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Was ist Stahl? - Eigenschaften, Verwendung | Arten von Stählen

Was ist ein Stahl?

Stahl ist eine Legierung aus Eisen mit typischerweise einigen Zehntelprozent Kohlenstoff, um seine Festigkeit und Bruchfestigkeit im Vergleich zu anderen Eisenformen zu verbessern. Viele andere Elemente können vorhanden sein oder hinzugefügt werden. Rostfreie Stähle, die korrosions- und oxidationsbeständig sind, benötigen typischerweise zusätzlich 11 % Chrom.

Aufgrund seiner hohen Zugfestigkeit und geringen Kosten wird Stahl in Gebäuden, Infrastruktur, Werkzeugen, Schiffen, Zügen, Autos, Maschinen, Elektrogeräten und Waffen verwendet. Eisen ist das Grundmetall von Stahl.

Abhängig von der Temperatur kann es zwei kristalline Formen (allotrope Formen) annehmen:kubische Körpermitte und kubische Gesichtsmitte. Die Wechselwirkung der Allotrope des Eisens mit den Legierungselementen, dem primären Kohlenstoff, verleiht Stahl und Gusseisen ihre Bandbreite einzigartiger Eigenschaften.

In reinem Eisen hat die Kristallstruktur relativ wenig Widerstand gegen das Vorbeigleiten der Eisenatome aneinander, und daher ist reines Eisen ziemlich duktil oder weich und leicht formbar. In Stahl wirken kleine Mengen an Kohlenstoff, anderen Elementen und Einschlüssen im Eisen als Härter, der die Bewegung von Versetzungen verhindert.

Wann wurde Stahl erfunden?

Die früheste bekannte Stahlproduktion ist in Eisenwaren zu sehen, die an einer archäologischen Stätte in Anatolien (Kaman-Kalehöyük) ausgegraben wurden, und ist fast 4.000 Jahre alt und stammt aus dem Jahr 1800 v. Horace identifiziert Stahlwaffen wie die Falcata auf der Iberischen Halbinsel, während norischer Stahl vom römischen Militär verwendet wurde.

Ist Stahl ein Metall?

Da Stahl eine Legierung ist, ist er kein reines Element und somit auch kein Metall. Stattdessen ist es eigentlich eine Variante eines Metalls. Obwohl Stahl aus Eisen besteht – was ein Metall ist – bedeutet der nichtmetallische Kohlenstoff in seiner chemischen Zusammensetzung, dass er kein reines Metall ist und daher nicht als solches eingestuft werden kann.

Da haben Sie es also. Stahl ist kein Metall .

Stahlzusammensetzung

Stahl ist eine Legierung aus Eisen und Kohlenstoff, bei der der Kohlenstoffgehalt bis zu 2 Prozent beträgt (bei höherem Kohlenstoffgehalt wird der Werkstoff als Gusseisen bezeichnet). Das bei weitem am häufigsten verwendete Material für den Bau der weltweiten Infrastruktur und Industrien wird zur Herstellung von allem verwendet, von Nähnadeln bis hin zu Öltankern. Außerdem sind die Werkzeuge, die zum Bau und zur Herstellung solcher Artikel benötigt werden, ebenfalls aus Stahl.

Stahl ist eine Legierung aus Eisen und Kohlenstoff, die weniger als 2 % Kohlenstoff und 1 % Mangan sowie geringe Mengen an Silizium, Phosphor, Schwefel und Sauerstoff enthält. Stahl ist der weltweit wichtigste Konstruktions- und Konstruktionswerkstoff.

Es wird in jedem Aspekt unseres Lebens verwendet; in Autos und Bauprodukten, Kühlschränken und Waschmaschinen, Frachtschiffen und chirurgischen Skalpellen.

Eigenschaften von Stahl

Stahl hat eine Reihe von Eigenschaften, darunter Härte, Zähigkeit, Zugfestigkeit, Streckgrenze, Dehnung, Ermüdungsfestigkeit, Korrosion, Plastizität, Verformbarkeit und Kriechen.

