Klassifizierung und Arten von Stahl: Der ultimative Leitfaden

I. Eisenmetalle, Stahl und Nichteisenmetalle

Lassen Sie uns zunächst kurz die grundlegenden Konzepte von Eisenmetallen, Stahl und Nichteisenmetallen erläutern, bevor wir uns mit der Klassifizierung von Stahl befassen.

1. Unter Eisenmetallen versteht man Eisen und seine Legierungen wie Stahl, Roheisen, Ferrolegierungen und Gusseisen. Sowohl Stahl als auch Roheisen sind Legierungen auf Eisenbasis mit Kohlenstoff als wichtigstem zugesetzten Element, die als Eisen-Kohlenstoff-Legierungen bezeichnet werden.

Roheisen ist ein Produkt, das durch Schmelzen von Eisenerz in einem Hochofen hergestellt wird und hauptsächlich für die Stahlerzeugung und den Guss verwendet wird.

Durch das Schmelzen von Roheisen in einem Schmelzofen entsteht flüssiges Gusseisen, das in Formen gegossen wird, um Gussteile zu formen, die als Gusseisenteile bezeichnet werden.

Ferrolegierungen sind Legierungen, die aus Eisen und Elementen wie Silizium, Mangan, Chrom und Titan. Ferrolegierungen sind einer der Rohstoffe für die Stahlerzeugung und dienen während des Prozesses als Desoxidationsmittel und Legierungszusätze.

2. Wenn Roheisen für die Stahlerzeugung in einem Stahlwerksofen nach einem bestimmten Verfahren geschmolzen wird, entsteht Stahl. Zu den Stahlerzeugnissen gehören StahlbarrenStranggussknüppel und verschiedene direkt gegossene Stahlgussstücke. Der Begriff "Stahl" bezieht sich im Allgemeinen auf den zu verschiedenen Stahlwerkstoffen gewalzten Stahl. Stahl gehört zu den Eisenmetallen, ist aber nicht völlig gleichwertig mit den Eisenmetallen.

3. Nichteisenmetalle, auch Nichteisenmetalle genannt, beziehen sich auf andere Metalle und Legierungen als Eisenmetalle, wie Kupfer, Zinn, Blei, Zink, Aluminium sowie Messing und Bronze, Aluminiumlegierungenund Lagerlegierungen. Darüber hinaus werden in der Industrie Chrom, Nickel, Mangan, Molybdän, Kobalt, Vanadium, Wolfram und Titan verwendet. Diese Metalle dienen hauptsächlich als Legierungszusätze zur Verbesserung der Eigenschaften des Metalls, wobei Wolfram, Titan, Molybdän und andere häufig zur Herstellung von Hartlegierungen für Schneidwerkzeuge verwendet werden.

Alle diese Nichteisenmetalle werden als Industriemetalle bezeichnet. Daneben gibt es Edelmetalle wie Platin, Gold, Silber und seltene Metalle, einschließlich radioaktiver Metalle wie Uran und Radium.

II. Klassifizierung von Stahl

Stahl ist eine Eisen-Kohlenstoff-Legierung mit einem Kohlenstoffgehalt zwischen 0,04% und 2,3%. Um seine Zähigkeit und Plastizität zu gewährleisten, liegt der Kohlenstoffgehalt im Allgemeinen nicht über 1,7%.

Zu den wichtigsten Bestandteilen von Stahl gehören neben Eisen und Kohlenstoff auch Silizium, Mangan, Schwefel und Phosphor. Es gibt verschiedene Methoden zur Klassifizierung von Stahl, von denen die folgenden sieben die wichtigsten sind:

1. Klassifizierung nach Qualität:

(1) Gewöhnlicher Stahl (P≤0.045%, S≤0.050%)

(2) Hochwertiger Stahl (P, S beide ≤0,035%)

(3) Hochwertiger Stahl (P≤0.035%, S≤0.030%)

2. Klassifizierung nach chemischer Zusammensetzung:

(1) Kohlenstoffstahl:

  • a. Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt (C≤0.25%);
  • b. Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt (C≤0,25~0,60%);
  • c. Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt (C≤0.60%).

 (2) Legierter Stahl:

  • a. Niedrig legierter Stahl (Gesamtlegierungselementgehalt ≤5%)
  • b. Mittellegierter Stahl (Gesamtgehalt an Legierungselementen >5~10%)
  • c. Hochlegierter Stahl (Gesamtgehalt an Legierungselementen >10%).

3. Klassifizierung nach dem Umformverfahren:

(1) Geschmiedeter Stahl;

(2) Stahlguss;

(3) Warmgewalzter Stahl;

(4) Kaltgezogener Stahl.

4. Klassifizierung nach metallographischer Struktur:

(1) Geglühter Zustand:

  • a. Untereutektoider Stahl (Ferrit+Perlit);
  • b. Eutektoider Stahl (Perlit);
  • c. Übereutektoider Stahl (Perlit+Zementit);
  • d. Ledeburit-Stahl (Perlit+Zementit).

(2) Normalisierter Zustand:

(3) Nicht umwandelnd oder teilweise umgewandelt.

5. Klassifizierung nach Verwendungszweck:

(1) Stahl für das Bauwesen und den Maschinenbau:

  • a. Gewöhnlicher Kohlenstoffbaustahl;
  • b. Niedrig legierter Baustahl; c. Bewehrungsstahl.

(2) Baustahl:

a. Stahl für die mechanische Fertigung:

  • a. Vergüteter Baustahl;
  • b. Oberflächengehärteter Baustahl, einschließlich aufgekohltem Stahl, nitriertem Stahl und Stahl für Oberflächenabschreckung;
  • c. Freischneiden von Baustahl;
  • d. Kaltumformbarer Stahl, einschließlich Stahl zum Kaltstanzen und Kaltstauchen.

b. Federstahl

c. Lagernder Stahl

(3) Werkzeugstahl:

  • a. Kohlenstoff-Werkzeugstahl;
  • b. Legierter Werkzeugstahl;
  • c. Hochgeschwindigkeits-Werkzeugstahl.

