Stahl
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Einordnung: Werkstoff | Baustoff | Legierung
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Dieser Artikel behandelt den Werkstoff Stahl. FĂŒr weitere Bedeutungen siehe Stahl (BegriffsklĂ€rung).
Stahl bezeichtet alle metallischen Legierungen, deren Hauptbestandteil Eisen ist und die durch Schmieden oder Walzen plastisch umformbar sind.
Definition
Nach der klassischen Definition ist Stahl eine Eisen-Kohlenstoff-Legierung, die weniger als 2,06 % (Masse) Kohlenstoff enthĂ€lt. Dieser Definition folgt auch die DIN EN 10020, nach der StĂ€hle "Werkstoffe, deren Massenanteil an Eisen gröĂer ist als der jedes anderen Elements, dessen Kohlenstoffgehalt im allgemeinen kleiner als 2 Gew.-% C" sind. Bei höheren Anteilen von Kohlenstoff spricht man von Gusseisen, hier liegt der Kohlenstoff in Form von Graphit oder Zementit vor. GegenwĂ€rtig gibt es aber einige Gruppen von StĂ€hlen, in denen Kohlenstoff kein Legierungsbestandteil mehr ist. Ein Beispiel dafĂŒr sind IF-StĂ€hle, in deren Eisenmatrix kein Kohlenstoff interstitiell eingelagert ist. GegenwĂ€rtig werden unter StĂ€hlen eisenbasierte Legierungen verstanden, die plastisch umgeformt werden können.
Eigenschaften
StĂ€hle sind die am meisten verwendeten metallischen Werkstoffe. Durch Legieren mit Kohlenstoff und anderen Elementen in Kombination mit WĂ€rme- und thermomechanischer Behandlung (gleichzeitige thermischer Behandlung mit plastischer Umformung) können die Eigenschaften von Stahl fĂŒr einen breiten Anwendungsbereich angepasst werden. Der Stahl kann zum Beispiel sehr weich und dafĂŒr ausgezeichnet verformbar hergestellt werden, wie etwa das WeiĂblech der GetrĂ€nkedosen. DemgegenĂŒber kann er sehr hart und dafĂŒr spröde hergestellt werden, wie z. B. martensitische StĂ€hle fĂŒr Messer. Moderne Entwicklungen zielen darauf, den Stahl gleichzeitig fest und duktil (verformbar) herzustellen, als ein Beitrag fĂŒr den Leichtbau von Maschinen.
Das wichtigste Legierungselement im Stahl ist Kohlenstoff. Er liegt entweder atomar oder als Verbindung (Zementit=Fe3C) vor. Die Bedeutung von Kohlenstoff im Stahl ergibt sich aus seinem Einfluss auf die Stahleigenschaften und Phasenumwandlungen. Im Allgemeinen wird Stahl mit höherem Kohlenstoffanteil fester, aber auch spröder. Durch Legieren mit Kohlenstoff entstehen in AbhĂ€ngigkeit von der Konzentration und der Umgebungstemperatur unterschiedliche allotrope Phasen, Austenit, Ferrit, Perlit, Ledeburit und Zementit. Durch beschleunigtes AbkĂŒhlen von Austenit, in dem Kohlenstoff gelöst ist, können die weiteren Phasen Sorbit, Troostit, Bainit und Martensit entstehen (siehe auch HĂ€rten).
Die Kristallitstruktur von Stahl kann mit dem Eisen-Kohlenstoff-Diagramm beschrieben werden.
Stahlherstellung
Hochofenroute
Stahl kann entweder aus Eisenerz oder aus Schrott hergestellt werden.
Die Stahlherstellung aus Eisenerz erfolgt gegenwĂ€rtig ĂŒblicherweise mit einem Hochofen. Das Eisenerz wird zunĂ€chst gesintert, um eine geeignete StĂŒckigkeit einzustellen. Der Sinter wird mit Kalk und Koks zum Möller vermischt und anschlieĂend in den Hochofen chargiert. Der Hochofen ist ein metallurgischer Reaktor, in dem im Gegenstrom die MöllersĂ€ule mit heiĂer Luft, dem so genannten Wind reagiert. Durch Verbrennen des Kohlenstoffs aus dem Koks entstehen die fĂŒr die Reaktion nötige WĂ€rme und Kohlenmonoxid, das die MöllersĂ€ule durchströmt und das Eisenoxid reduziert. Als Ergebnis entstehen Roheisen und Schlacke, die periodisch abgestochen werden.
