beseitigt nicht die Empfindlichkeit gegenüber der Wärmebehandlung. Die Werkstoffbezeichnung muss Bestandteil des Bearbeitungsplans sein. SAE AMS6515 spezifiziert beispielsweise einen im Doppelvakuum erschmolzenen, geglühten Stahl mit 18,5Ni-12,0Co-4,9Mo-1,40Ti-0,10Al in den von dieser Spezifikation erfassten Produktformen, darunter Stäbe, Schmiedestücke, Rohre und Ringe. Diese chemische Zusammensetzung ist nicht ohne Weiteres mit 18Ni(250), 18Ni(300), 18Ni(350) oder einer kobaltfreien Güte wie M789 austauschbar. Werkzeugstandzeit, erwartete Härte nach dem Auslagern, zulässiger Auslagerungszyklus und Maßkorrektur können unterschiedlich sein. ### Verzug, Eigenspannungen und Auswirkungen des Querschnitts Die Lösungsglühbehandlung und das Abkühlen erzeugen die martensitische Matrix, während das Auslagern die Matrix durch Ausscheidungen verändert. Beide Stufen können die Maße beeinflussen, jedoch über unterschiedliche Mechanismen. Das Abschrecken von der Lösungsglühtemperatur erzeugt Temperaturgradienten und Eigenspannungen. Dicke Querschnitte kühlen in ihrem Kern langsamer ab als an ihrer Oberfläche; Platten, Schmiedestücke, Ringe und Hohlprodukte durchlaufen daher über den Querschnitt unterschiedliche Abkühlverläufe. Das Auslagern verändert anschließend die Festigkeit und kann zusätzliche Bewegungen verursachen, da die Ausscheidung fortschreitet und zuvor vorhandene Spannungen abgebaut werden. Maraging-Stähle weisen im Allgemeinen einen geringeren Abschreckverzug als hochkohlenstoffhaltige Stähle auf, da die martensitische Umwandlung mit einer vergleichsweise geringen Volumenänderung einhergeht. Dieser Vorteil bedeutet jedoch nicht, dass das Abschrecken maßneutral ist. Wärmekontraktion, Temperaturunterschiede über den Querschnitt, Behinderung durch Vorrichtungen, vorherige Kaltverformung und ungleichmäßiges Bearbeitungsaufmaß können ein Bauteil weiterhin verbiegen oder ovalisieren. Große Schmiedestücke und Ringe erfordern besondere Aufmerksamkeit hinsichtlich Ofenbeladung, Transferzeit, Abschreckumwälzung und Ausrichtung. Ein nominell identischer Zyklus kann bei einem dünnwandigen Rohr und einem schweren Stab unterschiedliche Ergebnisse hervorbringen. Eigenspannungen beeinflussen auch die anschließende Bearbeitung. Wird Material nur von einer Seite einer lösungsbehandelten Platte entfernt, können sich ausgleichende Spannungen abbauen und die Ebenheit verändern; wird dieselbe Platte erst nach dem Auslagern bearbeitet, kann die ursprüngliche Form möglicherweise besser erhalten bleiben, allerdings muss dann ein wesentlich festeres Material geschnitten werden. Keine der beiden Möglichkeiten ist automatisch die richtige. Eine qualifizierte Prozessroute kann Schruppbearbeitung mit ausgewogenem Materialabtrag, eine Spannungsarm- oder Zwischenwärmebehandlung, die Halbfeinbearbeitung, das Auslagern und das abschließende Schleifen umfassen. Die Temperaturgleichmäßigkeit ist für die Kontrolle der Ausscheidung von zentraler Bedeutung. ASM International nennt die Ausscheidung intermetallischer Phasen bei etwa 480 °C; die vorgegebene Zeit und der Temperaturbereich hängen jedoch von der Werkstoffgüte und dem maßgeblichen Dokument ab. Eine Ofenanzeige allein beweist nicht, dass ein dickes Bauteil die erforderliche Temperatur erreicht hat. Lastthermoelemente, kalibrierte Ofenvermessungen, kontrollierte Aufheizraten und dokumentierte Haltezeiten helfen nachzuweisen, dass das gesamte Bauteil die vorgesehene Behandlung erhalten hat. Überauslagern kann die Festigkeit verringern, während Unterauslagern dazu führen kann, dass Härte und Streckgrenze unter der Spezifikation liegen. Oberflächenentkohlung ist weniger maßgeblich als bei Kohlenstoffstählen, doch Verunreinigungen, Oxidation und die Ofenatmosphäre können den Oberflächenzustand und die anschließende Prüfung weiterhin beeinflussen. Die Verifizierung muss sich auf den Ort und die Ausrichtung im Produkt beziehen. Die Härte sollte an festgelegten Oberflächen oder Querschnitten gemessen werden, und Zugproben sollten die erforderliche Längs-, Quer- oder Tangentialrichtung repräsentieren. Eine einzige leicht zugängliche Oberfläche kann den Zustand eines großen Rings oder Schmiedestücks nicht feststellen. Die Maßprüfung nach dem Auslagern sollte Rundheit, Geradheit, Wanddicke und Bezugsbeziehungen umfassen und sich nicht nur auf einzelne Außendurchmesser beschränken. ### Unterschiede zwischen Schmiedestücken, Rohren, Ringen und Knetprodukten Die Produktgeometrie verändert die thermische und mechanische Vorgeschichte vor dem Auslagern. Ein Stab besitzt einen relativ einfachen Querschnitt, während ein Schmiedestück örtliche Änderungen der Dicke, der Fließrichtung und der Faserorientierung aufweisen kann. Die Umformung beim Schmieden kann das Gefüge verfeinern und innere Fehlstellen schließen; die abschließende Wärmebehandlung muss jedoch weiterhin einen gleichmäßigen Martensit und eine gleichmäßige Ausscheidung über den dicksten Bereich hinweg erzeugen. Schmiedetemperatur, Umformgrad, Formfüllung und Abkühlung nach dem Schmieden sind daher Bestandteil des Werkstoffzustands und nicht lediglich Details der Formgebung. Ringe weisen Unterschiede in Umfangs- und Radialrichtung auf. Ihre Wanddicke, die Vorgeschichte des Stauchens oder Ringwalzens, das Bearbeitungsaufmaß und die Abschreckausrichtung beeinflussen Eigenspannungen und Eigenschaften. Je nach Spezifikation und Anwendung können für die Zugprüfung Längs- oder Tangentialproben erforderlich sein. Ein Ring, der an seinem Außendurchmesser die Härteanforderung erfüllt, kann dennoch gesonderte Prüfungen über die Wanddicke und entlang des Umfangs erfordern. Rohre verbinden dünne Wände mit einem hohen Verhältnis von Oberfläche zu Volumen. Sie können schnell abkühlen und über die Wanddicke einen geringeren Temperaturunterschied entwickeln als ein schweres Schmiedestück; dafür gewinnen Ovalität, Wanddickenabweichung, Geradheit und Verformungen durch die Handhabung an Bedeutung. Dorne, Stopfen, Abstützungen und Vorrichtungen können die Bewegung während der Wärmebehandlung behindern und örtliche Spannungen erzeugen. Die Produktspezifikation legt fest, ob Rohre geglüht, lösungsbehandelt, ausgelagert oder zusätzlichen Anforderungen an die Kaltverformung unterworfen geliefert werden. Daten zu Knetprodukten können nicht automatisch auf additiv gefertigte Werkstoffe übertragen werden. Das durch Laser-Pulverbettfusion hergestellte kobaltfreie M789 weist prozessabhängige Schmelzbadgrenzen, Textur, Porosität und Eigenspannungen auf, die bei herkömmlichem Stab- und Schmiedematerial nicht vorhanden oder anders verteilt sind. Der NIST Technical Note 2352 (2025) untersucht Lösungsglühen, interkritisches Glühen und Auslagerungsbehandlungen für diesen Werkstoff und zeigt, warum die Wärmebehandlungsroute für den jeweiligen Bauprozess qualifiziert werden muss. Die Ermüdungsüberwachungsstudie von NIST aus dem Jahr 2024 stellte außerdem richtungsabhängige Unterschiede bei Härte und Steifigkeit fest. Messungen der magnetischen Permeabilität erkannten Ermüdungsschäden vor dem Versagen und lieferten damit ein Signal für die Prozessüberwachung und Prüfung, jedoch keinen Ersatz für die mechanische Qualifizierung. Geometrie, Bauausrichtung, Entfernen der Stützstrukturen, Wärmebehandlung und Probenrichtung müssen bei der Ermittlung der Eigenschaften eines gedruckten Maraging-Stahl-Bauteils vollständig dokumentiert werden. ## Kobaltfreie Maraging-Stähle und M789 ### Warum kobaltfreie Güten entwickelt wurden Maraging-Stahl wird weniger durch einen einzelnen Festigkeitswert als durch die