Die wichtigsten Eigenschaften von verschleiß- und abriebfestem Stahl sind:

Grundlegende physikalische Eigenschaften von Stahl

Stahl hat eine Dichte von 7.850 kg/m3 und ist damit 7,85 mal so dicht wie Wasser. Sein Schmelzpunkt von 1.510 C ist höher als der der meisten Metalle. Zum Vergleich:Der Schmelzpunkt von Bronze liegt bei 1.040 °C, der von Kupfer bei 1.083 °C, der von Gusseisen bei 1.300 °C und der von Nickel bei 1.453 °C. Wolfram hingegen schmilzt bei sengenden 3.410 °C, was nicht verwunderlich ist da dieses Element in Glühfäden von Glühbirnen verwendet wird.

Der lineare Ausdehnungskoeffizient von Stahl bei 20 °C in µm pro Meter und Grad Celsius beträgt 11,1, was ihn widerstandsfähiger gegen Größenänderungen bei Temperaturänderungen macht als beispielsweise Kupfer (16,7), Zinn (21,4) und Blei ( 29.1).

Woraus besteht Stahl?

Stahl wird aus einer Legierung aus Eisen und Kohlenstoff hergestellt, in der der Kohlenstoffgehalt bis zu 2 Prozent beträgt (bei einem höheren Kohlenstoffgehalt wird das Material als Gusseisen definiert).

Eisen, der wichtigste elementare Bestandteil von Stahl, ist eines der am häufigsten vorkommenden Elemente in der Erdkruste. Alle Stahllegierungen bestehen hauptsächlich aus Eisen und 0,002–2,1 Gew.-% Kohlenstoff. In diesem Bereich erzeugen Kohlenstoffbindungen mit Eisen eine starke molekulare Struktur. Die resultierende Gittermikrostruktur trägt dazu bei, bestimmte Materialeigenschaften wie Zugfestigkeit und Härte zu erreichen, auf die wir uns bei Stahl verlassen.

Obwohl jeder Stahl aus Eisen und Kohlenstoff besteht, enthalten verschiedene Stahlsorten unterschiedliche Prozentsätze jedes Elements. Stahl kann auch andere Elemente wie Nickel, Molybdän, Mangan, Titan, Bor, Kobalt oder Vanadium enthalten. Das Hinzufügen verschiedener Elemente zum „Rezept“ einer Stahllegierung wirkt sich auf deren Materialeigenschaften aus. Das Verfahren zur Herstellung und Behandlung des Stahls verbessert diese Fähigkeiten weiter.

Eine bemerkenswerte Gruppe von Stahllegierungen enthält Chrom. Alle diese Legierungen sind allgemein als rostfreier Stahl bekannt.

Was ist der Schmelzpunkt von Stahl?

Der Schmelzpunkt von Stahl reicht von 2500-2800°F oder 1371-1540°C. Warum ein Sortiment? Warum nicht nur einen einzigen Punkt auf dem Thermometer? Im Gegensatz zu einem reinen Metall wie Eisen ist Stahl eine Legierung.

Das hängt von der Stahllegierung ab, von der Sie sprechen. Der Begriff Legierung wird heutzutage fast immer falsch verwendet, insbesondere unter Radfahrern. Sie verwenden den Begriff, um Aluminium zu bedeuten. Was der Begriff Legierung wirklich bedeutet, ist eine Mischung aus Metallen, jeder Art von Metallen. Fast alle heute verwendeten Metalle sind Mischungen und damit Legierungen.

Den meisten Stählen werden andere Metalle hinzugefügt, um ihre Eigenschaften wie Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit oder einfache Herstellung abzustimmen. Stahl ist nur das Element Eisen, das verarbeitet wurde, um die Kohlenstoffmenge zu kontrollieren. Eisen schmilzt aus dem Boden bei etwa 1510 ° C (2750 ° F). Stahl schmilzt oft bei etwa 1370 °C (2500 °F).

Was ist der Schmelzpunkt von Kohlenstoffstahl?

Der Schmelzpunkt von Stahl reicht von 2500-2800°F oder 1371-1540°C. Warum ein Sortiment? Warum nicht nur einen einzelnen Punkt auf dem Thermometer?