(4) Stahl mit besonderen Eigenschaften:

  • a. Rostfreier säurebeständiger Stahl;
  • b. Hitzebeständiger Stahl, einschließlich oxidationsbeständiger Stahl, hitzebeständiger Stahl und Ventilstahl;
  • c. Elektrische Erwärmung von legiertem Stahl;
  • d. Verschleißfester Stahl;
  • e. Niedrigwarmfester Stahl;
  • f. Elektrostahl.

(5) Berufsstahl: z. B. Brückenstahl, Marinestahl, Kesselstahl, DruckbehälterstahlStahl für landwirtschaftliche Maschinen, usw.

6. Umfassende Klassifizierung:

(1) Gewöhnlicher Stahl:

a. Baustahl aus Kohlenstoff:

  • a. Q195;
  • b. Q215(A, B);
  • c. Q235(A, B, C);
  • d. Q255(A, B); e. Q275.

b. Niedrig legierter Baustahl

c. Gewöhnlicher Baustahl für besondere Zwecke

(2) Qualitätsstahl (einschließlich hochwertiger Qualitätsstahl)

a. Konstruktionsstahl:

  • a. Hochwertiger Kohlenstoffbaustahl;
  • b. Legierter Baustahl;
  • c. Federstahl;
  • d. Freischneiden von Stahl;
  • e. Lagernder Stahl;
  • f. Qualitätsbaustahl für besondere Zwecke.

b. Werkzeugstahl:

  • a. Kohlenstoff-Werkzeugstahl;
  • b. Legierter Werkzeugstahl;
  • c. Hochgeschwindigkeits-Werkzeugstahl.

c. Sonderleistungsstahl:

  • a. Rostfreier säurebeständiger Stahl;
  • b. Hitzebeständiger Stahl;
  • c. Elektrische Erwärmung von legiertem Stahl;
  • d. Elektrostahl;
  • e. Hochmanganhaltiger verschleißfester Stahl.

7. Klassifizierung nach Verhüttungsmethoden

(1) Nach Ofentypen kategorisiert

a. Stahl mit offenem Herd:

  • (a) Saurer Stahl mit offenem Feuer;
  • (b) Basic Open Hearth Steel.

b. Konverterstahl:

  • (a) Saurer Konverterstahl;
  • (b) Basis-Konverterstahl;

oder

  • (a) Konverterstahl mit Unterdruck;
  • (b) Seitenblas-Konverterstahl;
  • (c) Top-Blow-Konverterstahl.

c. Elektroofenstahl:

  • (a) Elektrolichtbogenofenstahl;
  • (b) Elektroschlacke-Ofenstahl;
  • (c) Stahl aus dem Induktionsofen;
  • (d) Vakuum-Selbstverbrauchs-Ofenstahl;
  • (e) Elektronenstrahl-Ofenstahl.

(2) Kategorisiert nach Desoxidationsgrad und Gießsystem

  • a. Kochender Stahl;
  • b. Halbberuhigter Stahl;
  • c. Getöteter Stahl;
  • d. Speziell getöteter Stahl.

Stahlwerkstoffe lassen sich nach ihrer Form in vier Hauptkategorien einteilen: Profile, Bleche, Rohre und Metallerzeugnisse. Um die Beschaffung, Bestellung und Verwaltung zu erleichtern, wird Stahl in China derzeit in sechzehn Hauptkategorien eingeteilt:

KategorieProdukttypErklärung
Profilierte StangeSchwere SchieneStahlschienen mit einem Gewicht von mehr als 30 Kilogramm pro Meter (einschließlich Kranschienen)
StadtbahnStahlschienen mit einem Gewicht von 30 Kilogramm pro Meter oder weniger.
GroßprofilstahlGewöhnlicher Stahl umfasst Rund-, Vierkant-, Flach-, Sechskant-, I-Träger, Kanäle, gleiche und ungleicher Winkel Stahl, sowie Gewindestahl. Je nach Größe können diese in groß, mittel und klein eingeteilt werden.
Mittlerer Profilstahl
Kleinformatiger Stahl
WalzdrahtRundstahl und Scheiben mit Durchmessern von 5-10 Millimetern.
Kaltgeformter StahlProfilstahl, der durch Kaltbiegen von Stahl oder Stahlbändern hergestellt wird.
Hochwertige ProfileHochwertiger Rundstahl, Vierkantstahl, Flachstahl, Sechskantstahl und mehr.
Andere StahlwerkstoffeDazu gehören unter anderem schwere Schienenkomponenten, Achsrohlinge und Reifenringe.
BlecheDünnes StahlblechStahlplatten mit einer Dicke von 4 Millimetern oder weniger.
Dickes Stahlblech Stahlplatten mit einer Dicke von mehr als 4 Millimetern.
Es kann in mittlere Platten (Dicke über 4 mm und unter 20 mm) eingeteilt werden, dicke Platten (mit einer Dicke von mehr als 20 mm und weniger als 60 mm) und besonders dicke Platten (mit einer Dicke von mehr als 60 mm).
BandstahlAuch bekannt als Bandstahl, ist es eigentlich eine dünne Stahlplatte das lang und schmal ist und in Rollen geliefert wird.
Elektrisches SiliziumstahlblechWird auch als Siliziumstahlblech bezeichnet.
Material der Rohre Nahtlose StahlrohreNahtlose Stahlrohre, die durch Verfahren wie Warmwalzen, Warmwalzen-Kaltziehen oder Strangpressen hergestellt werden.
Geschweißte StahlrohreStahlrohre werden durch Aufrollen und Formen von Stahlplatten oder Stahlbändern geformt und dann zusammengeschweißt.
Metallische ProdukteMetallerzeugnisse Dazu gehören Stahldrähte, Stahlseile und Stahllitzen.