Abfolge der Vorgänge definiert, die sein Gefüge erzeugen. Der Stahl wird zunächst lösungsgeglüht und abgeschreckt, um martensitische Latten aus kohlenstoffarmem Eisen-Nickel zu bilden. Dieser Martensit ist relativ weich, weil es sich nicht um den mit Kohlenstoff übersättigten Martensit handelt, der in konventionellen vergüteten Stählen vorkommt. Die Festigkeit entwickelt sich erst später während der Alterung, wenn intermetallische Verbindungen im martensitischen Grundgefüge ausscheiden. Diese Unterscheidung trennt die Umwandlungshärtung von der Ausscheidungshärtung. Das Abschrecken liefert das Grundgefüge und seine Lattenstruktur; die Alterung liefert den größten Teil der endgültigen Festigkeit. Der 2025 veröffentlichte NIST Internal Report 8582 beschreibt die konventionelle Abfolge als Lösungsglühen und Abschrecken zur Erzeugung relativ weichen Martensits, gefolgt von einer Ausscheidungswärmebehandlung, bei der feine Ausscheidungen gebildet werden und Festigkeit, Duktilität sowie Zähigkeit zunehmen. ASM International beschreibt Ausscheidungen bei ungefähr 480 °C; die Streckgrenzen kommerzieller Maraging-Stähle reichen von 1030 bis 2420 MPa. Herkömmliche Güten beziehen einen Teil ihrer Ausscheidungswirkung aus Kobalt. Kobalt verringert während der Lösungsglühbehandlung die Löslichkeit von Molybdän in der Eisen-Nickel-Matrix, sodass bei der Alterung eine größere Anzahl festigkeitssteigernder, molybdänreicher intermetallischer Partikel entstehen kann. Außerdem beeinflusst es das Umwandlungs- und Anlassverhalten des Grundgefüges. Das Ergebnis ist ein wirksamer Weg zu hoher Festigkeit, allerdings entsteht dadurch eine Abhängigkeit von einem Legierungselement, dessen Versorgung, Kosten und geopolitische Konzentration die Entwicklung von Alternativen begünstigt haben. Die Entwicklung kobaltfreier Werkstoffe war daher eine Reaktion des Werkstoffdesigns und nicht lediglich ein Austausch einzelner Bestandteile. Die Forscher suchten nach Zusammensetzungen, die ohne Kobalt eine vergleichbare Anzahl von Ausscheidungen erzeugen konnten und zugleich das kohlenstoffarme martensitische Gefüge beibehielten, das Maraging-Stähle auszeichnet. Die vorliegende Forschungsdarstellung nennt als Entwicklungsziel eine mit 18Ni(250) vergleichbare Festigkeit und Duktilität. Dieses Ziel ist relevant, weil 18Ni(250) nicht nur eine nominelle Zusammensetzung bezeichnet: Die NASA führt es als Maraging-Güte mit einem Festigkeitsniveau von ungefähr 250 ksi beziehungsweise etwa 1724 MPa. Auch die Referenzbezeichnung hat eine präzise Bedeutung für die Legierung. SAE AMS6515 legt einen doppelt vakuumerschmolzenen und geglühten Stahl mit 18,5Ni-12,0Co-4,9Mo-1,40Ti-0,10Al in den Produktformen Stabstahl, Schmiedestücke, Rohre und Ringe fest. Diese Zusammensetzung veranschaulicht den konventionellen kobalt-haltigen Ansatz: Nickel stabilisiert das kohlenstoffarme martensitische Grundgefüge, Kobalt und Molybdän unterstützen die Ausscheidungshärtung, und Titan sowie Aluminium sind an der Bildung festigkeitssteigernder Phasen beteiligt. Eine kobaltfreie Güte kann nicht dadurch beurteilt werden, dass man die 12,0 Prozent Kobalt aus dieser Formel entfernt und jede andere Variable unverändert lässt. ### Vergleich der Festigkeitssteigerungsstrategien bei kobalt-haltigen und kobaltfreien Stählen Gemeinsame Maraging-Grundsätze bedeuten keine gleichwertige chemische Zusammensetzung oder Wärmebehandlung. | Merkmal | Kobalhaltige Güten | Kobaltfreie Güten wie M789 | |---|---|---| | Matrix | Kohlenstoffarmer Eisen-Nickel-Lattenmartensit | Kohlenstoffarmer Eisen-Nickel-Lattenmartensit | | Verfestigungsweg | Intermetallische Ausscheidung und Ordnung | Intermetallische Ausscheidung und Ordnung | | Kobalt | In vielen konventionellen Güten vorhanden | Gezielt weggelassen | | Wärmebehandlungsverhalten | Durch die festgelegte Güte und den festgelegten Ablauf bestimmt | Erfordert ein gütespezifisches Prozessfenster | | Empfindlichkeit gegenüber der Fertigungsroute | Hängt von der Vorgeschichte des Knet- oder sonstigen Produkts ab | Besonders bedeutend bei Material aus der Laser-Pulverbettfusion | Kobalt-haltige und kobaltfreie Maraging-Stähle weisen dieselbe übergeordnete Struktur auf, erreichen ihre Festigkeit jedoch nicht durch eine identische Ausscheidungschemie. In beiden Werkstofffamilien begrenzt der niedrige Kohlenstoffgehalt die Karbidbildung und ermöglicht nach dem Abschrecken die Bildung eines zähen, relativ duktilen martensitischen Lattengefüges. Bei der Alterung entstehen anschließend nanoskalige intermetallische Ausscheidungen; außerdem kann eine Nahordnung auftreten. Die Wärmebehandlungsbeschreibung von ASM folgt dieser Abfolge als Lösungsglühen, Martensitbildung, Alterung, Ausscheidung und Nahordnung. Der Unterschied liegt darin, wie die Legierung den Gehalt an gelösten Elementen, die Stabilität des Grundgefüges und die Ausscheidungsbildung ausbalanciert. Konventionelle kobalt-haltige Güten nutzen Kobalt, um die Molybdän-Ausscheidung während der Alterung wirksamer zu machen. Kobaltfreie Güten müssen dies durch andere Veränderungen ausgleichen: durch angepasste Gehalte an Nickel, Molybdän, Titan, Aluminium, Chrom oder anderen gelösten Elementen, durch andere ausscheidungsbildende Reaktionen sowie durch sorgfältig ausgewählte Lösungs- und Alterungsbehandlungen. Der genaue Mechanismus hängt von der jeweiligen Güte ab. „Kobaltfreier Maraging-Stahl“ bezeichnet eine Werkstofffamilie und keine austauschbare chemische Spezifikation. Deshalb erfordern Festigkeitsvergleiche mehr als eine einzelne Zahl aus einem Zugversuch. Eine Güte kann eine ähnliche Streckgrenze durch eine andere Größenverteilung der Ausscheidungen, eine andere Martensitmorphologie oder ein anderes Verhältnis zwischen Grundgefügefestigkeit und Risswiderstand erreichen. Überalterung kann die Ausscheidungen vergröbern und die Festigkeit verringern, während eine unzureichende Alterung die verfügbaren Festigkeitssteigerungsreaktionen unvollständig lässt. Die Lösungsglühbehandlung steuert außerdem, wie viel gelöster Stoff für die Ausscheidung verfügbar bleibt und wie gleichmäßig das ursprüngliche Gefüge wird. Die Entwicklung kobaltfreier Werkstoffe zielte folglich auf ein Gleichgewicht und nicht auf einen einzelnen Höchstwert. Eine Anpassung an 18Ni(250) hinsichtlich der Festigkeit bei gleichzeitig vergleichbarer Duktilität erfordert die Kontrolle beider Phasen: Das martensitische Grundgefüge muss weiterhin plastische Verformung ermöglichen, und die Ausscheidungen müssen zahlreich und fein genug sein, um die Versetzungsbewegung zu behindern, ohne eine starke Versprödung zu verursachen. Eine nominell ähnliche Zugfestigkeit beweist keine metallurgische Gleichwertigkeit. M789 ist innerhalb dieser umfassenderen Entwicklung eine eigenständige kobaltfreie Güte. Sie sollte nicht als chemischer Ersatz für konventionelle 18Ni-Güten beschrieben werden, da ihre Zusammensetzung, ihre Ausscheidungsreaktionen, ihr Wärmebehandlungsfenster und ihr Verhalten gegenüber der Fertigungsgeschichte eigenständige Aspekte sind. Die Gütenbezeichnung kennzeichnet ein bestimmtes Legierungssystem und eine bestimmte Verarbeitungsspezifikation; sie bedeutet nicht, dass der für 18Ni(250), 18Ni(300) oder den Werkstoff nach AMS6515 verwendete Lösungs- oder Alterungsplan ohne Validierung übertragen werden kann. ### M789 durch Laser-Pulverbettfusion hergestellt Die Laser-Pulverbettfusion fügt der Metallurgie eine weitere Ebene hinzu. Der Werkstoff wird in zahlreichen kleinen Bahnen und Schichten aufgeschmolzen und erstarrt, wobei steile Temperaturgradienten, schnelle