Da das Roheisen sehr viel Kohlenstoff enthĂ€lt, muss es einen weiteren Prozessschritt durchlaufen. Durch Aufblasen von Sauerstoff, dem so genannten Frischen, wird der Kohlenstoff oxidiert und es entsteht flĂŒssiger Stahl. Nach dem Zulegieren der gewĂŒnschten Elemente wird er im Strang oder in der Kokille zu Halbzeug vergossen. Das VergieĂen bedarf besonderer Techniken, man unterscheidet zwischen beruhigt und unberuhigt vergossenen StĂ€hlen (unter Beruhigen versteht man das Binden des in der Schmelze gelösten Sauerstoffs durch Zulegieren von Aluminium oder Silizium). Dies hat Einfluss auf im erkaltenden Stahl entstehende Seigerungen (Materialentmischungen, z. B. Schwefelablagerungen) oder Lunker (durch das Schwinden des Materials bedingte HohlrĂ€ume). Beide sind mit QualitĂ€tsverlusten verbunden.
Direktreduktion
Die Nachteile des Hochofens sind, dass hohe AnsprĂŒche an die Einsatzmaterialien gestellt werden und der AusstoĂ an Kohlendioxid. Der eingesetzte EisentrĂ€ger und der Koks mĂŒssen stĂŒckig und hart sein, so dass genĂŒgend HohlrĂ€ume in der MöllersĂ€ule bestehen bleiben, die das Durchströmen durch den eingeblasenen Wind gewĂ€hrleisten. Der CO2-AusstoĂ stellt eine hohe Umweltbelastung dar. Deshalb gibt es Bestrebungen, die Hochofenroute abzulösen. Bisher hat sich aber kein Verfahren gegenĂŒber dem Hochofen etablieren können. Zu nennen sind hier die Eisenschwamm- und Pelletsherstellung in Drehrohröfen sowie die Corex-, Midrex- und Finex-Verfahren.
Das Corex-Verfahren ist gegenwĂ€rtig am meisten verbreitet. Dieses Verfahren verwendet zwei GefĂ€Ăe, eins zum Reduzieren des Erzes und das zweite zum Vergasen der Kohle und Aufschmelzen des Eisens. Da keine hohe MöllersĂ€ule getragen werden muss, kann minderwertige Kohle verwendet werden. In den Konverter wird eine groĂe Menge Sauerstoff eingeblasen (ca. 1 t O2 je t Eisen) und es wird eine groĂe Menge CO-haltiges Corex-Gas frei, das weiterverwendet werden muss. Die RentabilitĂ€t des Verfahrens hĂ€ngt von den Kosten fĂŒr den Sauerstoff und von den ErtrĂ€gen durch die Verwertung des Corex-Gases ab. Diese Restriktionen bedingen gewöhnlich hohe Investitionen in der Peripherie, die die Integration des Verfahrens in gewachsene HĂŒttenwerke behindern.
Stahlherstellungsverfahren
Man kann zwischen so genannten Blasverfahren und Herdfrischverfahren unterscheiden.
In den Blasverfahren wird das Roheisen mit Sauerstoff oder Luft gefrischt. Der Oxidationsprozess, der den Kohlenstoffanteil senkt (das Frischen), liefert in diesen Verfahren genug WĂ€rme, um den Stahl flĂŒssig zu halten, eine externe WĂ€rmezufuhr ist in den Konvertern deshalb nicht notwendig. Die Blasverfahren kann man zusĂ€tzlich in Aufblasverfahren und Bodenblasverfahren unterteilen. Zu den Bodenblasverfahren gehören das Bessemerverfahren, das Thomasverfahren, die Rennfeuer und frĂŒhen Hochöfen. Das bekannteste Aufblasverfahren ist das LD Verfahren.