III. Arten von Stahl

1. Kohlenstoffstahl

Kohlenstoffstahl, auch als reiner Kohlenstoffstahl bekannt, ist eine Art von Ferrokohlenstofflegierung, die weniger als 2% Kohlenstoff (wc) enthält.

Neben Kohlenstoff enthält Kohlenstoffstahl in der Regel auch geringe Mengen an Silizium, Mangan, Schwefel und Phosphor.

Kohlenstoffstahl kann in drei Arten unterteilt werden: Kohlenstoffbaustahl, Kohlenstoffwerkzeugstahl und Automatenstahl.

Kohlenstoffbaustahl kann in zwei Kategorien unterteilt werden: Baustahl und Baustahl für den Maschinenbau.

Basierend auf dem Kohlenstoffgehalt kann Kohlenstoffstahl in Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt (wc ≤ 0,25%), Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt (wc 0,25%~0,6%) und kohlenstoffreicher Stahl (wc > 0,6%).

Darüber hinaus kann Kohlenstoffstahl auf der Grundlage des Phosphor- und Schwefelgehalts in gewöhnlichen Kohlenstoffstahl (mit höherem Phosphor- und Schwefelgehalt), hochwertigen Kohlenstoffstahl (mit geringerem Phosphor- und Schwefelgehalt) und hochwertigen Stahl (mit noch geringerem Phosphor- und Schwefelgehalt) eingeteilt werden.

Es ist wichtig zu beachten, dass je höher der Kohlenstoffgehalt in Kohlenstoffstahl ist, desto höher ist auch sein Härte und Festigkeit sein, aber seine Plastizität wird abnehmen.

2. Kohlenstoffbaustahl

Die mechanische Eigenschaften von Kohlenstoffstahl spiegeln sich in erster Linie in der Marke wider, die durch den Buchstaben "Q" gefolgt von Zahlen dargestellt wird. Der Buchstabe "Q" bezieht sich auf die Streckgrenze, während die Zahl den Wert der Streckgrenze angibt. Zum Beispiel steht Q275 für eine Streckgrenze von 275 MPa.

Wenn die Buchstaben A, B, C und D hinter der Sorte stehen, bedeutet dies, dass die Stahlqualität unterschiedlich ist, wobei der Gehalt an Schwefel (S) und Phosphor (P) abwechselnd abnimmt und die Gesamtqualität des Stahls steigt.

Wenn der Buchstabe "F" nach der Sorte hinzugefügt wird, bedeutet dies, dass der Stahl berandet ist, während "b" bedeutet, dass er halbberandet ist. Wenn weder "F" noch "b" angegeben ist, handelt es sich um beruhigten Stahl. Beispielsweise steht Q235-A - F für Stahl der Güteklasse A mit Randeinfassung und einer Streckgrenze von 235 MPa, und Q235-c steht für beruhigten Stahl der Güteklasse C mit einer Streckgrenze von 235 MPa.

Kohlenstoffbaustahl wird in der Regel im Lieferzustand ohne Wärmebehandlung verwendet.

Stähle mit niedrigem Kohlenstoffgehalt wie Q195, Q215 und Q235 haben gute Schweißbarkeit, Plastizität, Zähigkeit und eine gewisse Festigkeit. Diese Stähle werden üblicherweise für die Herstellung von dünnen Blechen, Bewehrungsstäben, geschweißten Stahlrohren und anderen Konstruktionen sowie für die Herstellung gewöhnlicher Verbindungselemente wie Nieten, Schrauben und Muttern verwendet.

Stähle mit höherem Kohlenstoffgehalt wie Q255 und Q275 haben eine etwas höhere Festigkeit, bessere Verformbarkeit und Zähigkeit und lassen sich dennoch schweißen. Sie werden häufig zur Herstellung von Bauteilen, Pleuelstangen, Zahnrädern, Kupplungen und anderen Teilen für einfache Maschinen verwendet.

3. Hochwertiger Baustahl

Kohlenstoffstahl muss sowohl die Anforderungen an die chemische Zusammensetzung als auch an die mechanischen Eigenschaften erfüllen. Die Güteklasse von Kohlenstoffstahl wird durch zwei Ziffern ausgedrückt, die das 10000-fache des durchschnittlichen Kohlenstoffmassenanteils im Stahl darstellen (wc × 10000). Zum Beispiel hat Stahl 45 einen durchschnittlichen Kohlenstoffmassenanteil von 0,45% und Stahl 08 einen durchschnittlichen Kohlenstoffmassenanteil von 0,08%.

Hochwertiger Kohlenstoffbaustahl wird hauptsächlich für die Herstellung von Maschinenteilen verwendet und erfordert häufig eine Wärmebehandlung, um seine mechanischen Eigenschaften zu verbessern.

Verschiedene Kohlenstoffmassenanteile haben unterschiedliche Verwendungszwecke.

Die Stähle 08, 08F, 10, 10F, die eine hohe Plastizität und Zähigkeit aufweisen, sind bekannt für ihre hervorragende Kaltumformung und Schweißleistung. Sie werden in der Regel zu dünnen Blechen kaltgewalzt und für das Kaltstanzen von Teilen für Instrumente, Autos und Traktoren verwendet, z. B. für Autokarosserien und Traktorkabinen.

15, 20, 25 Stahl wird für die Herstellung von aufgekohlten Teilen mit kleinen Abmessungen und geringer Belastung verwendet, sowie für Teile, die verschleißfeste Oberflächen und eine geringe zentrale Festigkeit erfordern, wie z. B. Kolbenbolzen und Probenplatten.

Nach der Wärmebehandlung (Abschrecken und Hochtemperaturanlassen) haben die Stähle 30, 35, 40, 45 und 50 gute mechanische Eigenschaften, einschließlich hoher Festigkeit, Plastizität und Zähigkeit. Sie werden häufig zur Herstellung von Achsteilen wie Kurbelwellen, Pleuelstangen, Spindeln allgemeiner Werkzeugmaschinen und Zahnrädern von Werkzeugmaschinen verwendet.

