Was sind die Arten und Eigenschaften von Stählen?

Je nach den für ihre Anwendung erforderlichen mechanischen und physikalischen Eigenschaften werden unterschiedliche Stahlsorten hergestellt. Verschiedene Klassifizierungssysteme werden verwendet, um Stähle zu unterscheiden, die auf diesen Eigenschaften basieren, zu denen unter anderem Dichte, Elastizität, Schmelzpunkt, Wärmeleitfähigkeit, Festigkeit und Härte gehören. Um verschiedene Stähle herzustellen, variieren Hersteller die Art und Menge der Legierungsmetalle, den Produktionsprozess und die Art und Weise, in der die Stähle bearbeitet werden, um bestimmte Produkte herzustellen.

Nach Angaben des amerikanischen Eisen- und Stahlinstituts (AISI) lassen sich Stähle aufgrund ihrer chemischen Zusammensetzung grob in vier Gruppen einteilen:

1. Kohlenstoffstähle
2. Legierte Stähle
3. Rostfreie Stähle
4. Werkzeugstähle

Eigenschaften von Kohlenstoffstählen

Kohlenstoffstähle sind Legierungen aus einer Kombination von Eisen und Kohlenstoff. Durch Variieren des Kohlenstoffanteils ist es möglich, Stahl mit einer Vielzahl unterschiedlicher Qualitäten herzustellen. Im Allgemeinen gilt: Je höher der Kohlenstoffgehalt, desto stärker und brüchiger der Stahl.

Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt wird manchmal als "Schmiedeeisen" bezeichnet. Es ist einfach zu bearbeiten und kann für dekorative Produkte wie Fechten oder Laternenpfähle verwendet werden. Mittlerer Kohlenstoffstahl ist sehr stark und wird oft für große Strukturen wie Brücken verwendet. Kohlenstoffstahl wird hauptsächlich für Drähte verwendet. Ultra-High-Carbon-Stahl, auch "Gusseisen" genannt, wird für Töpfe und andere Gegenstände verwendet. Während es ein sehr harter Stahl ist, ist es auch ziemlich spröde.

Eigenschaften von legierten Stählen

Legierte Stähle werden so genannt, weil sie mit einem geringen Prozentsatz von einem oder mehreren Metallen außer Eisen hergestellt werden. Die Zugabe von Legierungen verändert die Eigenschaften von Stählen. Beispielsweise erzeugt Stahl aus Eisen, Chrom und Nickel rostfreien Stahl. Der Zusatz von Aluminium kann Stahl gleichmäßiger aussehen lassen.

Stahl mit zugesetztem Mangan wird außergewöhnlich hart und stark.

Eigenschaften von nichtrostenden Stählen

Nichtrostende Stähle enthalten zwischen 10-20% Chrom, was den Stahl extrem korrosionsbeständig macht (Rosten). Wenn ein Stahl mehr als 11% Chrom enthält, ist er etwa 200 Mal korrosionsbeständiger als Stähle, die kein Chrom enthalten. Es gibt drei Gruppen von Edelstählen:

• Austenitische Stähle, die sehr hoch in 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, jedoch nur Spuren von Kohlenstoff und Metalllegierungen wie Molybdän, Aluminium oder Titan. Diese Stähle sind magnetisch, sehr hart und stark und können durch Kaltbearbeitung weiter gestärkt werden.
• Martensitische Stähle enthalten mäßige Mengen an Chrom, Nickel und Kohlenstoff. Sie sind magnetisch und wärmebehandelbar.Martensitische Stähle werden häufig für Schneidwerkzeuge wie Messer und chirurgische Geräte 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 herzustellen.

Es gibt eine Vielzahl verschiedener Arten von Werkzeugstählen, die unterschiedliche Mengen an verschiedenen Legierungsmetallen enthalten.