Verschiedene Stahlsorten und Stahlbestandteile

In diesem Artikel sprechen wir über die Klassifizierung von Stahl. Verschiedene Stahlsorten werden auf unterschiedlicher Basis definiert. Außerdem werden wir etwas über Bestandteile von Stahl lernen , was Edelstahl enthält und viele mehr. Schauen wir uns die Klassifizierung an.

Klassifizierung von Stahl

Gemäß IS:7598-1974 Stähle sind zu klassifizieren als:

1. Unlegierte Stähle, allgemein als unlegierte Kohlenstoffstähle bezeichnet , und

2. Legierte Stähle

Unlegierter Stahl oder unlegierter Kohlenstoffstahl

Die Hauptfaktoren, die die Eigenschaften von unlegiertem Kohlenstoffstahl beeinflussen sind der Kohlenstoffgehalt und die Mikrostruktur. Kohlenstoff ist die Hauptdeterminante vieler Leistungseigenschaften. Es hat eine stärkende und härtende Wirkung. Gleichzeitig verringert es die Duktilität, was durch eine Abnahme der Dehnung und eine Verringerung der Fläche belegt wird.

Außerdem verringert ein Anstieg des Kohlenstoffgehalts die Bearbeitbarkeit und verringert die Schweißbarkeit . Die vorhandene Kohlenstoffmenge beeinflusst auch die physikalischen Eigenschaften und die Korrosionsbeständigkeit. Mit zunehmendem Kohlenstoffgehalt nehmen die thermische und elektrische Leitfähigkeit ab, die magnetische Permeabilität nimmt drastisch ab und die Korrosionsbeständigkeit wird verringert.

Die Mikrostruktur wird durch die Zusammensetzung des Stahls bestimmt, d. h. Kohlenstoffmangan, Silizium, Phosphor und Schwefel, die immer vorhanden sind, und Restelemente, einschließlich Sauerstoff, Wasserstoff und Stickstoff, und durch den abschließenden Walz-, Schmiede- oder Wärmebehandlungsvorgang. Die meisten dieser Stahlsorten werden jedoch ohne abschließende Wärmebehandlung verwendet, und folglich beeinflussen die Walz- und Schmiedevorgänge die Mikrostruktur.

Kohlenstoffstahl sind die Stahlsorten, die im gegossenen, gewalzten oder geschmiedeten Zustand überwiegend paralytisch sind. Die Bestandteile untereutektoider Stähle (Stähle mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,87 Prozent und darunter) gehören daher zu Ferrit und Perlit und zu den übereutektoiden Stählen (enthält ab 0,87 % Kohlenstoff) Zementit und Perlit.

Stahlsorten nach Kohlenstoffgehalt . Auf der Grundlage des Kohlenstoffgehalts werden unlegierte Kohlenstoffstähle üblicherweise unterteilt in:

1. Kohlenstoffarmer oder Weichstahl – 0,05–0,30 % Kohlenstoff

2. Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt – 0,03–0,06 % Kohlenstoff

3. Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt 0,60–1,50 % Kohlenstoff

4. Werkzeugstahl (hoher Kohlenstoffgehalt) – 0,90–1,50 % Kohlenstoff

Es sollte beachtet werden, dass der Kohlenstoffgehalt dieser vier Arten von Kohlenstoffstahl nicht starr ist und es zu gewissen Überschneidungen von einer Art zur nächsten kommen kann.

Stahlsorten nach Desoxidationspraxis

Stahl wird oft anhand des Desoxidationsgrades identifiziert die bei der Stahlherstellung entstehen :

1. Getötete Stähle

Sie sind stark desoxidiert und zeichnen sich durch eine hohe Zusammensetzung und Einheitlichkeit der Eigenschaften aus. Alle Schmiedestähle und generell alle Stähle mit mehr als 0,25 Prozent Kohlenstoff werden beruhigt. Die wesentliche Qualität von beruhigten Stählen ist Solidität (Freiheit von Blaslöchern und Segregation). Wenn der Stahl ausreichend desoxidiert ist, gibt es keine Gasentwicklung und die obere Oberfläche des Barrens verfestigt sich fast sofort. Das Symbol K steht für beruhigten Stahl.

