ISO9001: 2015 Was ist neu?
Spezialstähle sind Kohlenstoffstähle, die durch Legierung mit anderen Metallen ihre Eigenschaften verbessern.
In der Zusammensetzung der Spezialstähle kommen neben Kohlenstoff, Mangan und Silizium auch andere chemische Elemente vor, sowohl als kleiner als auch als großer Prozentsatz, die dem Stahl gewisse physikalisch-chemische Eigenschaften verleihen, die für seine spätere Verwendung äußerst wichtig sein können.
Der Einfluss der Komponenten in den Spezialstählen
– Aluminium (Al): Wirkt in kleinen Mengen wie ein Desoxidator für den geschmolzenen Stahl und verfeinert die Größe des austenitischen Korns: die Größe der Kristalle, aus denen der Stahl bei Austenitisierungs-Temperaturen besteht.
Die Korngröße des Stahls wird mit 1 für das gröbste Korn und mit 8 für das feinste Korn angegeben. Qualitativ hochwertiger Stahl muss mindestens die Korngröße 6 besitzen. Es ist ein Legierungselement bei Nitrierstählen.
– Schwefel (S): Stellt normalerweise eine Verunreinigung dar und kommt nur in geringen Mengen vor. Manchmal wird Schwefel jedoch absichtlich in großen Mengen (0,06–0,3 %) hinzugefügt, um die Bearbeitbarkeit der legierten Stähle und des Kohlenstoffstahls zu verbessern.
– Bor (B): In vernachlässigbar geringen Mengen hinzugefügt erhöht es beträchtlich die Härtbarkeit des Stahls und unter gewissen Bedingungen die Härte des rostfreien Stahls.
– Kohlenstoff (C): Ist ein Bestandteil des Stahls, der bei höheren Prozentsätzen die Festigkeit, Streckgrenze und Härte erhöht. Er verringert die Plastizität und Verformbarkeit.
– Zirkonium (Zr): Dient der Desoxidierung und Verfeinerung des Korns. Verbessert die Tiefzieh-Eigenschaften.
– Kobalt (Co): Verringert die Härtetiefe. Erhöht die Korrosions- und Verschleißfestigkeit. Verleiht höhere Zugfestigkeit und Streckgrenze.
– Kupfer (Cu): Verbessert deutlich die Korrosionsbeständigkeit an der Atmosphäre. Beim Schmieden und Walzen wird der Stahl jedoch dadurch spröder, aus diesem Grund wird es nicht als Legierungselement hinzugefügt. Bei Gussteilen, die nicht mehr warmbearbeitet werden, wird es hinzugefügt, um die Härte zu erhöhen. Diese Erhöhung der Härte ist unter dem Namen Sekundär-Härtung bekannt.
– Chrom (Cr): Erhöht die Härtetiefe und verbessert die Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit. Bei höheren Temperaturen verbessert sich auch die mechanische Festigkeit. Es hemmt das Kornwachstum.
– Phosphor (P): Ist einer der Giftstoffe des Stahls. Stahl hoher Güte darf nicht mehr als 0,03 % davon enthalten. Es erhöht die Festigkeit und Härte der kohlenstoffarmen Stähle, verbessert geringfügig die Korrosionsbeständigkeit, erleichtert die Bearbeitbarkeit (die Fähigkeit, durch Schnitte bearbeitet zu werden) und verringert die Zähigkeit.
– Wasserstoff (H): Ist ein schädliches Element. Macht den Stahl spröde.
– Mangan (Mn): Ist in allen Stählen eines der Grundelemente. Wirkt als Desoxidator und neutralisiert auch die schädlichen Auswirkungen des Schwefels, da es Walzen, Gießen und andere Bearbeitungsmethoden im warmen Zustand verbessert. Außerdem erhöht es die Eindringtiefe beim Härten und trägt zu seiner Widerstandsfähigkeit und Härte bei. In höheren Mengen verbessert es auch die Verschleißfestigkeit.
– Molybdän (Mo): Durch die Erhöhung der Härtetiefe verbessert es die Eigenschaften der thermischen Bearbeitung. Es erhöht außerdem die Härte und Festigkeit bei hohen Temperaturen. Es wirkt der Zerbrechlichkeit beim Anlassen entgegen.
– Niob (Nb): Verfeinert die Körner des Stahls. Erhöht die Elastizität bei tiefen Temperaturen. Erhöht bei kohlenstoffarmen Stählen die Festigkeit und Streckgrenze.
– Nickel (Ni): Erhöht die Festigkeit nicht gehärteter Stähle und verleiht ihnen Zähigkeit, insbesondere bei tiefen Temperaturen. Verbessert die Korrosionsbeständigkeit. Bei gemeinsamer Verwendung mit Chrom erhöht es die Härte und Verschleißfestigkeit. Es hemmt das Chromwachstum des Stahls, wenn dieser erwärmt wird.
– Stickstoff (N): Steuert das Kornwachstum. Erhöht die Härtbarkeit und Festigkeit einiger rostfreier Stähle.
– Sauerstoff (O): Ist ein schädliches Element. Erhöht die Sprödigkeit des Stahls und verringert die Stoßfestigkeit.
– Blei (Pb): Durch Hinzufügen von Blei wird die Verarbeitbarkeit verbessert.
– Silizium (Si): Wird als Desoxidator verwendet und verbessert die Härtbarkeit (die Tiefe, bis zu der ein Stahl gehärtet werden kann) der Stähle mit ungünstigen Elementen. Erhöht die Festigkeit kohlenstoffarmer Stähle.
– Tellur (Te): Wenn es in geringen Mengen mit Stahl legiert wird, verbessert es ebenfalls seine Bearbeitbarkeit.
– Titan (Ti): Wird als Desoxidator eingesetzt, und um das Kornwachstum zu hemmen. Es erhöht außerdem die Festigkeit bei hohen Temperaturen. Es verhindert den Verlust des Chroms in bestimmten Bereichen der rostfreien Stähle während länger andauernder Erhitzungsvorgänge.
– Vanadium (V): In geringen Mengen in der Größenordnung von maximal 0,1–0,12 % erhöht es die Härtbarkeit und verfeinert das Korn des Stahls. Es erhöht die Schlagfestigkeit (Widerstandsfähigkeit gegen Brüche durch Schläge) und die Dauerfestigkeit. Es verbessert die Festigkeit kohlenstoffarmer Stähle.
– Wolfram (W): Wird in vielen legierten Werkzeugstählen verwendet, da es ihnen eine hohe Verschleißfestigkeit und Härte bei hohen Temperaturen verleiht. Verbessert die Härte des Stahls bei hohen Temperaturen.
Die chemischen Elemente Phosphor, Schwefel, Sauerstoff, Stickstoff und Wasserstoff können während des Schmelzvorgangs verringert werden.
Kupfer, Arsen, Antimon und Zinn sind Bestandteile des Schrotts und können während des Schmelzvorgangs nicht entfernt werden. Die einzige Abhilfe gegen diese Elemente besteht darin, den Schrott gewissenhaft auszumustern und gebrauchte Materialien zu verwenden.
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Written by Arantza Pino
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