Stahl , ein Begriff, der eigentlich eine ganze Familie von Metalllegierungen beschreibt, ist eine vielseitige und gebräuchliche Metallart mit einer Vielzahl von Anwendungen und Verwendungen.

Es gibt viele Sorten, aber die meisten Stahlsorten fallen in zwei große Kategorien: Kohlenstoffstähle und rostfreie Stähle . Obwohl sie die gleiche Grundzusammensetzung von Eisen und Kohlenstoff haben, weisen Stahlsorten in der Regel eine Vielzahl von Legierungselementen auf.

Kohlenstoffstahl hat in der Regel einen Chromgehalt von weniger als 10,5 %, aber der Stahl muss mindestens 10,5 % Chrom enthalten, um als rostfrei zu gelten.

Diese Unterschiede verleihen jeder Stahlsorte ihre jeweiligen Eigenschaften .

Rostfreier Stahl

Edelstahl bezieht sich auf eine Stahlsorte, die durch die Zugabe von Chrom und bestimmten anderen Legierungselementen wie Nickel definiert ist. Es wird manchmal als Edelstahl bezeichnet, weil es zum Schutz vor Oxidation entwickelt wurde und daher „rostfrei“ ist.

Wenn Eisen Sauerstoff ausgesetzt wird, oxidiert es und rostet, aber Chrom kann Sauerstoff ausgesetzt werden, ohne diesen Prozess zu durchlaufen.

Edelstahl hat daher eine Schutzschicht aus Chrom , die eine Barriere zwischen Umgebungssauerstoff und dem im Metall enthaltenen Eisen bildet. Dadurch kann es Korrosion oder Rost widerstehen und macht es "rostfrei".

Arten von Edelstahl

Die unterschiedlichen Chromgehalte in Edelstahl verleihen ihm unterschiedliche Eigenschaften, wobei ein niedrigerer Chromgehalt im Allgemeinen einen billigeren, aber weniger haltbaren Stahl ergibt. Es gibt verschiedene Arten von Edelstahl, darunter die folgenden:

• Austenit , die häufigste Art von Edelstahl, mit geringer Streckgrenze, aber hoher Korrosions- und Hitzebeständigkeit, häufig verwendet in Haushaltsgegenständen, industriellen Rohrleitungen und Behältern, Bau- und Architekturfassaden – dies ist die größte Familie von Edelstahl und macht ungefähr aus zwei Drittel der gesamten Edelstahlproduktion.
• Ferrit , eine im Allgemeinen nickelfreie Stahlform, die oft eine bessere Beständigkeit gegen Korrosion, Hitze und Rissbildung aufweist als üblichere Typen und häufig in Waschmaschinen, Boilern und in der Innenarchitektur verwendet wird .
• Martensitisch , der aufgrund seines geringen Chromgehalts tendenziell magnetisch und weniger korrosionsbeständig als andere Edelstähle ist – diese Stähle sind sehr hart und fest und werden zur Herstellung von Schneidwerkzeugen und Turbinenschaufeln verwendet
• Duplex , ein Verbundwerkstoff aus austenitischen und ferritischen Stählen, der ihn sowohl stark als auch flexibel macht, mit der doppelten Streckgrenze von austenitischem Edelstahl, der in der Papier-, Zellstoff-, Schiffsbau- und Petrochemieindustrie verwendet wird.
• Ausscheidung , die die gleiche Korrosionsbeständigkeit wie austenitische Metalle aufweist, jedoch auf höhere Festigkeiten gehärtet werden kann und daher extrem fest gemacht werden kann, wenn andere Elemente wie Aluminium, Kupfer und Niob hinzugefügt werden.

Vorteile

• ✅ Korrosionsbeständigkeitseigenschaften
• ✅ Beständig gegen hohe und niedrige Temperaturen
• ✅ Gibt es in einer Vielzahl von Typen
• ✅ Solide und sehr langlebig
• ✅ Wartungsarm und leicht zu reinigen
• ✅ Lange Lebensdauer mit relativ niedrigen Kosten über den gesamten Lebenszyklus.
• ✅ Kann individuell veredelt werden, wenn ein ansprechendes kosmetisches Erscheinungsbild gewünscht wird und läuft nicht so leicht an.
• ✅ Umweltfreundlich und recycelbar.

Nachteile

• 🟥 Hohe Kosten, besonders am Anfang
• 🟥 Kann ein schwer zu handhabendes Metall sein, besonders wenn man nicht über Hightech-Maschinen und -Techniken verfügt.
• 🟥 Kann oft zu Ausschuss und kostspieliger Nacharbeit führen.

Anwendungen aus Edelstahl

Rostfreier Stahl hat je nach verwendeter Stahlsorte ein breites Spektrum an industriellen Verwendungen und Anwendungen . Edelstahl wurde erstmals in den 1930er Jahren von Ford in der Automobilindustrie verwendet.

Seitdem wird es in Autos für Auspuffanlagen, Kühlergrills, Verkleidungen und Strukturbauteile verwendet. Diese Verwendung erstreckt sich auf den Flugzeugbau, wo es in Flugzeugrahmen, Düsentriebwerken und Fahrwerken verwendet wird.