Abkühlung, wiederholtes Wiedererwärmen und eine Baurichtung auftreten, die Textur und lokale Variationen hervorrufen kann. Der Zustand direkt nach der Fertigung kann daher bereits vor Beginn einer konventionellen Alterung Entmischungen, Eigenspannungen, eine zellulare Unterstruktur und ein uneinheitliches Ausscheidungspotenzial enthalten. Für M789 aus der Laser-Pulverbettfusion ist die Wärmebehandlung kein einzelner feststehender Schritt. Die 2025 veröffentlichte NIST Technical Note 2352 untersucht Lösungs- und Interkritischglühungen sowie Alterungsbehandlungen für diese kobaltfreie Güte. Das Lösungsglühen soll die gelösten Elemente umverteilen und die Auswirkungen der thermischen Vorgeschichte des direkt gefertigten Zustands verringern. Das interkritische Glühen stellt einen anderen Weg dar, um das Grundgefüge und das Phasengleichgewicht vor der Alterung zu verändern. Die Alterung bestimmt anschließend die Größe, Dichte und Verteilung der festigkeitssteigernden Ausscheidungen. Die gewählte Abfolge kann daher Härte, Zugverhalten, Duktilität und Anisotropie verändern, selbst wenn das Legierungspulver nominell identisch ist. Das additive Herstellungsverfahren macht außerdem richtungsabhängige Prüfungen unerlässlich. In einer NIST-Untersuchung von 2024 zu additiv gefertigten Maraging-Stählen zeigten mittels Laser-Pulverbettfusion hergestellte Probekörper richtungsabhängige Unterschiede bei Härte und Steifigkeit. Diese Unterschiede spiegeln das Zusammenspiel von schichtweiser Erstarrung, Fehlerpopulationen, Textur und Wärmebehandlung wider. Sie sind kein Beleg dafür, dass M789 ein anderes grundlegendes Festigkeitssteigerungsprinzip besitzt; vielmehr zeigen sie, dass das Herstellungsverfahren die Ausprägung dieses Prinzips verändert. Die Arbeiten von NIST zur Überwachung der Ermüdung erbrachten ein weiteres wichtiges Ergebnis: Messungen der magnetischen Permeabilität konnten Ermüdungsschäden bereits vor dem Versagen erkennen. Maraging-Stähle reagieren auf mechanische Schädigung durch Veränderungen ihres martensitischen, ausscheidungshaltigen Gefüges, und diese Veränderungen können das magnetische Verhalten beeinflussen. Bei additiv gefertigten Werkstoffen ist eine solche Überwachung nützlich, weil die Ermüdungsfestigkeit neben dem Ausscheidungszustand auch durch Bindefehler, den Oberflächenzustand, Eigenspannungen und die Bauorientierung beeinflusst werden kann. M789 veranschaulicht damit den zentralen Punkt der kobaltfreien Maraging-Metallurgie. Die Entfernung von Kobalt reduziert das Problem nicht auf ein überarbeitetes Rezept. Die Güte muss auf der Grundlage ihrer eigenen Ausscheidungschemie entwickelt und anschließend durch eine Wärmebehandlungsfolge verarbeitet werden, die auf ihr Ausgangsgefüge abgestimmt ist. Bei der Laser-Pulverbettfusion tragen das Pulver, die Scan-Historie, die Baurichtung, das Glühen nach der Fertigung und die Alterungsbehandlung gemeinsam zum Endergebnis bei. ## Additive Fertigung verändert das metallurgische Problem Durch Laser-Pulverbettfusion (LPBF) hergestellter Maraging-Stahl tritt nicht mit derselben Struktur in die Wärmebehandlung ein wie Stangen-, Blech- oder Schmiedematerial. Die konventionelle Abfolge ist vergleichsweise klar: Beim Lösungsglühen werden Legierungselemente gelöst, das Abschrecken erzeugt einen relativ weichen, kohlenstoffarmen Martensit, und beim Anlassen bei etwa 480 °C werden intermetallische Verbindungen ausgeschieden, die die Festigkeit erhöhen. Der NIST Internal Report 8582 (2025) beschreibt diese Abfolge als Lösungsglühen und Abschrecken, gefolgt von einer Ausscheidungswärmebehandlung, wobei feine Ausscheidungen für hohe Festigkeit, Duktilität und Zähigkeit sorgen. Die additive Fertigung fügt diesen Vorgängen jedoch eine weitere Abfolge voraus: wiederholtes Aufschmelzen, rasche Erstarrung, Wiedererwärmung durch nachfolgende Spuren und Schichten, Abkühlung in einem eingespannten Bauteil und manchmal Spannungsarmglühen vor dem abschließenden Altern. Diese Unterscheidung ist wichtig, weil Umwandlungshärtung und Ausscheidungshärtung unterschiedliche Aufgaben erfüllen. Maraging-Stahl wird nicht primär durch kohlenstoffreichen Martensit verfestigt. ASM International beschreibt diese Stahlfamilie als sehr kohlenstoffarme, hochnickelhaltige Stähle mit Zusätzen wie Kobalt und Molybdän; ihre technischen Streckgrenzen reichen von 1030 bis 2420 MPa, wobei intermetallische Ausscheidungen bei etwa 480 °C entstehen. Die martensitische Matrix bildet die Struktur, in der die Ausscheidung stattfindet, doch der wesentliche Anstieg von Härte und Streckgrenze folgt der Bildung nanoskaliger oder nahezu nanoskaliger intermetallischer Phasen und einer Nahordnung während des Alterns. LPBF verändert sowohl den Ausgangsmartensit als auch den Weg, auf dem sich später Ausscheidungen bilden. ![Laser-Pulverbettfusion beim Aufbau eines Maraging-Stahl-Bauteils mit sichtbaren Schmelzbädern und Aufbauschichten](/images/uploads/88287a31-4454-4129-b114-f84068b765ec/wiki-inline-a-laser-powder-bed-fusion-machine-building-a-maraging-steel-component-with-the-p-1920x1094.jpg)[](/images/uploads/88287a31-4454-4129-b114-f84068b765ec/wiki-inline-a-laser-powder-bed-fusion-machine-building-a-maraging-steel-component-with-the-p-1920x1094.avif "Bild vergrößern — Laser-Pulverbettfusion beim Aufbau eines Maraging-Stahl-Bauteils mit sichtbaren Schmelzbädern und Aufbauschichten") ### Laser-Pulverbettfusion und gerichtete Mikrostrukturen Bei der LPBF tastet ein fokussierter Laser eine dünne Pulverschicht ab und erzeugt eine Abfolge überlappender Schmelzbäder. Jedes Schmelzbad weist einen steilen Temperaturgradienten auf: Das Material nahe der Schmelzgrenze wird erwärmt und teilweise wieder aufgeschmolzen, während das Material oberhalb des Schmelzbads rasch abkühlt. Die nächste Schicht erwärmt anschließend einen Teil der vorherigen Schicht erneut. Ein Bauteil weist daher zahlreiche lokale thermische Verläufe anstelle einer einzigen Ofenbehandlung auf. Scanrichtung, Schichtdicke, Laserleistung, Scangeschwindigkeit, Hatch-Abstand und Unterbrechungen des Bauvorgangs beeinflussen diesen Verlauf. Die rasche Erstarrung kann feine zelluläre oder säulenförmige Strukturen hervorbringen, die am Temperaturgradienten ausgerichtet sind. Diese Gradienten stehen gewöhnlich in einem engen Zusammenhang mit der Aufbaurichtung, sodass Kornmorphologie und kristallografische Textur eine Richtungsabhängigkeit entwickeln können. Grenzen der Schmelzbäder können im Zustand nach der Fertigung weiterhin sichtbar sein, obwohl eine spätere Wärmebehandlung einen Teil ihres Kontrasts verringern oder beseitigen kann. Die entstehende Struktur ist nicht einfach „abgeschreckter Martensit“ im konventionellen Sinne, sondern Martensit, der nach einer Abfolge von Erstarrungs- und Wiedererwärmungsereignissen gebildet wurde und dessen lokale Entmischung sowie Ausscheidungsneigung von diesen Ereignissen geprägt sind. Defekte stellen ein zweites Problem dar. Bindefehlerporen entstehen, wenn benachbarte Spuren oder Schichten nicht vollständig miteinander verbunden werden. Gasporen können im Pulver ihren Ursprung haben oder während des Aufschmelzens eingeschlossen werden. Instabilität im Keyhole-Modus kann größere unregelmäßige Hohlräume erzeugen. Diese Defekte verringern die tragende Querschnittsfläche und wirken als Ausgangsstellen für Ermüdungsrisse, während ihre Lage relativ zur Aufbaurichtung das gemessene Verhalten beeinflusst. Eigenspannungen entstehen ebenfalls, weil sich der lasererwärmte Bereich ausdehnt und zusammenzieht, während er von kühlerem, weniger