Die Stähle 55, 60 und 65 haben nach der Wärmebehandlung (Abschrecken und Anlassen bei mittlerer Temperatur) eine hohe Elastizitätsgrenze. Sie werden typischerweise für die Herstellung von Federn mit kleinen Lasten und kleinen Größen (Querschnittsgröße weniger als 12~15mm) verwendet, wie z.B. Druck- und Geschwindigkeitsregulierungsfedern, Kolbenfedern und kaltgewundene Federn.

4. Kohlenstoff-Werkzeugstahl

Kohlenstoff-Werkzeugstahl ist eine Art von kohlenstoffreichem Stahl, der nur wenig Kohlenstoff enthält. Legierungselemente. Sein Kohlenstoffgehalt reicht von 0,65% bis 1,35%.

Kohlenstoff-Werkzeugstahl wird wegen seiner niedrigen Produktionskosten, der leichten Verfügbarkeit von Rohstoffen, der guten Bearbeitbarkeit und der hohen Härte und Verschleißfestigkeit nach der Behandlung bevorzugt. Daher wird er häufig für die Herstellung von verschiedenen Schneidwerkzeugen, Gussformen und Messwerkzeuge.

Weiterführende Lektüre: Grundlagen der Schneidwerkzeuge

Kohlenstoffwerkzeugstahl hat jedoch den Nachteil, dass er eine geringe Warmhärte aufweist. Das bedeutet, dass bei einer Arbeitstemperatur von mehr als 250 °C die Härte und Verschleißfestigkeit des Stahls erheblich abnimmt und er seine Fähigkeit verliert, ordnungsgemäß zu funktionieren.

Außerdem lässt sich Kohlenstoff-Werkzeugstahl nur schwer härten, wenn er für die Herstellung größerer Teile verwendet wird, und er neigt zu Verformung und Rissbildung.

5. Freischneiden von Baustahl

Freischneidender Baustahl ist so konzipiert, dass er spröde ist, indem Elemente hinzugefügt werden, die das Zerbrechen in Späne während des Schneidens erleichtern, was die Schnittgeschwindigkeit erhöht und die Lebensdauer der Werkzeuge verlängert.

Schwefel ist das Hauptelement, das Stahl spröde macht. Blei, Tellur und Wismut werden in den üblichen niedrig legierten, spanlosen Baustählen verwendet.

Der Schwefelgehalt (ws) dieses Stahls liegt zwischen 0,08% und 0,30%, während der Mangangehalt (wMn) zwischen 0,60% und 1,55% liegt. Der Schwefel und das Mangan im Stahl liegen in Form von Mangansulfid vor, das sehr spröde ist und schmierende Eigenschaften hat, wodurch sich die Späne leichter brechen lassen und die Qualität der bearbeiteten Oberfläche verbessert wird.

6. Legierter Stahl

Neben Eisen, Kohlenstoff und geringen Mengen der unvermeidlichen Elemente Silizium, Mangan, Phosphor und Schwefel kann Stahl auch verschiedene Legierungselemente wie Silizium, Mangan, Molybdän, Nickel, Chrom, Vanadium, Titan, Niob, Bor, Blei und seltene Erden. Diese Art von Stahl wird bezeichnet als legierter Stahl.

Verschiedene Länder haben je nach ihren Ressourcen, Produktions- und Verwendungsbedingungen unterschiedliche legierte Stahlsysteme entwickelt. Im Ausland wurden beispielsweise Nickel- und Chromstahlsysteme entwickelt, während in China der Schwerpunkt auf der Entwicklung von legierten Stahlsystemen auf der Basis von Silizium, Mangan, Vanadium, Titan, Niob, Bor und seltenen Erden lag.

Auf legierten Stahl entfallen etwa 10% der gesamten Stahlproduktion.

Legierter Stahl, der in Elektroöfen hergestellt wird, kann je nach Verwendungszweck in 8 Kategorien eingeteilt werden, darunter legierter Baustahl, Federstahl, Lagerstahl, legierter Werkzeugstahl, Schnellarbeitsstahl, rostfreier Stahl, hitzebeständiger und schälfester Stahl sowie Siliziumstahl für die Elektrotechnik.

7. Gewöhnlicher niedrig legierter Stahl

Gewöhnlicher niedrig legierter Stahl ist eine Art von legiertem Stahl, der eine geringe Menge an Legierungselementen enthält, normalerweise nicht mehr als 3% der Gesamtzusammensetzung.

Diese Stahlsorte hat eine hohe Festigkeit und gute Gesamteigenschaften sowie eine hohe Korrosions- und Verschleißfestigkeit, niedrige Temperaturen und gute Schneid- und Schweißeigenschaften.

Unter Bedingungen, bei denen wertvolle Legierungselemente wie Nickel und Chrom erhalten bleiben, kann eine Tonne eines gewöhnlichen niedrig legierten Stahls 1,2 bis 1,3 Tonnen Kohlenstoffstahl ersetzen und hat im Vergleich zu Kohlenstoffstahl eine längere Lebensdauer und einen breiteren Einsatzbereich.

Gewöhnlicher niedrig legierter Stahl kann im konventionellen offenen Herdofen oder im Konverterverfahren hergestellt werden, und seine Kosten sind ähnlich hoch wie die von Kohlenstoffstahl.

8. Technischer Baustahl

Er bezieht sich auf eine Reihe von legierten Stählen, die im Ingenieurwesen und im Bauwesen verwendet werden, einschließlich schweißbarer hochfester legierter Baustähle, legierter Bewehrungsstähle, legierter Eisenbahnstähle, legierter Ölbohrstähle, legierter Druckbehälterstähle, hochmanganhaltiger verschleißfester Stähle und anderer.