Bei den Herdfrischverfahren wird der zur Oxidation notwendige Sauerstoff dem zugesetzten Schrott und Erz entnommen. AuĂerdem muss Herdfrischkonvertern extern WĂ€rme zugefĂŒhrt werden. Die bekanntesten Herdfrischverfahren sind das Siemens-Martin-Verfahren und der Elektroofenprozess.
Historische Verfahren
Meteoreisen
UrsprĂŒnglich wurde das Eisen von Meteoriten verarbeitet.
Rennfeuer
Ca. 1500 Jahre vor unserer Zeitrechnung sind die ersten Rennfeuer entstanden. Diese sind Lehmöfen, in die Holzkohle und Eisenerz schichtweise eingebracht wurden. Im Rennofen entstehen Temperaturen zwischen etwa 1200 und 1300 °C, die das taube Gestein aufschmelzen und als Schlacke ablaufen lassen. Daher stammt auch der Name: Rennen von Rinnen. Das Eisen wird durch die Holzkohle reduziert. Es entsteht eine von Schlacketeilchen durchsetzte Luppe, die durch Schmieden weiterverarbeitet werden kann.
StĂŒck- oder Wolfsofen
Ab etwa dem 12. Jahrhundert wurden die Ăfen nicht mehr in die Erde sondern oberirdisch gebaut (VorlĂ€ufer der Hochöfen) und zusĂ€tzlich durch wassergetriebene BlasebĂ€lge mit Luft versorgt. Auch wurde der Stahl mit wassergetriebenen Hammerwerken bearbeitet.
Gussstahl
Das Roheisen wird im seit 1842 angewendeten Gussstahlverfahren zusammen mit Schrott geschmolzen. Der Sauerstoffanteil im Schrott frischt das Roheisen und verbessert somit die QualitÀt des Stahls.
Puddel-Verfahren
Im Jahre 1784 von Henry Cord in England erfundenen Puddel-Verfahren wird die schon zĂ€h werdende Roheisenmasse mit Stangen gewendet, so dass möglichst viel der OberflĂ€che mit der Umgebungsluft in BerĂŒhrung kommen kann. Durch diesen Sauerstoffkontakt wird das Roheisen gefrischt und so zu Stahl verarbeitet (siehe auch Eiffelturm).
Thomas- und Bessemerverfahren, DSN-Verfahren
Diese sind Konverterverfahren, bei denen durch BodendĂŒsen des Konverters Gase in die Roheisenschmelze gedrĂŒckt werden. Die Thomas- und Bessemerverfahren verwenden Luft, im DSN-Verfahren (Dampf-Sauerstoff-Neunkirchen) wird Sauerstoff zusammen mit Wasserdampf statt Luft eingesetzt. Das auch "saures Windfrischverfahren" genannte Bessemerverfahren wurde 1855 von Henry Bessemer entwickelt. Das Thomasverfahren (auch "basisches Windfrischverfahren" genannt und bekannt durch die Konverterform: die Thomasbirne) wurde 1878 von Percy Gilchrist und Sidney Thomas erfunden. Sie unterscheiden sich durch die Ausmauerung des Ofens, welche entweder sauer oder basisch wirkt und so verschiedene Eigenschaften aufweist (im Thomasverfahren eine Dolomit-Teer-Mischung).
OBM-Verfahren
Im OBM-Verfahren (Oxygen-Bottom-MaxhĂŒtte oder Oxygen-Bodenblas-Metallurgie-Verfahren) werden Sauerstoff und Butan oder Propan durch den Boden des Konverters eingeblasen. Mit der Stillegung der Neuen MaxhĂŒtte in Sulzbach-Rosenberg im Jahr 2003 ist der einzige OBM Konverter stillgelegt worden.