2. Halbberuhigte Stähle oder ausgewogene Stähle

Diese Stahlsorten können als Mittel zwischen denen von beruhigten und umrandeten Stählen angesehen werden und haben einen unterschiedlichen Grad an Gleichmäßigkeit. Baustähle mit 0,15 bis 0,25 Prozent Kohlenstoff sind im Allgemeinen halbberuhigt. Aus halbberuhigtem Stahl Ziel ist es, metallfrei von Oberflächenblasen und Rohren zu produzieren. Die Oberfläche sollte eine gesunde Haut von beträchtlicher Dicke haben. Bleche und Konstruktionsprodukte werden normalerweise aus halbberuhigtem Stahl hergestellt. Es wird kein Symbol verwendet, um halbberuhigten Stahl zu bezeichnen, der 90 Prozent der gesamten Stahlproduktion ausmacht.

3. Umrandete Stähle

Beim Rimming wird der Stahl teilweise desoxidiert. Aus umrandetem Stahl Ziel ist es, eine saubere Oberfläche im Kohlenstoffgehalt zu erzeugen. Durch das Rimming-Verfahren werden verschiedenste Tiefziehverfahren hergestellt. Besonders dort, wo leichte Umformbarkeit und Oberflächenbeschaffenheit wichtige Überlegungen sind. Diese Stähle sind daher Ideen zum Walzen. Bleche und Bänder aus gesäumten Blechen haben eine hervorragende Oberflächenqualität und Kaltumformbarkeit. Das Symbol R wird für umrandeten Stahl verwendet.

Stahlarten basierend auf der chemischen Zusammensetzung

Stahl wird aufgrund seiner chemischen Zusammensetzung in vier (04) grundlegende Stahlsorten eingeteilt:

1. Kohlenstoffstahl
2. Edelstahl
3. Legierter Stahl
4. Werkzeugstahl

1. Kohlenstoffstahl

Kohlenstoffstahl ist ein Stahl mit einem Kohlenstoffgehalt von etwa 0,05 bis 2,1 Gewichtsprozent.

Kohlenstoffstahl ist der am häufigsten verwendete Stahl in der Industrie und macht mehr als 90 % der gesamten Stahlproduktion aus. Kohlenstoffstähle werden basierend auf ihrem Kohlenstoffgehalt weiter in drei Gruppen eingeteilt.

• Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt/Baustahl
• Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt
• Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt

2. Edelstahl

Edelstähle sind Eisen(Fe)-Legierungen, die etwa 12 % und mehr Kohlenstoff enthalten.

Rostfreie Stähle sind die Stahlsorten, die 10,5 Prozent Chrom (Minimum) enthalten. Aufgrund der Bildung einer sehr dünnen Cr2O3-Schicht auf seiner Oberfläche hat Edelstahl korrosionsbeständige Eigenschaften. Diese Schicht wird auch als Passivschicht bezeichnet. Eine Erhöhung der Chrommenge verbessert die Korrosionsbeständigkeit des Materials noch mehr. Zusätzlich zu Chrom werden Nickel und Molybdän hinzugefügt, um die gewünschten (oder verbesserten) Eigenschaften bereitzustellen. Kohlenstoff, Silizium und Mangan sind ebenfalls in unterschiedlichen Mengen in Edelstahl vorhanden.

Klassifizierung von Edelstählen

1. Ferritische Edelstähle
2. Martensitische rostfreie Stähle
3. Austenitische rostfreie Stähle
4. Duplex-Edelstähle
5. Ausscheidungshärtende (PH) Edelstähle

1. Ferritischer Edelstahl :- Ferritische Stähle sind Eisen-Chrom-Legierungen mit kubisch-raumzentrierter Kristallstruktur (BCC). Diese sind im Allgemeinen magnetisch und können durch Wärmebehandlung nicht gehärtet, aber durch Kaltverformung verstärkt werden.

2. Austenitischer Edelstahl:- Austenitische Stähle sind am korrosionsbeständigsten. Es ist nicht magnetisch und kann nicht erhitzt werden. Austenitische Stähle sind im Allgemeinen sehr gut schweißbar.

3. Martensitischer Edelstahl:- Martensitische Edelstähle sind extrem zäh und fest, aber nicht so korrosionsbeständig wie die beiden anderen Klassen. Diese Stähle sind bearbeitbar, magnetisch und wärmebehandelbar.

