Stahl ist eine Eisenlegierung. Sie besteht hauptsächlich aus Eisen in Verbindung mit einem oder mehreren Metallen. Durch diesen Prozess entsteht ein neues Material mit einzigartigen Merkmalen. Wenn Sie sich für Metallarten interessieren, lesen Sie den Artikel "Zwanzig verschiedene Arten von Metallen". Er enthält einfache Erklärungen und Bilder zu jedem Metall. Heute geht es um vier Stahlsorten, die häufig auf dem Markt zu finden sind.
Vier verschiedene Arten von Stahl
Experten unterteilen Stahl in vier Hauptkategorien, wobei zahlreiche Untergruppen verschiedene Funktionen erfüllen. Seine Eigenschaften variieren je nach den Elementen, die dem Eisen zugesetzt werden, und den Techniken, die zum Erhitzen und Abkühlen des Metalls verwendet werden. Kohlenstoffstähle, legierte Stähle, rostfreie Stähle und Werkzeugstähle sind die vier wichtigsten Stahlsorten.
Kohlenstoffstahl
Diese Stähle sind eine besondere Art von Stahl, die, wie der Name schon sagt, mehr Kohlenstoff enthält als andere Stahlsorten.
Die meisten Stähle haben einen niedrigen Kohlenstoffgehalt zwischen 0,05% und 0,3%. Kohlenstoffstahl hat einen Kohlenstoffgehalt von bis zu 2,5%. Der Kohlenstoffgehalt von 2,5% mag gering erscheinen, bringt aber viele attraktive Vorteile mit sich, die anderswo nicht zu finden sind.
Es gibt drei gängige Arten von Kohlenstoffstahl. Die Menge des Kohlenstoffs in der Stahlzusammensetzung kategorisiert diese Arten.
Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt enthält zwischen 0,04% und 0,30% Kohlenstoff. Dieser Stahl ist eine der häufigsten Arten von Kohlenstoffstahl. Er umfasst eine breite Palette von Formen, von flache Blätter zu Strukturbalken. Je nach den gewünschten Eigenschaften fügen wir weitere Komponenten hinzu oder erhöhen sie.
Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt: Diese Stahlsorte hat einen Kohlenstoffgehalt von 0,31% bis 0,60% und einen Mangangehalt von 0,06% bis 1,65%. Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt ist schwieriger zu formen, zu schweißen und zu schneiden als Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt. Zum Härten und Anlassen von Stählen mit mittlerem Kohlenstoffgehalt verwendet der Hersteller häufig das Verfahren der Wärmebehandlung.
Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt: Dieser Stahl wird oft als Kohlenstoff-Werkzeugstahl bezeichnet. Er hat in der Regel einen Kohlenstoffgehalt zwischen 0,61% und 1,50%. Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt ist schwer zu schneiden, zu biegen und zu schweißen. Nach einer Wärmebehandlung wird er sehr hart und spröde.
Anwendungen
Schiffbau, Draht, Autokarosserien und Haushaltswaren werden alle aus kohlenstoffarmem Stahl hergestellt. Durch Wärmebehandlung kann er nicht verändert werden, weshalb er in der Fertigung und bei Verkleidungen die Standardwahl ist. Schmiedeeisen ist Kohlenstoffstahl mit dem geringsten Kohlenstoffgehalt und wird für Zäune, Tore und Geländer verwendet. Diese Stähle sind haltbar, aber nicht zerbrechlich.
Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt ist leichter zu verarbeiten. Die Zugabe von geringen Mengen an Silizium und Mangan verbessert seine Qualität. Er wird auch als Weichstahl bezeichnet. Dieses Material wird standardmäßig für Gebäude, Brücken, Achsen, Zahnräder, Wellen, Eisenbahnen und Rohrleitungen verwendet. Man findet ihn auch in Kupplungen, Autos, Kühlschränken und Waschmaschinen.
Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt bietet eine höhere Zugfestigkeit. Er wird für die Herstellung von Schneidwerkzeugen, Klingen, Stempeln, Matrizen, Federn und hochfestem Draht verwendet.
Legierter Stahl
Molybdän, Mangan, Nickel, Chrom, Vanadium, Silizium und Bor werden zu legiertem Stahl verarbeitet. Legierungselemente erhöhen die Festigkeit, Härte, Verschleißfestigkeit und Zähigkeit des Metalls.
Der Anteil der Legierungselemente kann zwischen 1 und 50% liegen. Es gibt jedoch in der Regel zwei Arten von legierten Stählen: niedrig legierte Stähle und hoch legierte Stähle. Andere legierte Standardstähle sind hochfester niedrig legierter Stahl (HSLA) und martensitaushärtender Stahl.