Im Gegensatz zu einem reinen Metall wie Eisen ist Stahl eine Legierung. Reine Metalle haben eine genaue Temperatur, das ist ihr Schmelzpunkt. Legierungen enthalten jedoch mehrere Elemente mit unterschiedlichen Schmelzpunkten. Daher schmelzen oder gefrieren Legierungen nicht bei einer festen Temperatur.

Stahl ist eine Legierung aus Eisen und Kohlenstoff. Edelstahl enthält auch Chrom und normalerweise Nickel und andere Elemente in seiner Legierung. Die Zugabe jedes neuen Elements senkt den Gesamtschmelzpunkt. Dies wird als Schmelzpunkterniedrigung bezeichnet.

Was ist der Schmelzpunkt von Edelstahl?

Der Schmelzpunkt von Edelstahl liegt zwischen 2550 und 2790 °F oder 1400 und 1530 °C.

Der Schmelzpunkt einer bestimmten Art von rostfreiem Stahl hängt von seiner genauen chemischen Zusammensetzung ab. Jedes Element bringt seinen eigenen Schmelzpunkt in die Gleichung ein. Die Hauptbestandteile von Edelstahl sind Eisen, Chrom und Nickel.

Reines Eisen hat einen festen Schmelzpunkt von 1535 °C, Chrom von 1890 °C und Nickel von 1453 °C. Vergleichen Sie diese Zahlen mit dem Bereich von 1400–1530 °C für Edelstahl.

Jede Edelstahlsorte hat eine etwas andere Mischung von Elementen. Folglich variiert der genaue Schmelzpunkt je nach Qualität.

Wie variiert der Schmelzpunkt bei verschiedenen Qualitäten?

Edelstahl gibt es in fünf Familien und mehr als 150 Sorten. Allerdings werden nur 15 dieser Klassen allgemein verwendet.

Die beiden beliebtesten Edelstahlsorten sind 304 und 316. Beide Sorten gehören zur Familie der austenitischen rostfreien Stähle, die etwa zwei Drittel des produzierten rostfreien Stahls umfasst. Austenitischer Edelstahl weist eine kubisch flächenzentrierte Kristallstruktur auf, die über alle Temperaturen vom Tieftemperaturbereich bis zum Schmelzpunkt konstant bleibt.

Die Schmelzpunkte von Edelstahl können von einem Tiefstwert von 1375 °C für Stahl der Güteklasse 316 bis zu einem Höchstwert von 1510 °C für Stahlgüte 430 variieren. Die gebräuchlichste Güteklasse, 304, hat einen Schmelzpunkt von 1400–1450 °C.

Verschiedene Stahlarten

Die vier wichtigsten Stahlsorten:

1. Kohlenstoffstahl

Kohlenstoffstahl sieht stumpf und matt aus und ist bekanntermaßen korrosionsanfällig. Insgesamt gibt es drei Untertypen von diesem:Stahl mit niedrigem, mittlerem und hohem Kohlenstoffgehalt, wobei niedrig etwa 0,30 % Kohlenstoff enthält, mittel 0,60 % und hoch 1,5 %.

Der Name selbst kommt eigentlich von der Tatsache, dass sie eine sehr geringe Menge anderer Legierungselemente enthalten. Sie sind außergewöhnlich stark, weshalb sie oft zur Herstellung von Dingen wie Messern, Hochspannungsdrähten, Autoteilen und anderen ähnlichen Artikeln verwendet werden.

Möglicherweise fällt Ihnen auch der Begriff „Kohlenstoffstahl“ auf, der für Stähle mit weniger als 0,4 % Kupfer oder für Stähle mit bestimmten Magnesium-zu-Kupfer-Gehalten verwendet wird, obwohl diese Definitionen branchenübergreifend umstritten sind. Zu diesem Zweck sprechen wir über die ersten beiden Definitionen.