Aktuelle Verfahren
Linz-Donawitz-Verfahren
Im so genannten LD-Verfahren (benannt nach den Standorten der österreichischen Unternehmen VOEST und Alpine Montan, jetzt fusioniert zur VOEST-ALPINE STAHL AG, die dieses Verfahren entwickelten) wird durch eine Lanze Sauerstoff auf das Schmelzbad im Konverter geblasen, so werden unerwĂŒnschte Begleitstoffe oxidiert und können dann als Schlacke abgestochen werden. In den Konverter muss flĂŒssiges Roheisen chargiert werden, da das Verfahren die Einsatzstoffe nicht aufschmelzen kann. Durch Zugabe von Schrott und Erz kann der Roheiseneinsatz verringert und die Schmelze gekĂŒhlt werden. Der fertige Stahl wird durch Kippen des KonvertergefĂ€Ăes in Pfannen abgestochen. - In LD-Varianten kann z. B. gleichzeitig Sauerstoff oder auch anschlieĂend Argon durch BodendĂŒsen eingeleitet werden (LBE, Lance Bubbling Equilibrium) oder es wird zusammen mit dem Sauerstoff Kalkpulver eingeblasen (LD-AC-Verfahren).
Siemens-Martin-Verfahren
Dieses war von seiner Erfindung 1864 durch Friedrich Siemens und Wilhelm Siemens und seiner Umsetzung zusammen mit durch Emile Martin und Pierre Martin bis in die erste HĂ€lfte des 20. Jahrhunderts die bevorzugte Stahlherstellungsmethode. Der SM-Ofen besteht aus dem Oberofen, mit dem vom Gewölbe ĂŒberspanntem Schmelzraum und dem Unterofen. Im Oberofen wird Roheisen und/oder der Schrott chargiert. Im Unterofen sind die Regenerationskammern zur Luft- und GasvorwĂ€rmung untergebracht. Im Oberofen wird mit öl- oder gasbetriebenen Brennern der Schmelzraum beheizt. Die Reduktion des Kohlenstoffs (Frischen) erfolgt durch den SauerstoffĂŒberschuss der Brennerflamme oder durch Zugabe von Eisenerz. In westlichen LĂ€ndern wurde dieses Verfahren durch Sauerstoffblasverfahren verdrĂ€ngt. 1993 wurde in Brandenburg an der Havel der letzte deutsche SM-Ofen stillgelegt. Er ist heute als technisches Denkmal erhalten.
Elektrostahlverfahren
Durch Schmelzen im Lichtbogenofen kann aus Schrott und Eisenschwamm Stahl hergestellt werden. Durch den Lichtbogen wird der Ofeninhalt aufgeschmolzen. Den Sauerstoff bezieht dieses Verfahren aus der Umgebungsluft. ZusĂ€tzlich kann mit einer Lanze Sauerstoff auf die Schmelze geblasen werden. Dieses Verfahren wird vorwiegend in Ministahlwerken eingesetzt, die keine FlĂŒssigstrecke zum Herstellen von flĂŒssigem Roheisen benötigen. Dieses Verfahren wurde 1904 von Paul-Louis Heroult entwickelt.
Wirtschaftliche und historische Bedeutung
Der Werkstoff Stahl und die Steigerung seiner Produktion ging ĂŒber etwa 130 Jahre direkt einher mit der weltwirtschaftlichen Entwicklung bis in die Gegenwart. In manchen Wirtschaftsbereichen (z. B. Schiffbau) stellte die Stahlproduktion die einzige Wachstumsgrenze dar. Die technisch-industrielle Revolution der zweiten HĂ€lfte des 19. Jahrhunderts und die enorme Steigerung der Stahlproduktion bedingten sich gegenseitig. Der Pariser Eiffelturm symbolisiert als gewaltige Stahlkonstruktion diesen Zeitabschnitt. Die Stahlproduktion einer Volkswirtschaft wurde lange Zeit sogar als MaĂ fĂŒr ihre LeistungsfĂ€higkeit angesehen.
Vor und nach dem Zweiten Weltkrieg spielte der Stahl bei der Produktion von RĂŒstungsgĂŒtern, insbesondere von Panzern, die Hauptrolle. Deutschlands Norwegenfeldzug wurde wegen des schwedischen Eisenerzes unternommen, und die Alliierten wollten das Ruhrgebiet, damals der gröĂte geografische Waffenproduzent Europas, mittels gezielter DammbrĂŒche ĂŒberschwemmen.