nachgiebigem Material umgeben ist. Verzug, ein erhöhtes Risiko für Mikrorisse und lokale Veränderungen der Phasenstabilität können die Folge sein. Die Zusammensetzung bestimmt, wie weitreichend diese Effekte sind. Eine kobaltüberhaltige Sorte wie 18Ni(250) kann nicht als austauschbar mit einer kobaltfreien Sorte behandelt werden. Die Werkstoffdefinition der NASA aus dem Jahr 2018 kennzeichnet 18Ni(250) als etwa 250 ksi, während SAE AMS6515 einen bestimmten, doppelt vakuumerschmolzenen und geglühten Stahl mit 18.5Ni-12.0Co-4.9Mo-1.40Ti-0.10Al spezifiziert. Die Bezeichnung ist an die Zusammensetzung und die Produktform gebunden, nicht lediglich an eine nominale Festigkeitsklasse. Kobaltfreies M789 weist ein anderes Legierungsgleichgewicht und daher ein anderes Verhalten gegenüber Entmischung, Martensitbildung, Lösungsglühen und Altern auf. ### Lösungsglühen und interkritisches Glühen in gedrucktem Material Bei konventionellem Material soll das Lösungsglühen die Legierungselemente in eine geeignete feste Lösung überführen, bevor sich beim Abkühlen Martensit bildet. Bei LPBF-Material wirkt die Behandlung zusätzlich auf zelluläre Entmischung, Überreste von Schmelzbädern, Eigenspannungen und die durch wiederholte Wiedererwärmung erzeugten inhomogenen Strukturen. Temperatur und Zeit müssen gemeinsam betrachtet werden. Eine Behandlung, die unerwünschte Entmischungen auflöst, kann zugleich Kornwachstum fördern, die Textur verändern oder die Verteilung von Poren und Einschlüssen beeinflussen, ohne diese zu beseitigen. Die NIST Technical Note 2352 (2025) untersucht ausdrücklich Lösungsglühen, interkritisches Glühen und Altern bei mittels Laser-Pulverbettfusion hergestelltem kobaltfreien M789. Diese Studie sollte nicht als Festlegung eines universell gültigen Behandlungsplans für jeden gedruckten Maraging-Stahl verstanden werden. Sie zeigt vielmehr, dass diese Variablen untersucht werden müssen, weil sich der Ausgangszustand nach LPBF von konventionell verarbeitetem Halbzeug unterscheidet. Das interkritische Glühen ist besonders bedeutsam, weil der Stahl dabei in einen Temperaturbereich gebracht wird, in dem sich die Phasenzusammensetzung von derjenigen unterscheiden kann, die durch eine konventionelle vollständige Lösungsglühbehandlung entsteht. Bei einer gedruckten Legierung kann diese Behandlung die Morphologie des Martensits, rückumgewandelte Bereiche, das Entmischungsmuster oder den Austenitanteil verändern. Das Ergebnis kann sowohl die Härte als auch die Duktilität vor dem Altern beeinflussen und verändern, wo und wie sich anschließend intermetallische Ausscheidungen bilden. Ob diese Veränderung vorteilhaft ist, hängt von der Zusammensetzung von M789, der Dichte im Zustand nach der Fertigung, dem vorausgegangenen thermischen Zyklus und der erforderlichen Prüfrichtung ab. Das Altern bleibt der Schritt der Ausscheidungshärtung, doch „Altern bei etwa 480 °C“ ist eine metallurgische Beschreibung und keine vollständige Fertigungsanweisung. Zeit, Temperatur, Aufheizgeschwindigkeit, vorherige Glühbehandlung und Abkühlbedingungen bestimmen Keimbildung, Wachstum, Vergröberung und Nahordnung. Unteraltern lässt einen Teil des Festigungspotenzials ungenutzt; Überaltern kann Ausscheidungen vergröbern und die Festigkeit verringern. Gedrucktes Material kann außerdem eine inhomogene Population von Keimbildungsstellen enthalten, die durch zelluläre Entmischung und die Wiedererwärmung der Schmelzbäder entstanden ist. Daher kann eine an einer dichten, spannungsarm geglühten LPBF-Probe gemessene Alterungsreaktion nicht automatisch auf jede Geometrie oder jeden Bauparameter übertragen werden. Auch die Umwandlungsabfolge erfordert eine sorgfältige Betrachtung. Der niedrige Kohlenstoffgehalt begünstigt eine relativ weiche und zähe Eisen-Nickel-martensitische Matrix anstelle des kohlenstoffreichen Martensits, der mit gewöhnlichen vergüteten Stählen verbunden ist. Das Altern liefert anschließend durch intermetallische Ausscheidungen einen wesentlichen Teil des Härteanstiegs. Wenn thermische LPBF-Zyklen Restaustenit oder rückumgewandelten Austenit erzeugen oder wenn das Glühen den Anteil dieser Phasen verändert, hängt das Endergebnis nicht allein von der Ausscheidungsdichte ab. ### Unterschiede von Härte und Steifigkeit in der Aufbaurichtung Ein LPBF-Bauteil wird häufig in, quer zur und manchmal schräg zur Aufbaurichtung geprüft, weil seine Struktur richtungsabhängig ist. Die Unterschiede können gleichzeitig aus mehreren Quellen entstehen: säulenförmiges Kornwachstum, kristallografische Textur, Grenzen der Schmelzbäder, Ausrichtung der Porosität, Eigenspannungen und die Orientierung ermüdungsempfindlicher Defekte. Eine Wärmebehandlung kann einige Unterschiede verringern, gewährleistet jedoch keine isotropen Eigenschaften. Die NIST-Studie aus dem Jahr 2024, *Untersuchung der In-situ-Überwachung der Ermüdung von additiv gefertigem Maraging-Stahl*, berichtete über richtungsabhängige Unterschiede von Härte und Steifigkeit in mittels Laser-Pulverbettfusion hergestellten Maraging-Stahl-Proben. Diese Feststellung ist gerade deshalb wichtig, weil Härte und Steifigkeit keine austauschbaren Messgrößen sind. Die Härte wird stark vom Zustand des Martensits und vom Ausscheidungszustand beeinflusst; die Steifigkeit hängt enger mit dem elastischen Verhalten, der Textur, der Porosität und der effektiven tragenden Struktur zusammen. Ein richtungsabhängiger Härtewert kann daher auf Unterschiede im Alterungszustand oder in der Phasenzusammensetzung hinweisen, während ein richtungsabhängiger Steifigkeitswert eher auf Textur, Defekte oder Eigenspannungen hindeuten kann. Dieselbe NIST-Arbeit zeigte, dass Messungen der magnetischen Permeabilität Ermüdungsschäden vor dem Versagen erkennen konnten. Diese Beobachtung verknüpft die magnetische Antwort mit der sich entwickelnden Mikrostruktur und Schädigung, anstatt das gedruckte Bauteil bis zum Sichtbarwerden eines Risses als mechanisch homogen zu betrachten. Sie zeigt außerdem, warum Wärmebehandlung und Prüfung nach der Fertigung gemeinsam betrachtet werden müssen. Eine Behandlung kann gleichzeitig die magnetische Antwort, die Härte, die Eigenspannungen und das Ermüdungsverhalten verändern. Die praktische metallurgische Frage lautet daher nicht, ob LPBF für Maraging-Stahl abstrakt betrachtet „funktioniert“. Entscheidend ist vielmehr, ob eine festgelegte Pulverchemie, Scanstrategie, Dichte, Bauorientierung, Glühroute und ein festgelegter Alterungsplan eine kontrollierte martensitische Matrix und eine kontrollierte Ausscheidungspopulation mit akzeptablen richtungsabhängigen Eigenschaften hervorbringen. Für kobaltüberhaltige Sorten und für kobaltfreies M789 können diese Antworten unterschiedlich ausfallen. Die additive Fertigung ersetzt die Maraging-Abfolge nicht; sie macht die vorausgegangene thermische Geschichte zu einem Bestandteil dieser Abfolge. ## Prüfung, Charakterisierung und In-situ-Überwachung der Ermüdung Maraging-Stahl kann nicht durch einen einzigen Wert der Zugfestigkeit charakterisiert werden. Die gemessene Reaktion hängt vom Gütegrad, der Produktform, dem Wärmebehandlungszustand, der Probenorientierung und der Herstellungsroute ab. Ein lösungsgeglühter Stab, ein ausgelagertes Schmiedestück und ein durch Laser-Powder-Bed-Fusion hergestelltes Bauteil aus kobaltfreien M789 können alle als Maraging-Stahl bezeichnet werden, obwohl sie unterschiedliche Ausscheidungspopulationen, Fehlstellenstrukturen und Eigenspannungen enthalten. Die metallurgische Abfolge erklärt den Grund dafür. Im Gegensatz zu herkömmlichen vergüteten