Arten von Kohlenstoffstahl

Kohlenstoffstahl wird auf drei Arten klassifiziert – niedrig, mittel und hoch

2. Legierter Stahl

Die nächste Stahlsorte ist legierter Stahl. Diese werden durch die Kombination von Kohlenstoffstahl mit verschiedenen Legierungselementen hergestellt, um jedem Stahl einzigartige Eigenschaften zu verleihen. Es gibt eine unglaublich große Auswahl an legierten Stählen, aber einige der gebräuchlichsten sind Chrom, Kobalt, Molybdän, Nickel, Wolfram, Vanadium.

Aufgrund der unglaublichen Vielfalt an legierten Stählen können Sie mit Legierungselementen Stähle mit nahezu allen möglichen Eigenschaften herstellen. Davon abgesehen sind einige dieser Stähle relativ teuer.

Diese sind in der Regel korrosionsbeständiger und werden für einige Autoteile, Rohrleitungen, Schiffsrümpfe und mechanische Projekte bevorzugt. Bei diesem hängt die Stärke von der Konzentration der enthaltenen Elemente ab.

3. Werkzeugstahl

Werkzeugstahl ist bekannt dafür, dass er hart und sowohl hitze- als auch kratzfest ist. Der Name leitet sich von der Tatsache ab, dass sie sehr häufig zur Herstellung von Metallwerkzeugen wie Hämmern verwendet werden.

Dies sind Stähle, die für Werkzeugaktivitäten wie Bohren verwendet werden. Werkzeugstähle bestehen üblicherweise aus Molybdän, Vanadium, Wolfram und Kobalt und sind hitzebeständig, langlebig und stark.

Es gibt 6 Sorten Werkzeugstahl:

4. Edelstahl

Nicht zuletzt sind Edelstähle die wohl bekannteste Sorte auf dem Markt. Diese Art ist glänzend und enthält im Allgemeinen etwa 10 bis 20 % Chrom, das ihr Hauptlegierungselement ist.

Diese Kombination macht den Stahl korrosionsbeständig und lässt sich sehr leicht in verschiedene Formen formen. Aufgrund seiner einfachen Handhabung, Flexibilität und Qualität findet sich Edelstahl in chirurgischen Geräten, Heimanwendungen, Silberwaren und sogar als Außenverkleidung für Gewerbe-/Industriegebäude.

MEHR: Was ist Edelstahl?

Verwendung von Stahl

Eisen und Stahl werden häufig beim Bau von Straßen, Eisenbahnen, anderer Infrastruktur, Geräten und Gebäuden verwendet. Die meisten großen modernen Bauwerke wie Stadien und Wolkenkratzer, Brücken und Flughäfen werden von einem Stahlskelett getragen. Sogar diejenigen mit einer Betonstruktur verwenden Stahl zur Verstärkung.

Einige Verwendungen von Stahl ist unten angegeben:

Häufig gestellte Fragen.

Was ist ein Stahl?

Stahl ist eine Eisenlegierung mit typischerweise einigen Prozent Kohlenstoff, um seine Festigkeit und Bruchfestigkeit im Vergleich zu Eisen zu verbessern. Viele andere Elemente können vorhanden sein oder hinzugefügt werden. Rostfreie Stähle, die korrosions- und oxidationsbeständig sind, benötigen typischerweise zusätzlich 11 % Chrom.

Woraus besteht Stahl?

Stahl, eine Legierung aus Eisen und Kohlenstoff, bei der der Kohlenstoffgehalt bis zu 2 Prozent beträgt (bei höherem Kohlenstoffgehalt wird der Werkstoff als Gusseisen bezeichnet).

Was ist der Schmelzpunkt von Stahl?

Der Schmelzpunkt von Stahl reicht von 2500-2800°F oder 1371-1540°C. Warum ein Sortiment? Warum nicht nur einen einzigen Punkt auf dem Thermometer? Im Gegensatz zu einem reinen Metall wie Eisen ist Stahl eine Legierung.

Was ist Stahlzusammensetzung?

Stahl ist eine Legierung aus Eisen und Kohlenstoff, die weniger als 2 % Kohlenstoff und 1 % Mangan sowie geringe Mengen an Silizium, Phosphor, Schwefel und Sauerstoff enthält. Stahl ist das wichtigste Konstruktions- und Konstruktionsmaterial der Welt.

