Was sind die Arten und Eigenschaften von Stählen?

Verschiedene Stahllegierungen haben unterschiedliche Eigenschaften und Anwendungen.

Verschiedene Stahlarten werden entsprechend den für ihre Anwendung erforderlichen mechanischen und physikalischen Eigenschaften hergestellt. Verschiedene Klassifizierungssysteme werden verwendet, um Stähle auf der Grundlage dieser Eigenschaften zu unterscheiden, die unter anderem Dichte, Elastizität, Schmelzpunkt, Wärmeleitfähigkeit, Festigkeit und Härte umfassen. Um verschiedene Stähle herzustellen, variieren die Hersteller die Art und Menge der Legierungsmetalle, den Herstellungsprozess und die Art und Weise, in der die Stähle bearbeitet werden, um bestimmte Produkte herzustellen.

Laut dem American Iron and Steel Institute (AISI) können Stähle anhand ihrer chemischen Zusammensetzung grob in vier Gruppen eingeteilt werden:

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

Eigenschaften von Kohlenstoffstahl

Kohlenstoffstähle sind Legierungen aus einer Kombination von Eisen und Kohlenstoff. Durch Variation des Kohlenstoffanteils ist es möglich, Stahl mit einer Vielzahl unterschiedlicher Qualitäten herzustellen. Im Allgemeinen ist der Stahl umso stärker und spröder, je höher der Kohlenstoffgehalt ist.

Kohlenstoffarmester Stahl wird manchmal "Schmiedeeisen" genannt. Es ist leicht zu bearbeiten und kann für dekorative Produkte wie Fechten oder Laternen verwendet werden. Mittlerer Kohlenstoffstahl ist sehr stark und wird oft für große Strukturen wie Brücken verwendet. Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt wird hauptsächlich für Drähte verwendet. Ultra-High-Carbon-Stahl, auch "Gusseisen" genannt, wird für Töpfe und andere Gegenstände verwendet. Obwohl es ein sehr harter Stahl ist, ist es auch ziemlich brüchig.

Eigenschaften von legierten Stählen

Legierte Stähle werden so genannt, weil sie mit einem kleinen Prozentsatz eines oder mehrerer Metalle neben Eisen hergestellt werden. Die Zugabe von Legierungen verändert die Eigenschaften von Stählen. Zum Beispiel produziert Stahl aus Eisen, Chrom und Nickel rostfreien Stahl. Die Zugabe von Aluminium kann den Stahl einheitlicher machen.

Stahl mit zugesetztem Mangan wird außergewöhnlich hart und stark.

Eigenschaften von Edelstahl

Nichtrostende Stähle enthalten zwischen 10-20% Chrom, wodurch der Stahl extrem korrosionsbeständig (rostfrei) ist. Wenn ein Stahl über 11% Chrom enthält, ist er etwa 200 mal korrosionsbeständiger als Stähle, die kein Chrom enthalten. Es gibt drei Gruppen von rostfreien Stählen:

• Austenitische Stähle, die sehr hoch an Chrom sind, enthalten auch geringe Mengen an Nickel und Kohlenstoff. Diese werden sehr häufig für die Lebensmittelverarbeitung und Rohrleitungen verwendet. Sie werden zum Teil geschätzt, weil sie nicht magnetisch sind.
• Ferritische Stähle enthalten etwa 15% Chrom, aber nur Spuren von Kohlenstoff und Metalllegierungen wie Molybdän, Aluminium oder Titan. Diese Stähle sind magnetisch, sehr hart und stark und können durch Kaltbearbeitung weiter verstärkt werden.
• Martensitische Stähle enthalten mäßige Mengen an Chrom, Nickel und Kohlenstoff. Sie sind magnetisch und wärmebehandelbar. Martensitische Stähle werden oft für Schneidwerkzeuge wie Messer und chirurgische Ausrüstung verwendet.

Eigenschaften von Werkzeugstählen

Werkzeugstähle sind langlebige, hitzebeständige Metalle, die Wolfram, Molybdän, Kobalt und Vanadium enthalten. Sie werden, nicht überraschend, verwendet, um Werkzeuge wie Bohrer zu machen.

Es gibt eine Vielzahl verschiedener Arten von Werkzeugstählen, die unterschiedliche Mengen verschiedener Legierungsmetalle enthalten.