In der Nachkriegszeit wurde in Europa die Montanunion gegrĂŒndet, um die Stahlproduktion unter Kontrolle zu halten. Aus dieser Verbindung entstand in mehreren Schritten die EuropĂ€ische Union.
Rohstoffsituation
Obwohl die Erdkruste zu fĂŒnf Prozent aus Eisen, das Ausgangsmaterial fĂŒr Stahl, besteht, wird gegenwĂ€rtig der Rohstoffbedarf der Industrie nicht gedeckt. Beginnend im 2. Halbjahr 2003 zeigt sich eine dramatisch verĂ€nderte Rohstoffsituation, die vor allem durch den stark steigenden Stahlbedarf der Volkswirtschaften in China, Indien und Brasilien verursacht wurde. Seit einigen Jahren wĂ€chst allein die Stahlproduktion in China jĂ€hrlich um mehr als die gegenwĂ€rtige Gesamtproduktion Deutschlands. Plötzlich reichten die Erzeugung der Erzminen nicht mehr aus, die UmschlagkapazitĂ€ten der ErzhĂ€fen waren erschöpft, und es waren auch nicht mehr genug Schiffe verfĂŒgbar das Erz zu transportieren. Ăhnliche Entwicklungen ergaben sich fĂŒr Koks, welcher fĂŒr die Roheisenherstellung benötigt wird und fĂŒr Schrott, als SekundĂ€rrohstoff fĂŒr die Stahlerzeugung.
Die Konsequenzen aus dieser Entwicklung wurde von den groĂen Stahlherstellern der IndustrielĂ€nder unterschĂ€tzt, so dass der aktuelle Rohstoffbedarf nicht gedeckt werden kann. Infolgedessen haben sich die Preise fĂŒr Rohstoffe und Stahlprodukte vervielfacht. GegenwĂ€rtig ist Stahl knapp und teuer.
Es ist keine Trendwende in Sicht, die Stahlproduktion und der Rohstoffbedarf werden weiter steigen, obwohl die Wachstumsrate durch staatliche Eingriffe gegenwĂ€rtig sinkt. Der Bedarf an Eisenerz wird durch das ErschlieĂen neuer Abbaugebiete gedeckt werden können.
AuĂer der Stahlindustrie sind auch Beton und Aluminium von diesem PhĂ€nomen betroffen. Eine Ursache fĂŒr den hohen Erdölpreis ist ebenfalls der gestiegene Rohstoffbedarf der SchwellenlĂ€nder.
Ăkologie
Stahl ist aus ökologischer Sicht ein hervorragender Werkstoff, da er nahezu ohne QualitÀtsverlust unbegrenzt recycelbar ist, indem der Schrott wieder geschmolzen wird.
DemgegenĂŒber ist der Hochofenprozess ökologisch bedenklich, da er ein bedeutender Emittent von Kohlendioxid ist. Deshalb wird intensiv an neuen Verfahren der Roheisenerzeugung geforscht.
Konkurrenzmaterialien
Stahl steht insbesondere in der Automobilindustrie in direkter Konkurrenz mit Werkstoffen mit geringerem spezifischem Gewicht, wie Aluminium, Magnesium, Kunststoffen und Faserverbundwerkstoffen. Da diese Werkstoffe aber durchweg weniger fest sind als Stahl, kann der Gewichtsvorteil durch gezieltes Verwenden von hochfesten StĂ€hlen und konstruktiven MaĂnahmen (etwa dĂŒnneres Blech mit Aussparungen aber dafĂŒr Sicken) ausgeglichen werden.
Arten von StÀhlen
Nach DIN EN 10020 wird zwischen den zwei HauptgĂŒteklassen
- QualitÀtsstahl (QS) und
- Edelstahl (SS)
unterschieden. Die Kurznamen der StÀhle sind in der DIN EN 10027 festgelegt.
Die Stahlwerkstoffe werden nach den Legierungselementen, den GefĂŒgebestandteilen und den mechanischen Eigenschaften in Gruppen eingeteilt.