Aufgrund seiner Korrosionsbeständigkeit , seines geringen Wartungsaufwands und seiner einfachen Reinigung eignet es sich für den Transport und die Interaktion mit Chemikalien und wird häufig in sauberen und sterilen Umgebungen verwendet. Daher ist die Medizintechnik auch recht häufig im Einsatz.

Die Stärke, Widerstandsfähigkeit und Flexibilität bestimmter Edelstähle machen sie zu einem gemeinsamen Element der Architektur, eine Eigenschaft, die durch ihre ästhetischen Eigenschaften und ihr attraktives Finish begünstigt wird. Edelstahl wird beispielsweise häufig im Eurostar-Terminal in London und der Helix Bridge in Singapur verwendet.

Eine der häufigsten alltäglichen Anwendungen für Edelstahl ist die Lebensmittel- und Gastronomieindustrie, wo es zur Herstellung von Kochgeschirr, Besteck, Küchenzubehör und Geräten verwendet wird.

Utensilien wie Messer werden aus den weniger duktilen Edelstahlsorten hergestellt , während die duktileren Sorten für Grills, Öfen, Pfannen und Spülen verwendet werden.

Kohlenstoffstahl

Kohlenstoffstahl hingegen hat einen viel geringeren Chromgehalt und ist eher eine Kohlenstoff-Eisen-Legierung mit nur wenigen anderen Materialien in seiner Zusammensetzung, wenn überhaupt. Aus diesem Grund kann es als "niedrig legierter" Stahl bezeichnet werden.

Sowohl Edelstahl als auch Kohlenstoffstahl weisen diese grundlegende Zusammensetzung auf, aber Kohlenstoffstahl kann durch seinen Kohlenstoffgehalt definiert werden . Dies liegt normalerweise bei etwa 2 bis 2,5 % , variiert jedoch häufig. Obwohl Kohlenstoffstahl im Gegensatz zu Edelstahl anfällig für Rost ist, ist er oft weniger teuer und hat seine eigenen mechanischen Eigenschaften, die mit dem Kohlenstoffgehalt variieren.

Stähle mit niedrigem Kohlenstoffgehalt sind schwächer und weicher, können aber leicht bearbeitet und geschweißt werden, während Stähle mit hohem Kohlenstoffgehalt fester, aber deutlich schwerer zu bearbeiten sind.

Arten von Kohlenstoffstahl

Das bestimmende Element jeder Kohlenstoffstahllegierung ist ihr Kohlenstoffgehalt, und so werden die verschiedenen Arten von Kohlenstoffstahl klassifiziert und kategorisiert.

• Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt : Die häufigste Form von Kohlenstoffstahl mit einem Kohlenstoffgehalt unter 0,25 % - sie sind im Allgemeinen relativ schwächer und weicher, aber leichter zu schweißen und duktiler und werden daher häufig für kostengünstige Bearbeitung und Schweißen verwendet.
• Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt : Mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,25 bis 0,6 % und einem Mangangehalt von 0,6 bis 1,65 % können diese Metalle durch Wärmebehandlung verbessert werden, obwohl dies nur an sehr dünnen Abschnitten durchgeführt werden kann, sofern keine zusätzlichen Legierungselemente hinzugefügt werden - diese Stähle sind fester, aber weniger duktil als kohlenstoffarme Stähle.
• Kohlenstoffstahl : Dies ist der härteste und stärkste Kohlenstoffstahl, mit der geringsten Duktilität, sehr verschleißfest und fast immer vergütet – sie haben normalerweise einen Kohlenstoffgehalt von 0,6 bis 1,25 % und einen Mangangehalt von 0,3 bis 0,9 %.

Vorteile

• ✅ Erhöhter Widerstand
• ✅ Günstiger als Edelstähle
• ✅ Verschleißfest
• ✅ Langlebig und schlagfest
• ✅ Sichere Handhabung und Verarbeitung im Vergleich zu anderen Metallen
• ✅ Umweltfreundlich und einfach zu recyceln

Nachteile

• 🟥 Solide und manchmal schwer zu verarbeiten
• 🟥 Zerbrechlich, schwer zu biegen oder zu formen
• 🟥 Anfälliger für Rost und Korrosion
• 🟥 Weniger attraktives Aussehen, erreicht nicht das Finish von Edelstahl.

Anwendungen

Die verschiedenen Arten von Kohlenstoffstahl sind in einer Vielzahl von Branchen und Sektoren anwendbar.

• Kohlenstoffarme Stähle können in Automobilkarosseriekomponenten, Rohren, Struktur- und Brückenkomponenten und Dosen verwendet werden.
• Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt ist nützlich für Eisenbahnschienen, Eisenbahnräder, Kurbelwellen, Zahnräder und Maschinenteile, die eine höhere Festigkeit und Zähigkeit erfordern.
• In ähnlicher Weise wird Kohlenstoffstahl wegen seiner Härte in Küchenmessern , Schneidwerkzeugen, Federn, hochfesten Drähten und Matrizen verwendet.