Was ist legierter Stahl?
Stahl ist ein weit verbreitetes und vielseitiges Material, das im Bauwesen, in der Fertigung, im Maschinenbau und mehr eingesetzt wird. In diesem Artikel werden wir uns mit legierten Stählen befassen. Stähle werden in vier Kategorien unterteilt: Kohlenstoff, Edelstahl, Werkzeug und Legierung. Technisch gesehen sind alle Stähle Legierungen, da sie durch die Verbindung von Eisen und Kohlenstoff entstehen; Um jedoch offiziell als „legierte Stähle“ bezeichnet zu werden, müssen sie zusätzlich zu diesen beiden noch ein oder mehrere weitere Elemente enthalten. Der Grund für die Herstellung von legierten Stählen besteht darin, die mechanischen oder physikalischen Eigenschaften des Metalls wie Festigkeit, Bearbeitbarkeit oder Korrosionsbeständigkeit zu verbessern.
Stähle werden üblicherweise in die beiden Hauptkategorien hochlegiert und niedriglegiert eingeteilt. Es ist allgemein anerkannt, dass niedrig legierte Stähle bis zu 8 % Legierungselemente enthalten, wobei alles über 8 % in die Kategorie der hochlegierten Stähle fällt.
Gängige Elemente aus Stahllegierungen.
Obwohl die Liste nicht erschöpfend ist, handelt es sich hierbei um einige der beliebtesten Elemente, die beim Legieren von Stahl verwendet werden. Schätzungen zufolge wurden allein in den letzten 20 Jahren etwa 75 % aller Stahllegierungen hergestellt, und die Entwicklung geht kontinuierlich weiter. Viele Legierungen erfordern eine Wärmebehandlung, um ihre Eigenschaften weiter zu entwickeln. Obwohl diese Liste einen Eindruck von den Eigenschaften vermittelt, die durch verschiedene Legierungsmaterialien beeinflusst werden können, enthalten die meisten Legierungen zwei oder mehr Elemente, um einen bestimmten gewünschten Effekt zu erzielen. Ein typisches Beispiel ist die Serie 4100 aus Chrom-Molybdänlegierungen, die in allen Arten von Projekten weit verbreitet sind, von strukturellen bis hin zu militärischen Projekten.
Aluminium
Aluminium wird in relativ geringen Mengen verwendet, was zu einem robusten, leichten Metall mit hoher Korrosionsbeständigkeit führt, allerdings kann dies je nach Anteil auf Kosten einer größeren Zerbrechlichkeit und einer schlechten Schlagfestigkeit gehen.
Chrom
Ein geringer Chromanteil in einer Legierung kann die Härte und Zähigkeit erhöhen, allerdings mit einem gewissen Verlust an Duktilität. Höhere Chromanteile erhöhen die Korrosionsbeständigkeit deutlich; Edelstahl ist die bekannteste Legierung in dieser Kategorie mit einem Chromgehalt von etwa 11 % oder mehr.
Kobalt
Kobaltlegierungen erhöhen die Härte und verbessern die Zunderbeständigkeit bei hohen Temperaturen deutlich, was sie zu einem beliebten Werkzeugstahl macht.
Silizium
Silizium wird in kleinen Mengen, im Allgemeinen etwa 3 %, verwendet, um die Festigkeit leicht zu verbessern, gleichzeitig den Magnetismus zu erhöhen und als sehr wirksames Desoxidationsmittel zu wirken. Dadurch sind sie in elektrischen Anwendungen wie Transformatoren, Motoren und Generatoren nützlich.
Mangan
Mangan verbessert die Duktilität und Härte, verringert die Sprödigkeit und erhöht die Verschleiß- und Stoßbeständigkeit erheblich. Diese Legierungen sind die ideale Option zum Hämmern oder wenn das Metall Spannungen ausgesetzt ist.
Nickel
Nickel, ein weiteres Desoxidationsmittel, erhöht die Korrosionsbeständigkeit erheblich, wenn es in höheren Anteilen verwendet wird. Es verbessert auch die Festigkeit und Härte, ohne die Duktilität zu beeinträchtigen, wie es bei einigen Legierungen der Fall ist.
Wolfram
Neben ihrer erhöhten Festigkeit und Härte werden Wolframlegierungen vor allem wegen ihrer beeindruckenden Hitzebeständigkeit verwendet, da sie einen höheren Schmelzpunkt als die meisten Stähle haben. Diese Fähigkeit, die Härte bei hohen Temperaturen beizubehalten, macht sie ideal für Hochgeschwindigkeitswerkzeuge und Maschinenteile wie Bohrer und Schneidmesser.
Vanadium
Vanadiumlegierungen sind eine sehr umfassende Option, da sie eine höhere Zugfestigkeit, Zähigkeit, Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit bieten. Sie werden üblicherweise mit Chrom legiert, um ein beherrschbares Maß an Formbarkeit aufrechtzuerhalten.
Anwendungen und Einsatzmöglichkeiten von legierten Stählen
Legierte Stähle haben unbegrenzte Einsatzmöglichkeiten in einer Vielzahl von Branchen.
In der Bauindustrie werden legierte Stähle zur Herstellung einer breiten Palette von Produkten verwendet, wie z. B. Balken, Stangen, Rohre, Platten, Bleche, Stangen, Träger und vieles mehr. Große Infrastrukturprojekte wie Brücken, Autobahnsperren, Masten und Eisenbahnen werden hauptsächlich aus Stahlsorten gebaut. Edelstahl und andere legierte Stähle werden in vielen Verbindungselementen und Zubehörteilen verwendet, wie z. B. Verbindungselementen, Halterungen und Buchsen; die Liste ist fast endlos.
Stahllegierungen kommen fast überall und manchmal an unerwarteten Orten vor; Beispielsweise ist Titanstahl in der Schmuckindustrie in letzter Zeit in Mode gekommen. Zu den anderen Produkten, die Stahllegierungen verwenden, gehören viele Haushaltsgeräte, Küchenutensilien, Haushaltsgegenstände, Lebensmittelbehälter, medizinische Geräte, Automobile, Luft- und Raumfahrtprodukte, Beleuchtung ... alles von der Büroklammer bis zum neuesten iPhone!