Diese Art von Stahl wird vor allem als Konstruktionselemente im Ingenieurwesen und bei Bauprojekten verwendet.

Obwohl die Gesamtmenge an Legierungselementen in dieser Art von legiertem Stahl relativ gering ist, ist er aufgrund seiner großen Produktion und Verwendung weit verbreitet.

9. Mechanischer Baustahl

Diese Art von Stahl bezieht sich auf legierten Stahl, der für die Herstellung von Maschinen und Maschinenteilen geeignet ist.

Auf der Grundlage von hochwertigem Kohlenstoff-Turbulenzstahl werden ein oder mehrere Legierungselemente hinzugefügt, um die Festigkeit, Zähigkeit und Härtbarkeit des Stahls zu verbessern. Dieser Stahl wird in der Regel nach einer Wärmebehandlung, wie z. B. Abschrecken und Anlassen, verwendet oder Oberflächenhärtung.

Es gibt zwei Hauptkategorien dieses Stahls: allgemein verwendete legierte Baustähle und legierte Federstähle. Dies umfasst abgeschreckt und vergütet Legierter Stahl, oberflächengehärteter legierter Stahl (z. B. aufgekohlter Stahl, nitrierter Stahl und oberflächengehärteter Hochfrequenzstahl) und legierter Stahl für die Kaltumformung (Kaltstauchstahl, Kaltfließpressstahl usw.).

Die chemische Zusammensetzung kann in mehrere grundlegende Kategorien eingeteilt werden, darunter Mn-Serienstahl, SiMn-Serienstahl, Cr-Serienstahl, CrMo-Serienstahl, CrNiMo-Serienstahl, Nj-Serienstahl und B-Serienstahl.

10. Legierter Baustahl

Der Kohlenstoffgehalt (wc) von legiertem Baustahl ist im Allgemeinen niedriger als der von Kohlenstoffbaustahl und liegt zwischen 0,15% und 0,50%. Er enthält neben Kohlenstoff ein oder mehrere Legierungselemente wie Silizium, Mangan, Vanadium, Titan, Bor, Nickel, Chrom und Molybdän.

Legierter Baustahl ist bekannt für seine Härtbarkeit und seine Widerstandsfähigkeit gegen Verformung oder Rissbildung, wodurch er sich ideal für eine Wärmebehandlung zur Verbesserung seiner Leistung eignet. Er wird in großem Umfang für die Herstellung verschiedener Getriebekomponenten, Befestigungselemente für Kraftfahrzeuge, Traktoren, Schiffe, Dampfturbinen und schwere Werkzeugmaschinen verwendet.

Niedrig kohlenstofflegierter Stahl wird in der Regel aufgekohlt, während legierter Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt in der Regel vergütet wird.

11. Legierter Werkzeugstahl

Legierte Werkzeugstähle sind Stähle mit mittlerem bis hohem Kohlenstoffgehalt, die verschiedene Legierungselemente wie Silizium, Chrom, Wolfram, Molybdän und Vanadium enthalten. Diese Stähle sind bekannt für ihre Härtbarkeit und ihre Beständigkeit gegen Verformung und Rissbildung, wodurch sie sich für die Herstellung großer und komplexer Schneidwerkzeuge, Matrizen und Messwerkzeuge eignen.

Der Kohlenstoffgehalt von legierten Werkzeugstählen variiert je nach Verwendungszweck. Die meisten legierten Werkzeugstähle haben einen Kohlenstoffgehalt zwischen 0,5% und 1,5%. Warmverformung Matrizenstahl hat einen geringeren Kohlenstoffgehalt, in der Regel zwischen 0,3% und 0,6%. Stahl, der für Schneidwerkzeuge verwendet wird, enthält in der Regel etwa 1% Kohlenstoff. Stahl, der für Kaltarbeitswerkzeuge verwendet wird, hat dagegen einen relativ hohen Kohlenstoffgehalt. Graphitstahl hat beispielsweise einen Kohlenstoffgehalt von 1,5%, während Stahl, der für Kaltarbeitswerkzeuge mit hohem Kohlenstoff- und Chromgehalt verwendet wird, einen Kohlenstoffgehalt von mehr als 2% aufweist.

12. Hochgeschwindigkeits-Werkzeugstahl

Schnellarbeitsstahl ist eine Art von hochkohlenstoffhaltigem und hochlegiertem Werkzeugstahl mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,7% bis 1,4%. Dieser Stahl besteht aus Legierungselementen, einschließlich Wolfram, Molybdän, Chrom und Vanadium, die Karbide mit hoher Härte bilden.

Eines der wichtigsten Merkmale von Schnellarbeitsstahl ist seine hohe Warmhärte, die es ihm ermöglicht, seine Härte auch bei hohen Temperaturen, z. B. 500-600 ℃, während der Hochgeschwindigkeitszerspanung beizubehalten. Dies führt zu einer guten Zerspanungsleistung und macht Schnellarbeitsstahl zu einer idealen Wahl für Hochgeschwindigkeitsschneidanwendungen.

13. Federstahl

Federstahl wird in Anwendungen eingesetzt, bei denen er Stößen, Vibrationen oder langfristigen Wechselbelastungen standhalten muss. Um unter diesen Bedingungen gut zu funktionieren, muss Federstahl eine hohe Zugfestigkeit, Elastizitätsgrenze und Ermüdungsfestigkeit.

Aus technologischer Sicht muss Federstahl eine gute Härtbarkeit aufweisen, beständig sein gegen Entkohlungund haben eine gute Oberflächenqualität.

Kohlenstoff-Federstahl ist ein hochwertiger Kohlenstoffbaustahl mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,6% bis 0,9%, einschließlich normalem und hohem Mangangehalt. Legierter Federstahl hingegen besteht in erster Linie aus Silizium-Mangan-Stahl mit einem etwas niedrigeren Kohlenstoffgehalt, aber einem höheren Siliziumgehalt (1,3% bis 2,8%) für bessere Eigenschaften. Es gibt auch legierte Federstähle, die Chrom, Wolfram und Vanadium enthalten.