Stählen enthalten Maraging-Stähle sehr wenig Kohlenstoff und beziehen ihre wesentliche Festigkeit nicht aus kohlenstoffreichem Martensit. Lösungsglühen und Abschrecken erzeugen eine relativ weiche, kohlenstoffarme Eisen-Nickel-Lamellenmartensit-Matrix. Beim Auslagern, üblicherweise bei etwa 480 °C, bilden sich anschließend feine intermetallische Ausscheidungen, und eine Nahordnung wird begünstigt. Die von ASM International im Jahr 2018 veröffentlichte Beschreibung nennt kommerzielle Streckgrenzen von 1030 bis 2420 MPa. Diese Werte repräsentieren jedoch unterschiedliche Zusammensetzungen und Zustände und keine intrinsische Eigenschaft der gesamten Maraging-Stahlfamilie. ### Mechanische Prüfungen und richtungsabhängige Ergebnisse Bei Zugprüfungen sollte der vollständige Zustand angegeben werden: Gütebezeichnung, Produktform, Lösungsglühbehandlung, Auslagerungsbehandlung, Probenorientierung, Prüftemperatur und Dehnrate. Streckgrenze, Zugfestigkeit, Bruchdehnung und Brucheinschnürung können sich mit der Auslagerungsdauer erheblich verändern. Eine Unterauslagerung kann die Festigkeit unter dem spezifizierten Zustand belassen, während eine nutzbare Duktilität erhalten bleibt; eine Überauslagerung vergröbert oder verändert die Ausscheidungspopulation und kann die Festigkeit verringern, während sich zugleich die Maßstabilität verändert. Die Unterscheidung zwischen Umwandlungshärtung und Ausscheidungshärtung ist für die Interpretation von Bedeutung. Durch das Abschrecken entsteht zwar Martensit, doch ist dieser Martensit in einer kohlenstoffarmen Maraging-Zusammensetzung vergleichsweise weich und zäh. Der 2025 veröffentlichte NIST Internal Report 8582 beschreibt das Lösungsglühen und Abschrecken als ersten Schritt, gefolgt von einer Wärmebehandlung zur Ausscheidung, bei der feine Ausscheidungen sowie die für den ausgelagerten Zustand charakteristische hohe Festigkeit, Duktilität und Zähigkeit entstehen. Ein Zugergebnis an lösungsbehandeltem Material kann daher nicht stellvertretend für ein Ergebnis am ausgelagerten Gütegrad herangezogen werden. Auch bei Normen und Gütebezeichnungen ist Sorgfalt erforderlich. NASA bezeichnet 18Ni(250) als ungefähr 250 ksi beziehungsweise etwa 1724 MPa. Diese Bezeichnung bedeutet jedoch nicht, dass jede 18Ni-Legierung damit gleichwertig ist. SAE AMS6515 spezifiziert einen bestimmten, im Doppelvakuum erschmolzenen und geglühten Stahl mit der Bezeichnung „18.5Ni-12.0Co-4.9Mo-1.40Ti-0.10Al“, der als Stäbe, Schmiedestücke, Rohre oder Ringe geliefert wird. Seine Anforderungen an die Chemische Zusammensetzung und die Produktform dürfen nicht ohne Weiteres auf eine kobaltfreie Legierung übertragen werden. Kobalทhaltige Gütegrade wie 18Ni(200), 18Ni(250) und 18Ni(300) nutzen Nickel, Kobalt, Molybdän, Titan und teilweise Aluminium, um ihr Ausscheidungsverhalten einzustellen. Kobaltfreies M789 ist ein eigenständiges Legierungssystem und kein direkter chemischer Ersatz. Sein Wärmebehandlungsfenster, seine Ausscheidungschemie, sein Verhalten hinsichtlich des Restaustenits und seine Reaktion auf Fertigungsfehler müssen gesondert untersucht werden. Die 2025 veröffentlichte NIST Technical Note 2352 bewertet speziell Lösungsbehandlungen, interkritisches Glühen und Auslagerungsbehandlungen für durch Laser-Powder-Bed-Fusion hergestelltes M789. Mechanische Prüfungen müssen außerdem die Richtung berücksichtigen. Gewalzte oder geschmiedete Erzeugnisse können aufgrund von Textur, Seigerungen, Einschlussausrichtung und Fließlinien Unterschiede zwischen Längs- und Querrichtung zeigen. Additiv gefertigte Bauteile weisen zusätzlich Baurichtung, Schichtgrenzflächen, Scanstrategie, Schraffurabstand, Konturüberzüge und Wärmeakkumulation auf. In einer NIST-Untersuchung aus dem Jahr 2024 zu additiv gefertigtem Maraging-Stahl zeigten die Proben richtungsabhängige Unterschiede der Härte und Steifigkeit in Baurichtung. Dieser Befund warnt davor, ein isotropes Werkstoffmodell für ein gedrucktes Bauteil automatisch als gültig zu betrachten. Ermüdungsprüfungen sollten mit der im Einsatz erwarteten Orientierung und Oberflächenbeschaffenheit durchgeführt werden. Spannungs- und dehnungsgesteuerte Prüfungen können unterschiedliche Schadensverläufe aufzeigen, während Risswachstumsprüfungen eine andere Eigenschaft messen als Ermüdungsprüfungen an glatten Proben. Bei additiv gefertigtem Material können gekerbte Proben, Eigenspannungen, Oberflächenrauheit, Bindefehlerporen, Gasporosität und Einschlüsse die Ergebnisse maßgeblich bestimmen. Bruchzähigkeits- und Ermüdungsrisswachstumsprüfungen sind daher erforderlich, wenn die Bewertung eines Bauteils von einem vorhandenen Fehler und nicht allein von der Nennfestigkeit abhängt. ### Härte, Steifigkeit und mikrostrukturelle Untersuchung Die Härteprüfung ist eine schnelle Zustandskontrolle, jedoch kein Ersatz für eine Zug- oder Ermüdungscharakterisierung. Rockwell-C-, Vickers- und Mikrohärtemessungen können den durch das Auslagern verursachten Anstieg erfassen und örtliche Unterschiede über eine Schweißnaht, einen Baukörper, eine Wärmeeinflusszone oder eine bearbeitete Oberfläche hinweg kartieren. Ein Härteverlauf durch ein additiv gefertigtes Bauteil kann Unterschiede in der thermischen Vorgeschichte aufzeigen, die eine einzelne Messung am Gesamtvolumen verdecken würde. Die Umrechnung zwischen Härteskalen führt jedoch zu Unsicherheiten, insbesondere bei sehr hohen Härten oder über Härtegradienten hinweg. Die elastische Steifigkeit wird üblicherweise durch den Elastizitätsmodul, den Schubmodul oder einen Ultraschallmodul beschrieben und nicht durch die Härte. Das Auslagern kann den Modul weniger stark verändern als die Streckgrenze, doch Porosität, Rissbildung, kristallografische Textur und Baurichtung können messbare Unterschiede verursachen. Das Ergebnis zur Baurichtung aus der NIST-Untersuchung ist daher von Bedeutung: Eine Variation der Steifigkeit kann auf Prozessstruktur, Fehlstellen, Textur oder Messgeometrie zurückzuführen sein und sollte nicht allein deshalb verworfen werden, weil die Legierung nominal dieselbe Chemische Zusammensetzung aufweist. Die mikrostrukturelle Untersuchung stellt den Zusammenhang zwischen diesen Messungen und dem Härtungsmechanismus her. Die Lichtmikroskopie kann die Geometrie früherer Schmelzbäder, die Kornmorphologie, Bänderung und grobe Porosität sichtbar machen. Die Rasterelektronenmikroskopie eignet sich für Bruchflächen und ausscheidungsbedingte Kontraste, während die Transmissionselektronenmikroskopie nanoskalige intermetallische Partikel auflösen kann, die für eine routinemäßige lichtmikroskopische Untersuchung zu klein sind. Die Elektronenrückstreubeugung kann Lamellenmartensit-Pakete, kristallografische Textur, lokale Fehlorientierung und rekristallisierte Bereiche kartieren. Die Röntgendiffraktometrie kann die Phasenidentifizierung und die Messung von Eigenspannungen unterstützen sowie beim Nachweis von Restaustenit oder rückumgewandeltem Austenit helfen. Die Untersuchung sollte lösungsbehandeltes, ausgelagertes und ermüdetes Material vergleichen. Überauslagerung, rückumgewandelter Austenit, Ausscheidungsvergröberung und Verformung an der Rissspitze können unterschiedliche Merkmale erzeugen, selbst wenn die Volumenhärte ähnlich ist. Bei der Laser-Powder-Bed-Fusion können Bindefehler und Reste ungeschmolzenen Pulvers einen kürzeren Versagensweg darstellen als eine Veränderung der Matrixausscheidungen. Ein aussagekräftiger Bericht verknüpft daher das beobachtete Bruch- oder Ermüdungsverhalten mit dem tatsächlichen Wärmezyklus, anstatt jede Abweichung dem nominalen