Wissenschaft

Verschiedene Stahlsorten und -eigenschaften

Nach Angaben der World Steel Association, gibt es mehr als 3500 verschiedene Sorten von Stahl und umfasst einzigartige physikalische, chemische und Umwelteigenschaften.

Im Wesentlichen besteht Stahl aus Eisen und Kohlenstoff, obwohl es die Menge an Kohlenstoff sowie der Gehalt an Verunreinigungen und zusätzlichen Legierungselementen ist, die die Eigenschaften jeder Stahlsorte bestimmen.

Der Kohlenstoffgehalt in Stahl kann zwischen 0,1% und 1,5% liegen, die am häufigsten verwendeten Stahlsorten enthalten jedoch nur 0,1% bis 0,25% Kohlenstoff. Elemente wie Mangan. Phosphor und Schwefel sind in allen Stahlsorten enthalten. Während Mangan vorteilhafte Wirkungen erzielt, sind Phosphor und Schwefel für die Festigkeit und Haltbarkeit des Stahls schädlich.

Je nach den für ihre Anwendung erforderlichen Eigenschaften werden verschiedene Stahlsorten hergestellt, und verschiedene Sortiersysteme werden verwendet, um Stähle anhand dieser Eigenschaften zu unterscheiden.

Stahl kann aufgrund seiner chemischen Zusammensetzung grob in vier Gruppen eingeteilt werden:

  1. Kohlenstoffstähle
  2. Legierte stähle
  3. Rostfreier Stahl
  4. Werkzeugstähle

Die folgende Tabelle zeigt die typischen Eigenschaften von Stählen bei Raumtemperatur (25 ° C). Die weiten Bereiche von Zugfestigkeit, Streckgrenze und Härte sind größtenteils auf unterschiedliche Wärmebehandlungsbedingungen zurückzuführen.

 

Kohlenstoffstähle

Kohlenstoffstähle enthalten Spuren von Legierungselementen und machen 90% der gesamten Stahlproduktion aus. Kohlenstoffstähle können je nach Kohlenstoffgehalt weiter in drei Gruppen eingeteilt werden:

  • Kohlenstoffarme Stähle / milde Stähle enthalten bis zu 0,3% Kohlenstoff
  • Stähle mit mittlerem Kohlenstoffgehalt enthalten 0,3 bis 0,6% Kohlenstoff
  • Stähle mit hohem Kohlenstoffgehalt enthalten mehr als 0,6% Kohlenstoff

 

Legierte stähle

Legierte Stähle enthalten Legierungselemente (z. B. Mangan, Silizium, Nickel, Titan, Kupfer, Chrom und Aluminium) in unterschiedlichen Anteilen, um die Eigenschaften des Stahls wie Härtbarkeit, Korrosionsbeständigkeit, Festigkeit, Formbarkeit, Schweißbarkeit oder Duktilität zu beeinflussen. Anwendungen für Stahllegierungen umfassen Rohrleitungen, Autoteile, Transformatoren, Stromerzeuger und Elektromotoren.

 

Rostfreier Stahl

Nichtrostende Stähle enthalten im Allgemeinen zwischen 10 und 20% Chrom als Hauptlegierungselement und werden für eine hohe Korrosionsbeständigkeit bewertet. Stahl ist mit über 11% Chrom etwa 200-mal korrosionsbeständiger als Weichstahl. Diese Stähle können aufgrund ihrer Kristallstruktur in drei Gruppen eingeteilt werden:

  • Austenitisch: Austenitische Stähle sind nicht magnetisch und nicht wärmebehandelbar und enthalten im Allgemeinen 18% Chrom, 8% Nickel und weniger als 0,8% Kohlenstoff. Austenitische Stähle machen den größten Teil des globalen Edelstahlmarktes aus und werden häufig in Lebensmittelverarbeitungsgeräten, Küchenutensilien und Rohrleitungen verwendet.
  • Ferritisch: Ferritische Stähle enthalten Spuren von Nickel, 12-17% Chrom, weniger als 0,1% Kohlenstoff sowie andere Legierungselemente wie Molybdän, Aluminium oder Titan. Diese Magnetstähle können nicht durch Wärmebehandlung gehärtet, sondern durch Kaltumformung verstärkt werden.
  • Martensit: Martensitische Stähle enthalten 11-17% Chrom, weniger als 0,4% Nickel und bis zu 1,2% Kohlenstoff. Diese magnetischen und wärmebehandelbaren Stähle werden in Messern, Schneidwerkzeugen sowie zahnärztlichen und chirurgischen Geräten verwendet.

 

Werkzeugstähle

Werkzeugstähle enthalten Wolfram. Molybdän, Kobalt und Vanadium in unterschiedlichen Mengen, um die Wärmebeständigkeit und Haltbarkeit zu erhöhen. Sie eignen sich daher ideal zum Schneiden und Bohren von Geräten.

Stahlprodukte können auch nach ihren Formen und verwandten Anwendungen unterteilt werden:

  • Zu den Lang- / Rohrprodukten gehören Stangen und Stangen, Schienen, Drähte, Winkel, Rohre sowie Formen und Abschnitte. Diese Produkte werden häufig im Automobil- und Bausektor eingesetzt.
  • Flache Produkte umfassen Platten, Bleche, Spulen und Streifen. Diese Materialien werden hauptsächlich in Autoteilen, Geräten, Verpackungen, im Schiffbau und im Bauwesen verwendet.
  • Andere Produkte umfa
    ssen Ventile, Armaturen und Flansche und werden hauptsächlich als Rohrleitungsmaterialien verwendet.

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