Mit den in unserem Land verfügbaren Ressourcen und den Anforderungen der neuen Technologien für den Automobil- und Traktorbau wurde eine neue Stahlsorte entwickelt, die Bor, Niob, Molybdän und andere Elemente enthält, die dem Silizium-Manganstahl hinzugefügt werden. Dadurch wird die Lebensdauer der Federn verlängert und ihre Qualität verbessert.

14. Lagerstahl

Lagerstahl wird für die Herstellung von Kugeln, Rollen und Lagerringen verwendet. Angesichts des hohen Drucks und der hohen Reibung, denen die Lager im Betrieb standhalten müssen, muss Lagerstahl eine hohe und gleichmäßige Härte, Verschleißfestigkeit und eine hohe Elastizitätsgrenze aufweisen.

Die Anforderungen an die Einheitlichkeit der chemischen Zusammensetzung, den Gehalt und die Verteilung von nicht-metallisch Einschlüsse und die Verteilung der Karbide im Lagerstahl sind sehr streng.

Lagerstahl wird auch als kohlenstoffreicher Chromstahl bezeichnet, mit einem Kohlenstoffgehalt von etwa 1% und einem Chromgehalt von 0,5% bis 1,65%. Es gibt mehrere verschiedene Lagerarten Stahl, einschließlich kohlenstoffreichem Chromlagerstahl, chromfreiem Lagerstahl, aufgekohltem Lagerstahl, rostfreiem Lagerstahl, mittel- und hochwarmfestem Lagerstahl und antimagnetischem Lagerstahl.

15. Elektrischer Siliziumstahl

Siliziumstahl für die Elektroindustrie wird hauptsächlich für die Herstellung von Silizium-Stahlblechedie häufig bei der Herstellung von Motoren und Transformatoren verwendet werden.

Siliziumstahl kann aufgrund seiner chemischen Zusammensetzung in Stahl mit niedrigem Siliziumgehalt und Stahl mit hohem Siliziumgehalt unterteilt werden. Siliziumarmer Stahl hat einen Siliziumgehalt von 1,0% bis 2,5% und wird hauptsächlich im Motorenbau verwendet. Stahl mit hohem Siliziumgehalt hingegen hat einen Siliziumgehalt von 3,0% bis 4,5% und wird in der Regel im Transformatorenbau verwendet.

Der Kohlenstoffgehalt sowohl von Stahl mit niedrigem Siliziumgehalt als auch von Stahl mit hohem Siliziumgehalt liegt in der Regel unter oder bei 0,06% bis 0,08%.

16. Schienenstahl

Die Stahlschiene ist in erster Linie dafür verantwortlich, die Druck- und Stoßbelastung der Schienenfahrzeuge zu tragen, weshalb sie eine ausreichende Festigkeit, Härte und Zähigkeit aufweisen muss.

Der üblicherweise für Schienen verwendete Stahl ist kohlenstoffberuhigter Stahl, der in einem offenen Herdofen oder Konverter erschmolzen wird und 0,6% bis 0,8% Kohlenstoff enthält, was ihn zu einem Stahl mit mittlerem oder hohem Kohlenstoffgehalt macht. Der Stahl hat auch einen hohen Mangangehalt, der zwischen 0,6% und 1,1% liegt.

Neben Kohlenstoffstahl sind auch verschiedene niedrig legierte Stahlschienen weit verbreitet, z. B. Schienen mit hohem Siliziumgehalt, Schienen mit mittlerem Mangangehalt, Kupferschienen, Titanschienen und andere. Diese niedrig legierten Schienen sind im Allgemeinen verschleißfester und korrosionsbeständiger als Kohlenstoffstahl, was zu einer längeren Lebensdauer führt.

17. Schiffbaustahl

Schiffbaustahl ist der Stahl, der für den Bau von Hochseeschiffen und großen Flussschiffen verwendet wird. Da die Struktur des Schiffsrumpfes in der Regel durch Schweißen hergestellt wird, muss Schiffbaustahl eine gute Schweißleistung aufweisen.

Neben der Schweißleistung muss Schiffsbaustahl auch eine ausreichende Festigkeit, Zähigkeit und Beständigkeit gegen niedrige Temperaturen und Korrosion aufweisen.

In der Vergangenheit wurde für den Schiffbau hauptsächlich kohlenstoffarmer Stahl verwendet. Heute wird jedoch in großem Umfang normaler niedrig legierter Stahl verwendet, und zu den verfügbaren Stahlsorten gehören unter anderem 12-Mangan-Schiff, 16-Mangan-Schiff und 15-Mangan-Vanadium-Schiff. Diese Stahlsorten zeichnen sich durch hohe Festigkeit, gute Zähigkeit, einfache Verarbeitung und Schweißbarkeit, Beständigkeit gegen Seewasserkorrosion und andere wünschenswerte Eigenschaften aus und können für den Bau von Hochseeschiffen mit einer Tragfähigkeit von 10.000 Tonnen verwendet werden.

18. Brückenstahl

Eisenbahn- oder Autobahnbrücken müssen der Aufprallbelastung durch Fahrzeuge standhalten. Daher muss der Brückenstahl eine angemessene Festigkeit, Zähigkeit und Ermüdungsbeständigkeit aufweisen und hohen Anforderungen an die Qualität der Stahloberfläche genügen.

Für den Brückenbau wird häufig basischer warmgewalzter Stahl verwendet, aber auch gängige niedrig legierte Stähle wie 16-Mangan und 15-Mangan-Vanadium Stickstoffstahldie sich als erfolgreich erwiesen haben.