Gütegrad zuzuschreiben. ### Magnetische Permeabilität als Signal zur Ermüdungsüberwachung Magnetische Permeabilität **Magnetische Permeabilität** Ein Maß dafür, wie leicht ein Werkstoff magnetischen Fluss unterstützt; Änderungen der Spannung, des Gefüges oder der Schädigung können das gemessene Verhalten verändern. Maraging-Stahl ist ferromagnetisch, sodass seine magnetische Reaktion Informationen über Veränderungen des Spannungszustands, der Mikrostruktur und der Schädigung liefern kann. Die magnetische Permeabilität beschreibt, wie leicht das Material einen magnetischen Fluss unterstützt. Plastische Verformung, Umlagerungen von Versetzungen, Rissbildung, Eigenspannungen und Phasenumwandlungen können das Verhalten magnetischer Domänen verändern und dadurch ein gemessenes Signal verschieben. Die Reaktion ist nicht eindeutig auf Ermüdungsschäden zurückzuführen, weshalb die Kalibrierung und die Kontrolle der Messbedingungen entscheidend sind. Die NIST-Studie aus dem Jahr 2024, *In-Situ Fatigue Monitoring Investigation of Additively Manufactured Maraging Steel*, berichtete, dass Messungen der magnetischen Permeabilität Ermüdungsschäden bereits vor dem Versagen der Proben erfassten. Dieser Befund ist von Bedeutung, weil er auf ein mögliches berührungsloses oder minimalinvasives Signal zur Verfolgung der Schädigung während einer zyklischen Belastung hinweist. Ein Verlauf der Permeabilität könnte einen Übergang von stabiler Verformung zu sich beschleunigender Schädigung erkennen lassen, bevor ein sichtbarer Riss oder ein abschließender Bruch auftritt. Der Befund stellt weiterhin ein Ergebnis der Überwachung und Forschung dar und keinen Ersatz für eine Qualifizierung. Die Permeabilität wird durch die Chemische Zusammensetzung der Legierung, den Auslagerungszustand, die Baurichtung, die Textur, Eigenspannungen, die Position der Sonde, den Abstand zwischen Sonde und Oberfläche, die Geometrie, die Temperatur und die elektromagnetische Vorgeschichte beeinflusst. Eine Signaländerung muss daher mit ergänzenden Nachweisen wie Lastspiel-Daten, Dehnungsmessungen, akustischer Emission, Mikroskopie, der Messung der Risslänge oder einer nach der Prüfung durchgeführten Fraktografie korreliert werden. Die formale Ermüdungsprüfung stellt weiterhin den Zusammenhang zwischen Spannung, Lastspielzahl, Umgebung und Versagenswahrscheinlichkeit her. Die Bruchmechanik bestimmt weiterhin, wie ein bekannter Riss wächst und ob ein kritischer Fehler toleriert werden kann. Die Bauteilqualifizierung erfordert weiterhin festgelegte Werkstoffkontrollen, eine Prozessqualifizierung, Prüfverfahren, Akzeptanzkriterien und eine repräsentative Geometrie. Die magnetische Überwachung kann eine Frühwarnung liefern oder wertvolle Forschungsdaten erzeugen, aber sie kann allein weder ein Maraging-Stahl-Bauteil zertifizieren noch eine validierte Bewertung der Schadenstoleranz ersetzen. ## Anwendungen und Auswahlkriterien ohne Marketingaussagen ### Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt sowie im Werkzeugbau Maraging-Stahl wird in der Luft- und Raumfahrt sowie im Werkzeugbau aufgrund einer bestimmten Kombination von Eigenschaften ausgewählt, nicht allein wegen seiner Zugfestigkeit. Sein Gefüge besteht aus einem sehr kohlenstoffarmen, eisen-nickelbasierten Lattenmartensit, der beim Abkühlen von der Lösungsglühtemperatur entsteht. Diese Umwandlung härtet den Stahl nur mäßig: Der NIST Internal Report 8582 beschreibt den abgeschreckten Martensit vor der anschließenden Ausscheidungsbehandlung als relativ weich. Durch das Altern bei etwa 480 °C entstehen anschließend feine intermetallische Ausscheidungen; auch eine Nahordnung trägt zu der von ASM International beschriebenen Festigungssequenz bei. Dieser Unterschied beeinflusst, wie das Material zu einem Bauteil verarbeitet wird. Ein lösungsgeglühtes Bauteil kann vor dem Altern bearbeitet, umgeformt oder anderweitig fertiggestellt werden, woraufhin seine Festigkeit erheblich steigt. ASM International berichtete 2018 von kommerziellen Streckgrenzen zwischen 1030 und 2420 MPa, während die NASA 18Ni(250) als eine Sorte mit einer Festigkeit von etwa 250 ksi bezeichnet. Diese Zahlen beziehen sich auf bestimmte Sorten und Zustände; sie stellen keine universelle Eigenschaft jedes unter der Bezeichnung Maraging-Stahl verkauften Stahls dar. Bauteile für die Luft- und Raumfahrt können daher Geometrien, Massen und Wärmebehandlungszugänge aufweisen, bei denen der lösungsgeglühte Zustand während der Fertigung zweckmäßig ist und das Altern nach kritischen Bearbeitungsvorgängen erfolgt. Im Werkzeugbau können Gesenke, Formen oder Umformkomponenten zum Einsatz kommen, bei denen hohe Druck- und Zugfestigkeit mit kontrollierten Abmessungen zusammenwirken muss. Die relevante Werkstoffeigenschaft ist die Kombination aus kohlenstoffarmem martensitischem Gefüge, Ausscheidungsreaktion und der Möglichkeit, einen Wärmebehandlungszustand gezielt festzulegen – nicht die allgemeine Behauptung, dass Maraging-Stahl für jedes hochbelastete Bauteil geeignet sei. Auch die Produktform begrenzt die Anwendung. SAE AMS6515 legt beispielsweise doppelt vakuumerschmolzenen, geglühten Stahl mit der Zusammensetzungsbezeichnung **18.5Ni-12.0Co-4.9Mo-1.40Ti-0.10Al** fest und gilt für **Stäbe, Schmiedestücke, Rohre und Ringe**. Eine Anforderung nach AMS6515 kann nicht allein durch die Bezeichnung „Maraging-Stahl“ erfüllt werden; Schmelzverfahren, Chemische Zusammensetzung, Produktform und geglühter Zustand sind Teil der Werkstoffdefinition. ### Wann eine hohe Festigkeit als Auswahlkriterium nicht ausreicht Eine hohe Streckgrenze belegt weder eine ausreichende Bruchzähigkeit noch eine angemessene Ermüdungslebensdauer, Maßstabilität oder Fertigungskompatibilität. Maraging-Stähle werden durch Ausscheidungen gehärtet, die nach der Martensitbildung eingebracht werden. Daher hängt der Endzustand vom Lösungsglühen, von der Abkühlung, der Alterungstemperatur, der Alterungsdauer und der Bauteildicke ab. Ein Ofenzyklus, der in einer kleinen Probe den vorgesehenen Ausscheidungszustand erzeugt, muss nicht durch denselben Zustand in einem dicken Ring oder Schmiedestück führen. Die Verifizierung muss daher die tatsächliche Produktform und eine thermisch repräsentative Stelle einbeziehen. Die Zähigkeit erfordert eine gesonderte Betrachtung. Das kohlenstoffarme Gefüge vermeidet den kohlenstoffreichen martensitischen Zustand, der mit vielen konventionellen vergüteten Stählen verbunden ist; die Zähigkeit hängt jedoch weiterhin von der Sorte, dem Einschlussgehalt, der Vorverarbeitung, der Ausscheidungsverteilung und der Wärmebehandlung ab. Eine Spezifikation, die ausschließlich auf Härte oder Streckgrenze beruht, kann das für eine Kerbe, eine Befestigungsbohrung, einen Übergangsradius oder einen rissähnlichen Fehler erforderliche Bruchverhalten verfehlen. Die Ermüdung bringt eine weitere Einschränkung mit sich. Das zyklische Verhalten wird durch Oberflächenbeschaffenheit, Eigenspannungen, Einschlüsse, Porosität, Geometrie und richtungsabhängiges Gefüge beeinflusst. Diese Faktoren sind bei additiv gefertigten Werkstoffen besonders wichtig. Der NIST-Bericht *In Situ Fatigue Monitoring Investigation of Additively Manufactured Maraging Steel* aus dem Jahr 2024 berichtete bei mittels Laser-Pulverbettfusion hergestellten Probekörpern über richtungsabhängige Unterschiede bei Härte und Steifigkeit. Dieselbe Arbeit stellte fest, dass Messungen der magnetischen Permeabilität Ermüdungsschäden bereits vor dem Versagen erkennen konnten. Solche Überwachungsergebnisse machen Ermüdungsprüfungen nicht