In AbhÀngigkeit vom Legierungsgehalt wird unterteilt in:
Unlegierte StÀhle
Unlegierte StĂ€hle werden in Stahlwerkstoffe, die nicht fĂŒr eine WĂ€rmebehandlung vorgesehen sind, und in StĂ€hle fĂŒr eine WĂ€rmebehandlung eingeteilt.
Niedriglegierte StÀhle
(Der Gehalt jedes Legierungselementes betrÀgt < 5%)
Niedriglegierte StÀhle haben prinzipiell Àhnliche Eigenschaften wie unlegierte StÀhle. Technisch wichtig ist ihre wesentlich bessere Eignung zur Beeinflussung der mechanischen Eigenschaften durch WÀrmebehandlung und mit speziellen Legierungskombinationen auch die erhöhte Warmfestigkeit.
Hochlegierte StÀhle
(Der Gehalt eines der Legierungselemente betrÀgt mindestens 5%)
Hochlegierte StĂ€hle sind fĂŒr Sondereigenschaften erforderlich. ZunderbestĂ€ndigkeit oder besondere physikalische Eigenschaften lassen sich nur durch hochlegierte StĂ€hle erzeugen.
Einteilung nach Anwendungsgebieten
Weitere wichtige Eigenschaften fĂŒr den Anwender sind die Einsatzbereiche und Verwendungsmöglichkeiten der StĂ€hle. Daher ist auch eine Kennzeichnung sinnvoll, aus denen dies entnommen werden kann:
- Allgemeiner Baustahl
- Automatenstahl
- Einsatzstahl
- VergĂŒtungsstahl
- Nitrierstahl
- Tiefziehstahl - Darunter werden diejenigen Stahlsorten zusammengefasst, die zum Weiterverarbeiten durch Tiefziehen geeignet sind. Diese StĂ€hle sind im Allgemeinen sehr weich und dĂŒrfen keine ausgeprĂ€gte Streckgrenze aufweisen.
- Werkzeugstahl - Wird zur Herstellung von Werkzeugen und Formen verwendet.
- Schnellarbeitsstahl
- Damaszener Stahl - Dieser ist ein Werkstoff fĂŒr SĂ€bel und ist fĂŒr seine FlexibilitĂ€t und Festigkeit bekannt. Damaszener Stahl ist kein Stahl im eigentlichen Sinn, sondern ein Verbundwerkstoff aus verschiedenen StĂ€hlen, die durch FeuerschweiĂen verbunden werden.
- Nichtrostender Stahl (Nirosta) - Diese gibt es als ferritische und austenitische StÀhle. Ersterer wird durch Legieren von mindestens zehn Prozent Chrom erhalten. In austenitischen nichtrostenden StÀhlen ist zusÀtzlich Nickel legiert. Diese StÀhle sind bei Raumtemperatur nichtmagnetisch.
Bezeichnung der StÀhle
Die Bezeichnung der StÀhle ist in DIN EN 10027 definiert.
Bezeichnung nach der Mindeststreckgrenze
StĂ€hle fĂŒr Stahlbau
Bezeichnung S + Mindeststreckgrenze Weitere ZusÀtze:
- Garantierte KerbschlagzÀhigkeit:
- J: 27L, K: 40J, L: 60J
- Bei R: 20 °C, 0: 0 °C, 2: -20 °C usw.
- A: AusscheidungshÀrtend
- M: thermomechanisch behandelt
- N: Normalisiert (entweder geglĂŒht oder gewalzt)
- Q: VergĂŒtet (quenched)
- G: andere Merkmale
- Weitere ZusÀtze, die den vorgesehenen Einsatzzweck kennzeichnen, sind möglich.
StĂ€hle fĂŒr DruckbehĂ€lter
Bezeichnung P + Mindeststreckgrenze
StĂ€hle fĂŒr Leitungsrohre
Bezeichnung L + Mindeststreckgrenze
MaschinenbaustÀhle
Bezeichnung E + Mindeststreckgrenze
Kaltgewalzte Flacherzeugnisse aus höherfesten StÀhlen
Bezeichnung H + Mindeststreckgrenze
Flacherzeugnisse zum Kaltumformen
Bezeichnung D.