19. Kesselstahl

Der Begriff Kesselstahl bezieht sich auf die Werkstoffe, die bei der Herstellung von Überhitzern, Hauptdampfrohren und Heizflächen des Kesselfeuerraums verwendet werden. Zu den Leistungsanforderungen an Kesselbaustahl gehören gute Schweißbarkeit, Hochtemperaturfestigkeit, Beständigkeit gegen Alkalikorrosion und Oxidationsbeständigkeit.

Bei den üblicherweise verwendeten Kesselstählen handelt es sich um kohlenstoffarmen beruhigten Stahl, der im offenen Herdofen hergestellt wird, oder um kohlenstoffarmen Stahl, der im Elektroofen hergestellt wird, mit einem Kohlenstoffgehalt zwischen 0,16% und 0,26%.

Für Hochdruckkessel müssen perlitische hitzebeständige Stähle oder austenitische hitzebeständige Stähle verwendet werden. Darüber hinaus werden im Kesselbau auch gewöhnliche niedrig legierte Stähle wie 12-Mangan, 15-Mangan-Vanadium und 18-Mangan-Molybdän-Niob verwendet.

20. Stahl für Schweißdraht

Diese Art von Stahl wird speziell für die Herstellung von Drähten für elektrische Lichtbogenschweißen und Gasschweißelektroden. Die Zusammensetzung des Stahls variiert je nach dem zu schweißenden Material.

Je nach Bedarf kann man sie grob in drei Kategorien einteilen: Kohlenstoffstahl, legierter Baustahl und rostfreier Stahl. Der Schwefel- und Phosphorgehalt dieser Stähle sollte 0,03% nicht überschreiten, was strenger ist als bei normalen Stählen.

Diese Stähle erfordern keine besonderen mechanischen Eigenschaften und werden nur auf ihre chemische Zusammensetzung geprüft.

21. Rostfreier Stahl

Nichtrostender und säurebeständiger Stahl, allgemein als rostfreier Stahl bezeichnet, setzt sich aus rostfreiem und säurebeständigem Stahl zusammen. Einfach ausgedrückt: Stahl, der der atmosphärischen Korrosion widersteht, wird als rostfreier Stahl bezeichnet, und Stahl, der der Korrosion durch chemische Medien (z. B. Säure) widersteht, als säurebeständiger Stahl.

Im Allgemeinen gilt Stahl mit einem Chromgehalt von mehr als 12% als geeignet für die Eigenschaften von rostfreiem Stahl.

Auf der Grundlage seiner Mikrostruktur nach der Wärmebehandlung lässt sich nichtrostender Stahl in fünf Kategorien einteilen: ferritischer nichtrostender Stahl, martensitischer rostfreier Stahlaustenitischer rostfreier Stahl, austenitischer ferritischer rostfreier Stahl und ausscheidungshärtender rostfreier Stahl.

22. Hitzebeständiger Stahl

Als hitzebeständiger Stahl wird Stahl bezeichnet, der eine gute Oxidationsbeständigkeit, eine ausreichende Warmfestigkeit und eine gute Hitzebeständigkeit unter Hochtemperaturbedingungen aufweist.

Hitzebeständiger Stahl kann weiter unterteilt werden in oxidationsbeständigen Stahl und hitzebeständigen Stahl. Oxidationsbeständiger Stahl wird auch als nicht schälender Stahl bezeichnet.

Hitzebeständiger Stahl ist ein Stahl, der eine gute Oxidationsbeständigkeit und eine hohe Warmfestigkeit bei hohen Temperaturen aufweist.

Hitzebeständiger Stahl wird hauptsächlich für Teile verwendet, die über einen längeren Zeitraum hohen Temperaturen ausgesetzt sind.

23. Superlegierung

Superlegierungen sind hochtemperaturbeständige Werkstoffe, die eine ausreichende Dauerfestigkeit, Kriechfestigkeit, thermische Ermüdungsfestigkeit, Hochtemperaturzähigkeit und eine ausreichende chemische Stabilität bei hohen Temperaturen aufweisen.

Es wird für Wärmekraftkomponenten verwendet, die bei Temperaturen über 600 ℃ arbeiten.

Aufgrund ihrer grundlegenden chemischen Zusammensetzung lassen sich Superlegierungen in Superlegierungen auf Nickelbasis, Superlegierungen auf Eisen-Nickel-Basis und Superlegierungen auf Kobaltbasis unterteilen.

24. Präzisionslegierung

Der Begriff Präzisionslegierung bezieht sich auf Legierungen mit einzigartigen physikalischen Eigenschaften. Sie ist ein wesentliches Material in der Elektroindustrie, der Elektronikindustrie, der Industrie für Präzisionsinstrumente und für automatische Kontrollsysteme.

Auf der Grundlage ihrer spezifischen physikalischen Eigenschaften können Präzisionslegierungen in sieben Gruppen eingeteilt werden: weichmagnetische Legierungen, verformte permanentmagnetische Legierungen, elastische Legierungen, Ausdehnungslegierungen, thermische Bimetalle, Widerstandslegierungen und Thermoelementlegierungen.

Die meisten Präzisionslegierungen basieren auf Eisenmetallen, nur einige wenige auf Nichteisenmetallen.

Anmerkung: Wc, Ws, Wmn und Wp sind die Massenanteile von C, S, Mn bzw. P.

FAQs

Wie werden Stähle klassifiziert?

Stahl ist eine Eisen-Kohlenstoff-Legierung mit einem Kohlenstoffgehalt zwischen 0,04% und 2,3%. Um seine Zähigkeit und Plastizität zu gewährleisten, der Kohlenstoffgehalt von Stahl ist in der Regel nicht mehr als 1,7%.

Die wichtigsten Bestandteile von Stahl sind Eisen und Kohlenstoff, zusammen mit anderen Elementen wie Silizium, Mangan, Schwefel und Phosphor.

Die Klassifizierung von Stahl ist vielfältig, und die wichtigsten Methoden umfassen:

Klassifizierung von Stahl

Klassifizierung nach Qualität.