überflüssig; sie zeigen, dass das Fertigungsverfahren messbare Unterschiede im Gefüge und in der Schädigung erzeugt, die ein nominaler Sortenname nicht erfassen kann. Kobaltbasisierte und kobaltfreie Sorten müssen ebenfalls klar unterschieden werden. Konventionelle Sorten wie 18Ni(250) erhalten ihre Ausscheidungsreaktion aus einer Zusammensetzung mit wesentlichen Anteilen an Nickel, Kobalt und Molybdän sowie – abhängig von der Sorte – Titan oder Aluminium. Kobaltfreier M789 ist mit diesen Sorten hinsichtlich der Zusammensetzung nicht austauschbar. Der 2025 veröffentlichte NIST Technical Note 2352 untersucht das Lösungsglühen, das interkritische Glühen und das Altern speziell für kobaltfreien M789, der mittels Laser-Pulverbettfusion hergestellt wurde. Die gesonderte Behandlung dieser Zyklen zeigt, dass Sorte und Fertigungsverfahren den erforderlichen Wärmebehandlungsverlauf verändern. Die Maßkontrolle ist ein weiteres Auswahlkriterium. Ein niedriger Kohlenstoffgehalt begrenzt kohlenstoffbedingte Umwandlungseffekte, doch das Bauteil erfährt während der Martensitbildung und des Ausscheidungsalterns weiterhin Maßänderungen. Bearbeitungszugaben, Vorrichtungen, Bearbeitungsfolge und Messtemperatur müssen anhand der festgelegten Sorte und des Fertigungsverfahrens bestimmt werden. „Geringe Verformung“ ist kein Ersatz für gemessene Prozessdaten. ### Abstimmung von Sorte, Produktform und Zustand auf die Anforderung Die Auswahl sollte mit der maßgeblichen Spezifikation und der Versagensart des Bauteils beginnen. Festzulegen sind die erforderliche Streckgrenze und Zugfestigkeit, Bruchzähigkeit, Ermüdungsfestigkeit, der Härtebereich, die Maßtoleranz, die Korrosionsumgebung, die Wand- beziehungsweise Querschnittsdicke und die zulässigen Fertigungsverfahren. Anschließend müssen die genaue Sortenbezeichnung und der Standard ermittelt werden, die Chemische Zusammensetzung, Reinheit, Schmelzverfahren, Produktform und Lieferzustand festlegen. Im nächsten Schritt ist zwischen Umwandlungshärtung und Ausscheidungshärtung zu unterscheiden. Es muss bestätigt werden, dass Lösungsglühen und Abschrecken das erforderliche martensitische Gefüge erzeugen, und anschließend, dass das Altern die vorgesehene intermetallische Ausscheidungsverteilung hervorbringt, ohne eine übermäßige Überalterung zu verursachen. Das Prozessprotokoll sollte Ofengleichmäßigkeit, Beladung, Abschreckbedingungen, Temperatur, Zeit und Probenposition ausweisen. Die Härte allein ist kein ausreichender Nachweis; Zugprüfungen, Zähigkeitsprüfungen, metallografische Untersuchungen und Maßmessungen sollten dem Qualifizierungsplan entsprechen. Bei Knetlegierungen ist die erforderliche Geometrie mit den nach dem Standard zulässigen Formen – beispielsweise Stab, Schmiedestück, Rohr oder Ring nach AMS6515 – zu vergleichen; außerdem sind Faserverlauf, Umformgrad und Querschnittsdicke zu berücksichtigen. Bei der Laser-Pulverbettfusion müssen Pulverzustand, Scanstrategie, Bauorientierung, Lösungsbehandlung nach dem Bauprozess, gegebenenfalls vorgeschriebene interkritische Behandlung, Alterung, Porosität und anisotrope Eigenschaften jeweils gesondert qualifiziert werden. Die endgültige Auswahl ist nur dann belastbar, wenn Chemische Zusammensetzung der Sorte, Produktform, Fertigungsverfahren, Wärmebehandlungszustand und Verifizierungsdaten denselben Werkstoffzustand beschreiben. ## Wie eine Werkstoffspezifikation für Maraging-Stahl zu lesen ist Eine Spezifikation für Maraging-Stahl beschreibt mehr als nur eine Legierungsanalyse. Sie definiert eine miteinander verknüpfte Abfolge aus Zusammensetzung, Schmelzverfahren, Wärmebehandlung, Produktform, Prüfung und Annahmegrenzen. Diese Unterscheidung ist wichtig, weil Maraging-Stahl seine Festigkeit nicht hauptsächlich durch eine kohlenstoffgetriebene Umwandlungshärtung erhält. Sein lösungsgeglühter Gefügezustand ist ein kohlenstoffarmer Eisen-Nickel-Lattenmartensit, der vergleichsweise weich ist; die wesentliche Festigkeitssteigerung erfolgt später, wenn sich beim Altern feine intermetallische Ausscheidungen bilden. ASM International beschreibt kommerzielle Maraging-Stähle als sehr kohlenstoffarme Stähle mit hohem Nickelgehalt, die Kombinationen aus Kobalt, Molybdän, Titan und Aluminium enthalten. Die intermetallische Ausscheidung erfolgt bei ungefähr 480 °C, und die kommerziellen Streckgrenzen reichen von 1030 bis 2420 MPa (ASM International, 2018). Eine Werkstoffangabe, die lediglich „Maraging-Stahl“ nennt, lässt daher Informationen aus, die zur Vorhersage der Leistungsfähigkeit erforderlich sind. ### Chemische Zusammensetzung und Schmelzverfahren Beginnen Sie mit der exakten Sortenbezeichnung, nicht mit dem Namen der Werkstofffamilie. „18Ni(250)“ bezeichnet eine Festigkeitsklasse, die üblicherweise mit einer Streckgrenze von ungefähr 250 ksi verbunden wird, wie von NASA (2018) beschrieben; sie ersetzt jedoch nicht die maßgebliche Werkstoffspezifikation. Verschiedene 18Ni-Sorten unterscheiden sich hinsichtlich ihres Legierungsgehalts und der geforderten Eigenschaften im gealterten Zustand. Kobal对haltige Sorten verwenden typischerweise Kobalt und Molybdän, um Ausscheidungsreaktionen zu fördern, während Titan und Aluminium zur Bildung festigkeitssteigernder Phasen beitragen können. Der Kohlenstoffgehalt bleibt bewusst niedrig, damit der Stahl eine zähe, kohlenstoffarme martensitische Matrix bildet, anstatt sich auf die Umwandlung zu einem kohlenstoffreichen Martensit zu stützen. Die chemische Zusammensetzung in SAE AMS6515 veranschaulicht den in einer echten Spezifikation erwarteten Präzisionsgrad. Sie gilt für einen Stahl mit 18,5Ni-12,0Co-4,9Mo-1,40Ti-0,10Al; die Bezeichnung umfasst außerdem Stäbe, Schmiedestücke, Rohre und Ringe, die doppelt vakuumgeschmolzen und geglüht werden. Die Zahlen sind keine informelle Kurzbezeichnung der Sorte: Sie geben die nominalen Legierungsgehalte an, während das vollständige AMS-Dokument die zulässigen Bereiche, Grenzwerte für Begleitelemente und die Analyseverfahren festlegt. Das Schmelzverfahren ist Bestandteil der Werkstoffidentität. Vakuuminduktionsschmelzen mit anschließendem Vakuumlichtbogenschmelzen oder ein anderes festgelegtes Doppelvakuumverfahren kann im Vergleich zu weniger kontrollierten Verfahren Einschlüsse, gelöste Gase und Seigerungen reduzieren. Eine chemische Zusammensetzung innerhalb des nominalen Sortenbereichs beweist keine Gleichwertigkeit, wenn die Norm eine bestimmte Schmelzfolge verlangt. Dies ist besonders bei großen Querschnitten, schwingungsbeanspruchten Bauteilen und Komponenten für die Luft- und Raumfahrt wichtig, da die Anzahl und Verteilung von Einschlüssen sowie Seigerungen die Eigenschaften beeinflussen können, selbst wenn eine chemische Gesamtanalyse den Anforderungen genügt. Kobaltfreie Sorten müssen als eigenständige Legierungen gelesen werden und dürfen nicht als Ersatz für herkömmliches kobal-haltiges Material betrachtet werden. M789 ist ein Beispiel dafür. Seine Ausscheidungsreaktionen, sein Verhalten bei der Wärmebehandlung und die erreichbaren Eigenschaften unterscheiden sich von denen kobalhaltiger 18Ni-Sorten. Daher kann eine Spezifikation für M789 nicht durch Übernahme des Alterungsplans oder der Festigkeitserwartungen von 18Ni(250) interpretiert werden. ### Wärmebehandlungszustand und mechanische Eigenschaften Der neben der Sorte angegebene Zustand ist von zentraler Bedeutung. Das Lösungsglühen löst zuvor gebildete Ausscheidungen auf und stellt einen kontrollierten austenitischen Zustand her; durch anschließendes Abkühlen entsteht kohlenstoffarmer Lattenmartensit. Der NIST