Was sind die Eigenschaften von Stahl?

Stahl hat eine Reihe von Eigenschaften, darunter Härte, Zähigkeit, Zugfestigkeit, Streckgrenze, Dehnung, Ermüdungsfestigkeit, Korrosion, Plastizität, Verformbarkeit und Kriechen.

Welche Arten von Stahl gibt es?

Die vier Hauptarten von Stahl:

  1. Kohlenstoffstahl. Kohlenstoffstahl sieht stumpf und matt aus und ist bekanntermaßen korrosionsanfällig.
  2. Legierter Stahl. Als nächstes kommt legierter Stahl, der eine Mischung aus mehreren verschiedenen Metallen wie Nickel, Kupfer und Aluminium ist.
  3. Werkzeugstahl.
  4. Edelstahl.

Wofür wird Stahl verwendet?

Stahl ist der weltweit wichtigste Konstruktions- und Konstruktionswerkstoff. Es wird in jedem Aspekt unseres Lebens verwendet; in Autos und Bauprodukten, Kühlschränken und Waschmaschinen, Frachtschiffen und chirurgischen Skalpellen. Es kann ohne Eigentumsverlust immer wieder recycelt werden.

Ist Stahl ein Metall?

Da Stahl eine Legierung ist, ist er kein reines Element und somit auch kein Metall. Stattdessen ist es eigentlich eine Variante eines Metalls. Obwohl Stahl aus Eisen besteht – was ein Metall ist – bedeutet der nichtmetallische Kohlenstoff in seiner chemischen Zusammensetzung, dass er kein reines Metall ist und daher nicht als solches eingestuft werden kann.

Warum heißt es Stahl?

Das Substantiv Stahl stammt vom protogermanischen Adjektiv stakhlijan, das ins Englische übersetzt „aus Stahl“ bedeutet, was auch mit dem Begriff stakhla verwandt ist, der „fest stehen“ bedeutet. Die Wurzel des Wortes stakhla ist stak und bedeutet „stehen, platzieren oder fest sein“.

Wer hat den Stahl erfunden?

Henry Bessemer, einer der bedeutendsten Erfinder der zweiten industriellen Revolution, machte Bessemer auch über 100 weitere Erfindungen in den Bereichen Eisen, Stahl und Glas.

Ist Stahl ein Mineral?

Stahl ist kein Mineral, weil es eine von Menschen hergestellte Legierung ist. „Anorganisch“ bedeutet, dass die Substanz nicht von einem Organismus hergestellt wird.

Warum ist Stahl so wichtig?

Die Stahlindustrie ist für die US-Wirtschaft von entscheidender Bedeutung. Stahl ist das Material der Wahl für viele Elemente der Fertigung, des Bauwesens, des Transports und verschiedener Konsumgüter. Stahl wird traditionell wegen seiner Festigkeit geschätzt und ist auch das am meisten recycelte Material.

Welche Bedeutung hat Stahl in unserem täglichen Leben?

Stahl hat unser Leben stark beeinflusst, die Autos, die wir fahren, die Gebäude, in denen wir arbeiten, die Häuser, in denen wir leben, und unzählige andere Facetten dazwischen. Stahl wird in unseren Elektrizitätsmasten, Erdgaspipelines, Werkzeugmaschinen, Militärwaffen verwendet – die Liste ist endlos.

Ist Stahl ein gutes Material?

Stahl ist nicht brennbar und widersteht Knicken oder Verziehen, daher ist es die erste Wahl für erdbebengefährdete Gebiete. Da es im Gegensatz zu Holz hergestellt wird, hat es eine einheitliche Qualität und Festigkeit. Darüber hinaus werden weiterhin Fortschritte erzielt, die Stahl in Bezug auf die Standardfestigkeit anderen Baumaterialien voraussetzen.

Ist Stahl besser oder Eisen?