Niedrig legierter Stahl: Dieser niedrig legierte Stahl umfasst die Chrom-Molybdän-Reihe. Er enthält auch Elemente wie Vanadium, Niob und Titan. Sie sorgen oft für kriechfeste Stahleigenschaften.
Hochlegierter Stahl: Hochlegierter Stahl ist eine Eisenlegierung mit einem Chromgehalt von 10,5%. Die Legierungskombination in hochlegiertem Stahl beträgt ebenfalls mehr als 10%. Die latente Schicht ist eine dünne Oxidschicht, die sich durch Chrom auf der Stahloberfläche bildet. Er ist etwas teurer als niedrig legierter Stahl.
Hochfester niedrig legierter Stahl (HSLA): HSLA oder hochfester niedrig legierter Stahl wird auch als mikrolegierter Stahl bezeichnet. Hochfester, niedrig legierter Stahl (HSLA-Stahl) ist zäher als normaler Kohlenstoffstahl. Außerdem ist er besser korrosionsbeständig.
Martensitaushärtender Stahl: Martensitische Stähle mit niedrigem Kohlenstoffgehalt verwenden Substitutionslegierungselemente, um eine Ausscheidungshärtung zu erreichen. Wissenschaftler haben mehrere Stahlbleche gefunden, die bei niedrigem Kohlenstoffgehalt eine hohe Festigkeit erreichen. Ein Beispiel ist martensitischer, ausscheidungsgehärteter Edelstahl.
Anwendungen
Energierohre bestehen hauptsächlich aus legiertem Stahl. Dieses Material ist stärker und haltbarer als jedes andere. Es eignet sich auch für die Herstellung von Heizteilen für Toaster, Besteck, Töpfe, Pfannen und Behälter, die korrosionsbeständig sind.
Rostfreier Stahl
Dieser Stahl ist eine Kategorie von Eisenlegierungen mit mindestens 11% Chrom, einer Zusammensetzung, die korrosionsbeständig und hitzebeständig ist.
Nichtrostender Stahl enthält mehrere Komponenten, darunter:
Kohlenstoff
Stickstoff
Aluminium
Silizium
Schwefel
Titan
Nickel
Kupfer
Selen
Niobium
Molybdän
Diese Elemente treten in verschiedenen Formen auf.
Edelstahl bietet Vorteile für die Umwelt und hat ein attraktives Aussehen. Er ist hygienisch, einfach zu pflegen und sehr langlebig. Außerdem bietet er viele Funktionen. Daher kann rostfreier Stahl in einer Vielzahl von Alltagsprodukten verwendet werden. Transport, Bauwesen, Forschung, Medizin, Lebensmittel und Logistik sind Schlüsselindustrien. Sie alle haben einen großen Einfluss.
Austenitischer rostfreier Stahl: Diese Art von rostfreiem Stahl zeichnet sich durch zwei Merkmale aus. Zunächst einmal enthält austenitischer nicht rostender Stahl eine erhebliche Menge an Chrom. Dieses Material verbessert die Korrosionsbeständigkeit. Zweitens sind diese Gegenstände normalerweise nicht magnetisch. Durch ein Kaltverformungsverfahren können sie jedoch magnetisch werden. Im Folgenden sind die gängigsten Edelstahllegierungen aufgeführt.
Ferritischer rostfreier Stahl: Diese Art von rostfreiem Stahl ist die zweithäufigste Legierung und ist magnetisch. Die Werkstoffe dieser Legierung sind durch Kaltumformung härtbar und aufgrund des geringeren Nickelgehalts preiswerter als andere Typen.
Martensitischer rostfreier Stahl: Diese Legierung ist die am wenigsten verbreitete Art von rostfreiem Stahl. Martensitischer rostfreier Stahl eignet sich hervorragend für Aufgaben, die eine hohe Festigkeit oder Schlagzähigkeit erfordern. Dieses Material hat oft eine schützende Polymerbeschichtung, um die Korrosionsbeständigkeit zu verbessern.
Anmeldung
Der Hersteller verwendet häufig rostfreien Stahl aufgrund seiner einzigartigen Eigenschaften und seiner Korrosionsbeständigkeit. Coils, Bleche, Platten, Stangen, Draht und Rohre werden aus dieser Legierung hergestellt. Sie wird in der Regel für die folgenden Anwendungen verwendet.