Internal Report 8582 (2025) beschreibt diese Abfolge als Erzeugung eines relativ weichen Martensits, bevor eine nachfolgende Ausscheidungsbehandlung feine Ausscheidungen sowie eine hohe Festigkeit, Dehnung und Zähigkeit hervorbringt. Das Altern bei ungefähr 480 °C führt zu Ausscheidungen und einer Nahbereichsordnung, wie in der Wärmebehandlungsreferenz von ASM zusammengefasst. „Gegl落ht“ und „gealtert“ sind daher keine austauschbaren Begriffe. Ein geglühter Stab kann für die Bearbeitung oder Umformung vorgesehen sein und eine deutlich geringere Festigkeit aufweisen als dieselbe Sorte nach dem Altern. Für einen gealterten Zustand müssen die Temperatur, die Zeit, das Abkühlverfahren und manchmal auch die zulässige Ofentemperaturabweichung angegeben oder referenziert werden. Diese Einzelheiten bestimmen die Größe und Anzahlendichte der Ausscheidungen sowie eine mögliche Überalterung. Ein Bauteil, das zu kurz gealtert wurde, erreicht möglicherweise nicht die spezifizierte Streckgrenze; bei zu langer oder zu heißer Behandlung können die Ausscheidungen grob werden und an Festigkeit verloren gehen. Lesen Sie die Tabelle der mechanischen Eigenschaften immer zusammen mit dem Zustand und der Querschnittsgröße. Streckgrenze, Zugfestigkeit, Bruchdehnung, Brucheinschnürung, Härte und Kerbschlagzähigkeit können jeweils eigenen Anforderungen unterliegen. Eine Mindestzugfestigkeit garantiert keine Mindeststreckgrenze, und eine Anforderung bei Raumtemperatur legt die Leistungsfähigkeit bei einer anderen Temperatur nicht fest. Einige Spezifikationen weisen dünnen und dicken Produkten unterschiedliche Grenzwerte zu, da sich Abkühlgeschwindigkeit, Seigerung und thermische Gleichmäßigkeit mit den Querschnittsabmessungen ändern. Auch die Prüfrichtung ist von Bedeutung. Längszugfestigkeit und -dehnung können sich von den Querwerten unterscheiden, insbesondere bei Schmiedestücken, Ringen, Blechen und additiv gefertigten Werkstoffen. Die NIST Technical Note 2352 (2025) untersucht Lösungsglühen, interkritisches Glühen und Altern bei kobaltfreierem M789, der mittels Laser-Pulverbettfusion hergestellt wurde, und zeigt, warum ein gedrucktes Bauteil nicht wie Halbzeug aus Knetlegierung mit einer anderen Form behandelt werden kann. Die Ermüdungsüberwachungsstudie von NIST aus dem Jahr 2024 stellte bei mittels Laser-Pulverbettfusion hergestelltem Maraging-Stahl richtungsabhängige Unterschiede bei Härte und Steifigkeit fest. Außerdem wurde berichtet, dass Messungen der magnetischen Permeabilität Ermüdungsschäden bereits vor dem Versagen erkannten. Bei additiv gefertigten Werkstoffen gehören die Bauorientierung, die Scanstrategie, der Pulverzustand, Grenzwerte für die Porosität und die Wärmebehandlung nach dem Bauprozess in die Prozessdefinition. ### Produktform, Prüfung und Rückverfolgbarkeit Die Produktform bestimmt, welche Anforderungen gelten. Stäbe, Schmiedestücke, Rohre, Ringe, Bleche und pulverbettfusionstechnisch gefertigte Bauteile können unterschiedlichen Maßgrenzen, Entnahmestellen, Wärmebehandlungsvorschriften und mechanischen Prüfungen unterliegen. AMS6515 gilt beispielsweise ausdrücklich für Stäbe, Schmiedestücke, Rohre und Ringe und nicht für jede mögliche Form von Maraging-Stahl. Ein Zeugnis, das die chemische Zusammensetzung, nicht aber die Produktform nennt, weist daher eine wesentliche Lücke auf. Prüfen Sie, wie die Proben entnommen und ausgerichtet werden. Die Spezifikation kann Längs-, Quer-, Radial- oder Tangentialprüfungen verlangen, wobei die Probenentnahme an eine Schmelze, ein Los, ein Schmiedestück oder ein fertiges Bauteil gebunden sein kann. Klären Sie, ob die Härte eine Freigabeprüfung, eine ergänzende Kontrolle oder ein Ersatznachweis ist, der nur unter festgelegten Bedingungen zulässig ist. Überprüfen Sie die Annahmekriterien für Zugversuchsergebnisse, Kerbschlagarbeit, Faserverlauf, Oberflächenfehler, Einschlüsse, zerstörungsfreie Prüfungen, Abmessungen und Reparaturen. „Entspricht der Spezifikation“ ist nur dann aussagekräftig, wenn die referenzierte Ausgabe sowie alle erforderlichen Prüfungen angegeben sind. Die Rückverfolgbarkeit sollte das fertige Erzeugnis mit seiner Schmelzennummer, dem Schmelzverfahren, dem Produktlos, den Wärmebehandlungsaufzeichnungen, der chemischen Analyse, den Prüfproben und den Prüfergebnissen verknüpfen. Bei der additiven Fertigung müssen zusätzlich die Identität des Pulverlotes, seine Wiederverwendungshistorie, die Maschine, die Baunummer, die Orientierung und der Parametersatz dokumentiert werden. #### So lesen Sie eine Werkstoffspezifikation Exakte Güte Ermitteln Sie die Gütenbezeichnung, statt sich auf den Familiennamen zu verlassen. Norm und Änderungsstand Vermerken Sie die maßgebliche Norm und deren anwendbaren Änderungsstand. Chemische Zusammensetzung und Schmelzen Überprüfen Sie Legierungsgrenzen, Grenzwerte für Restelemente und das vorgeschriebene Schmelzverfahren. Zustand Geben Sie an, ob das Material geglüht, lösungsbehandelt, ausgelagert oder in einem anderen Zustand geliefert wird. Produktform Ermitteln Sie, ob es sich um Stangenmaterial, ein Schmiedestück, Rohrmaterial, einen Ring oder ein additiv gefertigtes Produkt handelt. Prüfung Prüfen Sie Anforderungen an die mechanischen Eigenschaften, Prüfrichtung, Probenentnahmestelle und Annahmekriterien. Rückverfolgbarkeit Verknüpfen Sie das fertige Teil mit Schmelze, Los, Wärmebehandlungsaufzeichnungen, Proben und Prüfergebnissen. Eine praktische Reihenfolge zum Lesen von Normen ist unkompliziert: Ermitteln Sie die exakte Sorte; dokumentieren Sie die anwendbare AMS- oder andere Norm sowie deren Ausgabe; überprüfen Sie die chemische Zusammensetzung und das Schmelzverfahren; geben Sie an, ob der Werkstoff geglüht, lösungsbehandelt, gealtert oder in einem anderen Zustand geliefert wird; bestimmen Sie die Produktform und die Querschnittsgröße; lesen Sie jede Anforderung an die mechanischen Eigenschaften zusammen mit Prüfrichtung und Probenentnahmestelle; prüfen Sie anschließend die Annahmekriterien und die Rückverfolgbarkeitsunterlagen. Erst wenn diese Punkte übereinstimmen, sollten zwei Maraging-Stähle als vergleichbar betrachtet werden. Die Werkstoffklasse wird durch eine Prozess- und Spezifikationskette definiert, nicht durch eine einzige universelle Legierung. ## Quellen 1. \[1\] ASM International. Maraging Steels. ASM Handbook, 2018. [](/de/wiki/stahlgruppen/maraging-st%C3%A4hle-zusammensetzung-g%C3%BCten-auslagerung-und-verarbeitung#wiki-cite-ref-1) ASM Handbook, Volume 4A, Steel Heat Treating Fundamentals and Processes 2. \[2\] National Institute of Standards and Technology. NIST Internal Report 8582. NIST Internal Report, 2025. [](/de/wiki/stahlgruppen/maraging-st%C3%A4hle-zusammensetzung-g%C3%BCten-auslagerung-und-verarbeitung#wiki-cite-ref-2) NIST Internal Report 8582 3. \[3\] National Institute of Standards and Technology. In Situ Fatigue Monitoring Investigation of Additively Manufactured Maraging Steel. NIST investigation, 2024. [](/de/wiki/stahlgruppen/maraging-st%C3%A4hle-zusammensetzung-g%C3%BCten-auslagerung-und-verarbeitung#wiki-cite-ref-3) In Situ Fatigue Monitoring Investigation of Additively Manufactured Maraging Steel **Maragingstahl auf einen Blick** Matrix Sehr kohlenstoffarmer Eisen-Nickel-Lattenmartensit Primärer Verfestigungsmechanismus Intermetallische Ausscheidung während des Auslagerns Referenz-Auslagerungstemperatur Ungefähr 480 °C Kommerzieller Streckgrenzenbereich 1030–2420 MPa Repräsentative Festigkeitsklasse 18Ni(250), ungefähr 250 ksi [Zurück zu Stahlgruppen](/de/wiki/stahlgruppen "Stahlgruppen — Steel Wiki")