4. Duplex-Edelstähle:- Duplex-Edelstahl hat eine zweiphasige Mikrostruktur, die aus ferritischen und austenitischen Edelstahlkörnern (d. h. Ferrit + Austenit) besteht. Duplexstähle haben etwa die doppelte Festigkeit von austenitischen oder ferritischen Edelstählen.

5. Ausscheidungshärtende (PH) Edelstähle: Ausscheidungshärtung (PH) Aufgrund der Ausscheidungshärtung haben Edelstähle eine extrem hohe Festigkeit.

3. Legierter Stahl

Aus legiertem Stahl werden unterschiedliche Anteile von Legierungselementen verwendet, um unter anderem gewünschte (verbesserte) Eigenschaften wie Schweißbarkeit, Duktilität, Bearbeitbarkeit, Festigkeit, Härtbarkeit und Korrosionsbeständigkeit zu erreichen. Im Folgenden sind einige der häufigsten Legierungselemente und ihre Auswirkungen aufgeführt:

Mangan – Erhöht die Festigkeit und Härte bei gleichzeitiger Verringerung der Duktilität und Schweißbarkeit.

Silizium wird als Desoxidationsmittel bei der Stahlherstellung verwendet.

Phosphor erhöht die Stahlfestigkeit und -härte und verringert gleichzeitig die Duktilität und Kerbschlagzähigkeit.

Schwefel – Reduziert Duktilität, Kerbschlagzähigkeit und Schweißbarkeit. Als Sulfid-Einschlüsse gefunden.

Kupfer – verbesserte Korrosionsbeständigkeit

Nickel verbessert die Härtbarkeit und Schlagzähigkeit von Stählen.

Molybdän – Erhöht die Härtbarkeit und Kriechfestigkeit von niedriglegierten Stählen.

4. Werkzeugstahl

Werkzeugstähle haben einen hohen Kohlenstoffgehalt (0,5 Prozent bis 1,5 Prozent). Höherer Kohlenstoffgehalt führt zu größerer 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 zu verbessern. Dies macht Werkzeugstähle ideal für den Einsatz als Schneid- und Bohrwerkzeuge.

Stahlbestandteile

Stahl ist eine Eisen-Kohlenstoff-Legierung. Es kann Spuren von Silizium, Phosphor, Schwefel und Sauerstoff enthalten.

Stahl hat einen Kohlenstoffgehalt von 0,08 bis 1,5 Prozent. Dadurch ist es härter als Schmiedeeisen, aber weniger spröde als Gusseisen. Stahl hat eine ausgeprägte Kombination aus Härte, Flexibilität und Zugfestigkeit. Es ist langlebiger und behält eine schärfere Kante als weicheres Schmiedeeisen. Gleichzeitig ist es stoß- und zugfester als spröder Guss.

Die Eigenschaften von Stahl sind in erster Linie vom Kohlenstoffgehalt und zu einem großen Teil von Silizium, Mangan, Schwefel und Phosphor abhängig. Daher ist ein Verständnis der Wirkung jedes der chemischen Elemente auf die Eigenschaften von Stahl bei der Auswahl von Stahl für bestimmte Zwecke erforderlich. Die Bestandteile von Stahl sind wie folgt:

Kohlenstoff

Kohlenstoff erhöht die Festigkeit, Elastizität (bestimmt durch die Streckgrenze) und Härte und senkt die Duktilität (gekennzeichnet durch Dehnung) und Schlagzähigkeit. Eine wichtige Tatsache ist, dass der Stahl über 0,3 Prozent Kohlenstoff durch Erhitzen und Abschrecken in Wasser oder Öl gehärtet werden kann.

Silizium

Silizium im fertigen Stahl reicht normalerweise von 0,05 bis 0,30 Prozent. Silizium wird in Kohlenstoffstähle gegeben, um zu verhindern, dass sie porös werden. Es wirkt als sehr gutes Desoxidationsmittel und entfernt die Gase und Oxide, verhindert Lunker und macht dadurch den Stahl zäher und härter.

