Was ist Stahl?
Stahl ist eine Eisenlegierung, deren wichtigstes Legierungselement Kohlenstoff ist. Es gibt jedoch Ausnahmen von dieser Definition, wie z. B. interstitielle Stähle (IF) und ferritische Edelstähle des Typs 409, bei denen Kohlenstoff als Verunreinigung gilt.
Was ist eine Legierung?
Werden verschiedene Elemente in kleineren Mengen mit dem Grundelement vermischt, spricht man von einer Legierung des Grundelements. Stahl ist daher eine Eisenlegierung, da Eisen das Grundelement (Hauptbestandteil) von Stahl und Kohlenstoff das wichtigste Legierungselement ist. Weitere Elemente wie Mangan, Silizium, Nickel, Chrom, Molybdän, Vanadium, Titan, Niob, Aluminium usw. werden ebenfalls in unterschiedlichen Mengen hinzugefügt, um verschiedene Stahlsorten herzustellen.
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Welche verschiedenen Stahlsorten gibt es?
Basierend auf der chemischen Zusammensetzung kann Stahl in vier (04) Grundtypen eingeteilt werden:
● Kohlenstoffstahl
● Edelstahl
● Legierter Stahl
● Werkzeugstahl
1. Kohlenstoffstahl:
Kohlenstoffstahl ist der am häufigsten verwendete Stahl in der Industrie und macht mehr als 90 % der gesamten Stahlproduktion aus. Basierend auf dem Kohlenstoffgehalt werden Kohlenstoffstähle weiter in drei Gruppen eingeteilt.
● Kohlenstoffarmer Stahl/Weichstahl
● Mittelharter Stahl
● Kohlenstoffstahl
Der Kohlenstoffgehalt ist in der folgenden Tabelle angegeben:
| NEIN. | Art des Kohlenstoffstahls | Kohlenstoffanteil |
| 1 | Kohlenstoffarmer Stahl/Weichstahl | Bis zu 0,25 % |
| 2 | Mittelharter Stahl | 0,25 % bis 0,60 % |
| 3 | Kohlenstoffstahl | 0,60 % bis 1,5 % |
2. Edelstahl:
Edelstahl ist ein legierter Stahl mit mindestens 10,5 % Chrom. Edelstahl weist aufgrund der Bildung einer sehr dünnen Cr2O3-Schicht auf seiner Oberfläche korrosionsbeständige Eigenschaften auf. Diese Schicht wird auch als Passivschicht bezeichnet. Eine Erhöhung des Chromanteils erhöht die Korrosionsbeständigkeit des Materials weiter. Zusätzlich zu Chrom werden Nickel und Molybdän hinzugefügt, um die gewünschten (oder verbesserten) Eigenschaften zu erzielen. Edelstahl enthält außerdem unterschiedliche Mengen an Kohlenstoff, Silizium und Mangan.
Rostfreie Stähle werden weiter wie folgt klassifiziert:
1. Ferritische rostfreie Stähle
2. Martensitische rostfreie Stähle
3. Austenitische rostfreie Stähle
4. Duplex-Edelstähle
5. Ausscheidungshärtende (PH) rostfreie Stähle
● Ferritischer Edelstahl: Ferritische Stähle bestehen aus Eisen-Chrom-Legierungen mit kubisch-raumzentrierter Kristallstruktur (BCC). Diese sind im Allgemeinen magnetisch und können nicht durch Wärmebehandlung gehärtet, aber durch Kaltverformung verstärkt werden.
● Austenitischer Edelstahl: Austenitische Stähle sind äußerst korrosionsbeständig. Sie sind nicht magnetisch und nicht wärmebehandelbar. Austenitische Stähle sind im Allgemeinen gut schweißbar.
● Martensitischer Edelstahl: Martensitischer Edelstahl ist extrem fest und zäh, aber nicht so korrosionsbeständig wie die anderen beiden Klassen. Diese Stähle sind gut bearbeitbar, magnetisch und wärmebehandelbar.
● Duplex-Edelstahl: Duplex-Edelstahl besteht aus einer zweiphasigen Mikrostruktur aus ferritischen und austenitischen Edelstahlkörnern (d. h. Ferrit + Austenit). Duplex-Stähle sind etwa doppelt so fest wie austenitische oder ferritische Edelstahlstähle.
● Ausscheidungsgehärtete (PH) rostfreie Stähle: Ausscheidungsgehärtete (PH) rostfreie Stähle besitzen aufgrund der Ausscheidungshärtung eine ultrahohe Festigkeit.
3. Legierter Stahl
In legiertem Stahl werden unterschiedliche Anteile von Legierungselementen verwendet, um gewünschte (verbesserte) Eigenschaften wie Schweißbarkeit, Duktilität, Bearbeitbarkeit, Festigkeit, Härtbarkeit und Korrosionsbeständigkeit usw. zu erreichen. Einige der am häufigsten verwendeten Legierungselemente und ihre Wirkungen sind wie folgt:
● Mangan – Erhöht Festigkeit und Härte, verringert Duktilität und Schweißbarkeit.
● Silizium – Wird als Desoxidationsmittel im Stahlherstellungsprozess verwendet.
● Phosphor – Erhöht die Festigkeit und Härte und verringert die Duktilität und Kerbschlagzähigkeit von Stahl.
● Schwefel – verringert Duktilität, Kerbschlagzähigkeit und Schweißbarkeit. Kommt in Form von Sulfideinschlüssen vor.
● Kupfer – verbesserte Korrosionsbeständigkeit.
● Nickel – Erhöht die Härtbarkeit und Schlagfestigkeit von Stählen.
● Molybdän – Erhöht die Härtbarkeit und verbessert die Kriechfestigkeit von niedriglegierten Stählen.
4. Werkzeugstahl
Werkzeugstähle haben einen hohen Kohlenstoffgehalt (0,5 % bis 1,5 %). Ein höherer Kohlenstoffgehalt sorgt für höhere Härte und Festigkeit. Diese Stähle werden hauptsächlich zur Herstellung von Werkzeugen und Formen verwendet. Werkzeugstahl enthält unterschiedliche Mengen an Wolfram, Kobalt, Molybdän und Vanadium, um die Hitze- und Verschleißfestigkeit sowie die Haltbarkeit des Metalls zu erhöhen. Dadurch eignen sich Werkzeugstähle hervorragend als Schneid- und Bohrwerkzeuge.
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Veröffentlichungszeit: 19. Dezember 2022