Eiseneigenschaften. Stahl ist stärker als Eisen (Streckgrenze und Zugfestigkeit) und auch zäher als viele Eisenarten (oft als Bruchzähigkeit gemessen). Die gängigsten Stahlsorten haben Zugaben von weniger als. 5 % Kohlenstoff nach Gewicht.

Was ist der Unterschied zwischen Eisen und Stahl?

Der Hauptunterschied zwischen Eisen und Stahl besteht darin, dass ersteres Metall ist, während letzteres eine Legierung ist. Eisen ist einfach ein Metallelement, das natürlich auf der Erde vorkommt. Im Vergleich dazu ist Stahl eine künstliche Legierung, die durch Mischen von Eisen und Kohlenstoff hergestellt wird.

Wie stark ist Stahl?

Die durchschnittliche Zug- und Streckgrenze eines Stücks Kohlenstoffstahl kann je nach Kohlenstoffgehalt des Stahls und anderen Herstellungsfaktoren enorm variieren. AISI 1020-Stahl, Weichstahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt, hat eine Streckgrenze von 47.900 psi und eine Zugfestigkeit von 65.300 psi.

Welches Land hat den Stahl erfunden?

Indien würde den ersten echten Stahl produzieren. Um 400 v. Chr. erfanden indische Metallarbeiter eine Schmelzmethode, die zufällig die perfekte Menge an Kohlenstoff an das Eisen bindet. Der Schlüssel war ein Tonbehälter für das geschmolzene Metall:ein Schmelztiegel.

Wo findet man Stahl?

Im einfachsten Fall wird Stahl durch Mischen von Kohlenstoff und Eisen bei sehr hohen Temperaturen (über 2600 ° F) hergestellt. Die Primärstahlerzeugung erzeugt Stahl aus einem Produkt namens „Roheisen“. Roheisen ist geschmolzenes Eisen aus Erz, das mehr Kohlenstoff enthält, als für Stahl richtig ist.

Ist Stahl ein Stein?

Alle Erze sind Mineralien, aber nicht alle Mineralien sind Erze. Das Eisenerz ist Hämatit, Magnetit. Indem wir Verunreinigungen aus dem Erz entfernen, erhalten wir Stahl. Da Stahl eine Legierung aus Eisen und Kohlenstoff und oft mehreren anderen Elementen ist, kommen Stahllegierungen normalerweise nicht in natürlichem Gestein vor.

Wie wird Stahl auf natürliche Weise hergestellt?

Stahl wird aus Roheisen hergestellt, indem in einem basischen Sauerstoffkonverter ein Teil des Kohlenstoffs entfernt und mehrere Legierungselemente wie Mangan, Chrom, Kupfer, Nickel, Titan, Molybdän, Wolfram und Vanadium hinzugefügt werden. Stahl wird auch durch Recycling von Eisenschrott in einem Elektrolichtbogenofen hergestellt.

Was ist einzigartig an Stahl?

Stahl ist etwa 1.000-mal stärker als Eisen in seiner reinsten Form und kann ohne Festigkeitsverlust recycelt werden. Stahl ist das Hauptmaterial für die Bereitstellung erneuerbarer Energien wie Solar-, Wasser- und Windkraft.

Wie kommt die Stahlherstellung der Gesellschaft zugute?

Niedrige Emissionen. Natürlich bedeutet Energieeffizienz, dass Stahl aktiv zu einer kohlenstoffarmen Zukunft beiträgt, indem er die gesamten CO2-Emissionen reduziert. Sie wird eine zentrale Rolle beim Aufbau einer starken, nachhaltigen Gesellschaft spielen. Darüber hinaus hat „Going Green“ geschäftliche Anreize:gute PR für Ihr Unternehmen und auch Steuerabzüge.

Warum ist Stahl das Beste?

Höhere Temperaturbeständigkeit:Stahl kann im Vergleich zu den meisten handelsüblichen Kunststoffen einem größeren Temperaturbereich standhalten. Außerdem hält Stahl schnelleren oder zyklischen Temperaturschwankungen besser stand als die meisten Kunststoffe. Höhere Korrosionsbeständigkeit:Edelstahl widersteht Korrosion in atmosphärischen und reinen Wasserumgebungen.


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