Edelstahl ist in verschiedenen Bereichen beliebt, wie z. B.:
Automobile und Transport
Medizinische Einrichtungen
Bauwesen
Konstruktion des Flugzeugs
Lebensmittel und Catering
Seine Vielseitigkeit macht ihn zur ersten Wahl.
Werkzeugstahl
Die Hersteller bezeichnen die verschiedenen Kohlenstoff- und legierten Stähle, die in der Werkzeugherstellung verwendet werden, häufig als Werkzeugstahl. Der Stahl, der für Verbraucherprodukte verwendet wird, ist von unterschiedlicher Qualität, und die Produktion findet in kleinerem Maßstab statt. Qualitätssicherungskontrollen stellen sicher, dass eine bestimmte Werkzeugstahlsorte ihre Aufgabe, z. B. das Bearbeiten oder Lochen, erfüllen kann.
Arten von Werkzeugstahl
Wasserhärtender Werkzeugstahl: Dies sind einfache Kohlenstoff-Werkzeugstähle mit einem Kohlenstoffgehalt zwischen 0,60 und 1,40%. Folglich sind diese Werkzeugstähle die billigsten. Die Eigenhärtbarkeit dieser Stähle ist gering. In Wasser werden Profile mit einer Dicke von weniger als 8 mm durchgehärtet.
Schockresistenter Werkzeugstahl: Diese Art von Stahl zeichnet sich durch seine Zähigkeit aus. Er kann wiederholte Schläge gut verkraften. Daher ist die Aufrechterhaltung des Kohlenstoffgehalts dieser Stähle niedrig und liegt zwischen 0,45% und 0,60%, obwohl sie eine hohe Verschleißfestigkeit aufweisen. Silizium, Chrom und Wolfram sind die wichtigsten Legierungselemente.
Formstahl: Wie der Name schon sagt, ist Formenstahl für die Herstellung von Kunststoffformen bekannt. Die Stähle müssen sowohl extremem Druck als auch der abrasiven Wirkung von Formpulvern standhalten. Daher müssen die Oberflächen der Formen hart sein, um der abrasiven Wirkung zu widerstehen. Die Kerne der Formen müssen stark sein, um den Belastungen während des Kompressionszyklus standzuhalten. Die Oberflächen der Formen sollten ein hohes Maß an Oberflächengüte aufweisen, um den geformten Waren ein hervorragendes Oberflächenfinish zu verleihen.
Kaltverformbare Werkzeugstähle: Die bedeutendste Gruppe der Werkzeugstähle ist diese Gruppe. Der Großteil der Werkzeuganwendungen fällt in diese Kategorie, und folglich wird hier auch die größte Tonnage erzeugt. Wie der Name schon sagt, verwenden die Hersteller diese Stähle zur Herstellung von Werkzeugen für die Kaltumformung, die 200 °C nicht überschreiten.
Warmarbeitsstähle: Diese Stähle sind ideal für die Metallumformung bei hohen Temperaturen.
Sie sind gut geeignet für:
Heißprägen
Piercing
Schmieden
Zeichnung
Extrusion
Aufregung
Gesenkschmieden
Druckgießen
Dies gilt für Aluminium- und Kupferlegierungen. Sie werden in einem Temperaturbereich von 200 °C bis 800 °C eingesetzt.
Anwendungen
Werkzeugstähle werden für eine Vielzahl von Aufgaben verwendet. Dazu gehören:
Umformen, Stanzen und Schneiden von Kunststoffen und Metallen.
Das Extrudieren von Kunststoffteilen, wie z. B. Kunststofffensterrahmen und -rohre, ist ein gängiges Herstellungsverfahren.
Stanzen von Computerteilen aus Metallblechen.
Schneiden von Stahlbändern in Streifen.
Die Herstellung von Matrizen für die Verdichtung von Metallpulver zu Formen, wie z. B. Zahnrädern, ist unerlässlich.
Zusammenfassung
Stahl ist ein Metall, das eine Mischung aus Eisen und anderen Materialien ist. Die meisten Unternehmen sind auf der Suche nach Stahl für ihre spezifischen Märkte. In diesem Fall entspricht eine Stahlsorte nicht den Anforderungen an das Produkt.
Unsere Struktur und unsere Produktionsmethoden lassen verschiedene Stahlsorten in unserer Industrie zu. Diese vier Stahlsorten sind in jeder Industrie üblich.
Zum besseren Verständnis haben wir alle Unterkategorien der einzelnen Arten aufgeführt. Wir hoffen, dass diese Informationen Ihnen bei Ihrer Untersuchung helfen werden. Dieser Artikel wird Ihnen helfen zu verstehen, wonach Sie für Ihr nächstes Projekt suchen.