  • Ordinary steel(P≤0.045%,S≤0.050%) 
  • Hochwertiger Stahl(P、S≤0.035%) 
  • Hochwertiger Stahl(P≤0.035%,S≤0.030%) 

Klassifizierung nach chemischer Zusammensetzung.

(1) Kohlenstoffstahl

  • Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt(C≤0.25%)
  • Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt(C≤0.25~0.60%)
  • Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt(C≤0.60%)

(2) Legierter Stahl

  • Niedrig legierter Stahl(Gesamtmenge der Legierungselemente≤5%)
  • Mittellegierter Stahl(Gesamtmenge der Legierungselemente>5~10%)
  • Hochlegierter Stahl(Gesamtmenge der Legierungselemente.>10%)

Klassifizierung nach dem Umformverfahren.

  • Geschmiedeter Stahl
  • Stahlguss
  • Heiß Walzstahl
  • Kaltgezogener Stahl

Klassifizierung nach metallografischer Struktur.

(1) Geglüht

  • Hypostahl(Ferrit +Perlit)
  • Eutektoider Stahl(Perlit)
  • Übereutektoider Stahl(Perlit + Zementit)
  • Ledeburitischer Stahl(Perlit + Zementit)

(2) Normalisiert

  • Perlitischer Stahl
  • Bainit-Stahl
  • Martensitischer Stahl
  • Austenitischer Stahl 

(3) Ohne Phasenwechsel oder teilweisen Phasenwechsel.

Klassifizierung nach Verwendungszweck.

(1) Bau- und Konstruktionsstahl

  • Gewöhnlicher Kohlenstoffbaustahl
  • Niedrig legierter Baustahl.
  • Verstärkter Stahl

(2) Baustahl

a. Mechanische Fertigung von Stahl

  • Gehärteter Baustahl
  • Oberflächenhärtender Baustahl: einschließlich aufgekohlter Stahl, aufgekohlter Stahl, oberflächenhärtender Stahl
  • Freischneiden von Baustahl
  • Kalt plastische Umformung Stahl: Einschließlich kalt gestanzter Stahl, Kaltstauchstahl.

b. Federstahl

c. Lagernder Stahl

(3) Werkzeugstahl

  • Kohlenstoff-Werkzeugstahl.
  • Legierter Werkzeugstahl
  • Hochgeschwindigkeits-Werkzeugstahl

(4) Sonderleistungsstahl

  • Rostfreier säurebeständiger Stahl
  • Hitzebeständiger Stahl: einschließlich oxidationsbeständiger Stahl, feuerfester Stahl, Luftventilstahl;
  • Elektrothermisch legierter Stahl.
  • Abriebfester Stahl
  • Kryogener Stahl
  • Elektrostahl

(5) Stahl für spezielle Anwendungen

Zum Beispiel Stahl für Brücken, Schiffe, Kessel, Druckbehälter, landwirtschaftliche Maschinen, usw.

Umfassende Klassifizierung

(1) Gewöhnlicher Stahl

a. Baustahl aus Kohlenstoff.

  • Q195
  • Q215 (A, B)
  • Q235 (A, B, C)
  • Q255 (A, B)
  • Q275

b. Niedrig legierter Baustahl. 

c. Allgemeiner Baustahl für einen bestimmten Zweck.

(2) Qualitätsstahl (einschließlich Edelstähle)

a. Konstruktionsstahl

  • Qualitätskohlenstoffbaustahl
  • Legierter Baustahl
  • Federstahl
  • Frei -Schneidestahl
  • Lagernder Stahl
  • Hochwertiger Baustahl für einen bestimmten Zweck.

b. Werkzeugstahl

  • Kohlenstoff-Werkzeugstahl.
  • Legierter Werkzeugstahl
  • Hochgeschwindigkeits-Werkzeugstahl

c. Sonderleistungsstahl

  • Rostfreier, säurebeständiger Stahl.
  • Hitzebeständiger Stahl
  • Elektrothermisch legierter Stahl.
  • Elektrostahl
  • Hochmanganhaltiger Stahl

Klassifizierung nach Schmelzverfahren.

(1) Klassifizierung nach den Ofentypen

a. Stahl mit offenem Feuer

  • Saurer Stahl mit offenem Herd
  • Grundlegende Stahlsorten mit offenem Herd

b. Konverterstahl

  • Saurer Bessemerstahl
  • Basis-Bessemerstahl

OR

  • Bodengeblasener Konverterstahl
  • Seitlich geblasener Konverterstahl
  • Top geblasener Konverterstahl

c. Lichtbogenofen-Stahl

  • Elektro-Kunsthochofenstahl
  • Elektroschlacke Ofenstahl
  • Stahl aus dem Induktionsofen
  • Vakuum-Selbstverbrennungsofen Stahl
  • Elektronenstrahl-Ofenstahl

(2) Einstufung nach dem Grad der Desoxidation und nach dem Bewässerungssystem.

  • Stahl mit Rändern
  • Halbberuhigter Stahl
  • Getöteter Stahl
  • Spezialberuhigter Stahl

Weiterführende Lektüre: Art des Metalls

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Shane
Autor

Shane

Gründerin von MachineMFG

Als Gründer von MachineMFG habe ich mehr als ein Jahrzehnt meiner Karriere der metallverarbeitenden Industrie gewidmet. Meine umfangreiche Erfahrung hat es mir ermöglicht, ein Experte auf den Gebieten der Blechverarbeitung, der maschinellen Bearbeitung, des Maschinenbaus und der Werkzeugmaschinen für Metalle zu werden. Ich denke, lese und schreibe ständig über diese Themen und bin stets bestrebt, in meinem Bereich an vorderster Front zu bleiben. Lassen Sie mein Wissen und meine Erfahrung zu einem Gewinn für Ihr Unternehmen werden.

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