Weitere
Bezeichnung B, Y, R, T, M
Weiterhin gibt es StĂ€hle, deren Zusammensetzung wichtiger ist als die Mindeststreckgrenze. FĂŒr diese wird die Zusammensetzung nach einem definierten SchlĂŒssel angegeben.
Bezeichnung nach der Zusammensetzung
EinsatzstĂ€hle und VergĂŒtungsstĂ€hle
- C 10, C15 ... C60 ... C n
- C bedeutet der Anteil des Kohlenstoffes in n/100 in %
- Bei einem Kohlenstoffgehalt < 0,25 % ist der Stahl einsatzhĂ€rtbar, darĂŒber vergĂŒtbar.
(Achtung: bei Stahl gibt es einen Kohlenstoffgehalt von max. 2 % !)
Niedriglegierte StÀhle
Bei niedriglegierten StÀhlen liegt der Anteil an Legierungselementen unter 5 %.
Zum Beispiel steht das KĂŒrzel 15CrNi6 fĂŒr:
- 15/100 in % C, aber: bei der Ermittlung des Legierungsanteil wird der C-Anteil nicht mitgerechnet!
- Cr und Ni charakterisieren die Legierungselemente
- 6 = 6/Konstante % Cr - in diesem Fall 1,5 %
- Ni hat einen Anteil von unter 1 %
Zur Vorgangsweise: Das Legierungselement mit dem höchsten Anteil an der Legierung steht an erster Stelle, im Falle des Beispiels Cr - diesem wird die erste Zahl zugeordnet, dem zweiten Element die zweite Zahl usw. Kann man keine Zahl zuordnen so ist der Anteil automatisch unter 1 %.
Die Konstanten sind in einer Tabelle fixiert - sie entsteht durch die Zuweisung einer Konstanten zu einem bestimmten Legierungselement (z. B.: bei Cr wĂŒrde die Konstante 4 sein). Die Konstanten (auch Multiplikatoren genannt) sind 100 fĂŒr C, N, P und S. 10 fĂŒr Al, Cu, Mo, Ta, Ti und V. 4 fĂŒr Cr, Co, Mn, Ni, Si und W (EselsbrĂŒcke zum Merken: CroCoManNiSiWe)
Hochlegierte StÀhle
Der Anteil von mindestens einem Legierungselement ist gröĂer als 5 %
ErklÀrung anhand des Beispiels X5CrNiMoV18-8-2
- X - Kennzahl fĂŒr alle hochlegierten StĂ€hle
- 5/100 in % C
- Cr, Ni, Mo, V charakterisieren die Legierungselemente
- 18 % Cr , 8 % Ni, 2 % Mo, unter 1 % V
Die Vorgangsweise ist gleich wie in Gruppe 3 - der Unterschied besteht darin, dass der Anteil in Prozent nicht erst ĂŒber eine Konstante umgerechnet werden muss, sondern direkt abgelesen werden kann.
Weitere Bezeichnungen
Jedem Stahl ist zusÀtzlich eine Werkstoffnummer zugeordnet, die ihn eindeutig charakterisiert.
Allgemein ist zu sagen, dass die Bezeichnung der StĂ€hle gegenwĂ€rtig zwar eindeutig definiert ist, diese sich aber in den letzten Jahren mehrfach geĂ€ndert hat. Weiterhin gibt es Markennamen und historisch gewachsene Bezeichnungen (z.B.: St52, V2A, Invar, Nirosta, ...) fĂŒr bestimmte StĂ€hle, so dass die Benennung der StĂ€hle im Allgemeinen etwas verwirrend erscheint.
Weblinks
- weitere Weblinks
- Damaszenerstahl - Umfangreiches Dokument zur Metallkunde, besonders Eisengewinnung und Stahlherstellung. Im Adobe PDF Format. mit vielen guten Informationen - Metallurgiestudium an der MontanuniversitÀt Leoben
Siehe auch: Stahlsorte
- Suche nach Stahl Infos mit: Yahoo