Mangan

Mangan dient auch als wertvolles Desoxidations- und Reinigungsmittel. Mangan verbindet sich auch mit Schwefel und verringert dadurch die schädliche Wirkung dieses im Stahl verbleibenden Elements. Bei der Verwendung in gewöhnlichen Stählen mit niedrigem Kohlenstoffgehalt macht Mangan das Metall duktil und weist gute Biegeeigenschaften auf. Der Mangangehalt von Kohlenstoffstahl beträgt normalerweise weniger als 1,00 % und liegt üblicherweise zwischen 0,30 und 1,00 %.

Schwefel

Schwefel kommt in Stahl entweder als Eisensulfid oder als Mangansulfid vor. Tronsulfid erzeugt aufgrund seines niedrigen Schmelzpunktes Rotbrüchigkeit, d. h. erhöhte Sprödigkeit bei erhöhten Temperaturen, während Mangansulfid nicht so stark wirkt. Daher ist Mangansulfid in Stahl weniger zu beanstanden als Eisensulfid. Das Vorhandensein einer beträchtlichen Menge Schwefel (Schwefeleinschlüsse) in Stahl wirkt sich nachteilig auf andere Eigenschaften des Stahls aus, z. B. Zugfestigkeit, Streckgrenze, Ermüdungsgrenze usw., und verringert seine Korrosionsbeständigkeit.

Phosphor

Phosphor verleiht Kaltbrüchigkeit, d. h. hohe Sprödigkeit bei normalen und insbesondere bei niedrigen Temperaturen. Es erhöht die Zugfestigkeit, verringert aber gleichzeitig die Schlagzähigkeit und die Duktilität. Bei einem Phosphorgehalt von etwas über 0,2 Prozent hat die Schlagzähigkeit einen Nullwert. Die Versprödungswirkung von Phosphor nimmt mit steigendem Kohlenstoffgehalt von Stahl zu. Die Summe aus Kohlenstoff und Phosphor übersteigt in der Regel 0,25 Prozent nicht. Werkzeugstähle bester Qualität enthalten nicht mehr als 0,02 Prozent.

Der Gehalt an Schwefel und Phosphor ist wegen ihrer schädlichen Wirkung auf die Qualität des Stahls streng begrenzt.

Was enthält Edelstahl?

Edelstähle enthalten mindestens 10,5 % Chrom, weniger als 1,2 % Kohlenstoff und andere Legierungselemente. Rostfreie Stähle sind korrosionsbeständig und ihre mechanischen Eigenschaften können durch Zugabe anderer Elemente wie Nickel, Molybdän, Titan, Niob, Mangan usw. weiter verbessert werden.

Wovon enthält Edelstahl 10 %?

Edelstähle sind die Stahlsorten, die 10,5 enthalten Prozent Chrom (Minimum).

Enthält Edelstahl Kupfer?

Kupfer kommt häufig als Restelement in Edelstahl vor. Es wird jedoch einigen Legierungen zugesetzt, um Ausscheidungshärtungseigenschaften bereitzustellen oder die Korrosionsbeständigkeit zu verbessern, insbesondere unter Meerwasser- und Schwefelsäurebedingungen.

Was ist die stärkste Stahlsorte?

Wolfram hat die höchste Zugfestigkeit aus reinem Metall mit einer Zugfestigkeit von bis zu 500.000 Pfund pro Quadratzoll bei Raumtemperatur. Es besitzt auch bei Temperaturen über 1.500 °C höchste Zugfestigkeit. Wolframmetall hingegen ist spröde, was es in seiner reinen Form weniger nützlich macht.

Welche Stahlsorte ist die beste?

Edelstahl 304 ist aufgrund seiner hervorragenden Korrosionsbeständigkeit und seines hohen Wertes die weltweit am häufigsten verwendete Edelstahlsorte. 304 ist in der Lage, den meisten oxidierenden Säuren zu widerstehen. Aufgrund seiner Haltbarkeit ist 304 leicht zu desinfizieren, wodurch es sich hervorragend für Küchen- und kulinarische Anwendungen eignet.

Wir haben versucht, alle Details über Stähle abzudecken, die verschiedene Stahlarten umfassen , Bestandteile von Stählen und einige der häufig gestellten Fragen wie, was Edelstahl enthält usw. Ich hoffe, Ihnen hat dieser Artikel gefallen. Bitte geben Sie Ihr Feedback in den Kommentaren unten ab.