Was ist Stahlblech?

1. Was ist Stahlblech?

Stahlblech ist ein flaches Stahlmaterial, das aus geschmolzenem Stahl gegossen und nach dem Abkühlen gepresst wird.

Stahlplatten sind flach und rechteckig und können direkt gewalzt oder aus breiten Stahlbändern geschnitten werden.

Stahlbleche werden nach ihrer Dicke eingeteilt: dünne Bleche sind weniger als 4 Millimeter dick (mit einer Mindestdicke von 0,2 Millimetern), mittelstarke Bleche liegen zwischen 4 und 60 Millimetern und Grobbleche zwischen 60 und 115 Millimetern.

Stahlbleche werden nach dem Walzverfahren eingeteilt: warmgewalzt und kaltgewalzt.

Die Breite von dünnen Blechen liegt zwischen 500 und 1500 Millimetern, während die Breite von dicke Platten reicht von 600 bis 3000 Millimetern.

Dünnbleche werden nach der Art des Stahls eingeteilt, darunter gewöhnlicher Stahl, Qualitätsstahl, legierter Stahl, Federstahl, rostfreier Stahl, Werkzeugstahl und hitzebeständiger Stahl, LagerstahlSiliziumstahl und industrielle Reineisenbleche.

Sie können auch nach spezifischen Anwendungen klassifiziert werden, wie z. B. Ölfassplatten, Emailleplatten, kugelsichere Platten usw.

Darüber hinaus können sie nach der Oberflächenbeschichtung kategorisiert werden, wie z. B. verzinkte Bleche, verzinnte Bleche, verbleite Bleche, Kunststoffverbundbleche und mehr.

2. Dicke

Die Stahlsorten für dicke Stahlbleche sind im Allgemeinen ähnlich wie die für dünne Stahlbleche.

Was jedoch die spezifischen Anwendungen betrifft, so gibt es einige Stahlbleche, die hauptsächlich für dicke Bleche verwendet werden, wie z. B. Brückenbleche, Kesselbleche und Stahlbleche für den Automobilbau, Druckbehälterstahl Bleche und mehrlagige Stahlplatten für Hochdruckbehälter.

Es gibt jedoch einige Arten von Stahlblechen, die sich mit dünnen Blechen überschneiden, wie z. B. Automobilträger-Stahlbleche (2,5-10 Millimeter dick), gemusterte Stahlbleche (2,5-8 Millimeter dick), Edelstahlbleche, hitzebeständige Stahlbleche, usw.

Außerdem können Stahlbleche unterschiedliche Materialzusammensetzungen haben. Nicht alle Stahlbleche sind gleich, und ihre Verwendung hängt von den spezifischen Materialzusammensetzung.

3. Eigenschaften von legiertem Stahl

Mit der Entwicklung von Wissenschaft, Technik und Industrie sind die Anforderungen an die Werkstoffe gestiegen: höhere Festigkeit, Beständigkeit gegen hohe Temperaturen, hohen Druck und niedrige Temperaturen, Korrosionsbeständigkeit, Verschleißfestigkeit und andere besondere physikalische und chemische Eigenschaften. Kohlenstoffstahl allein kann diese Anforderungen nicht vollständig erfüllen.

4. Beschränkungen von Kohlenstoffstahl

(1) Geringe Härtbarkeit: Im Allgemeinen beträgt die maximale Härtbarkeit von wassergehärtetem Kohlenstoffstahl nur etwa 10 mm bis 20 mm im Durchmesser.

(2) Geringe Festigkeit und Streckgrenze: Die Streckgrenze (σs) eines gewöhnlichen Kohlenstoffstahls zum Beispiel Q235 beträgt 235 MPa, während der niedrig legierte Baustahl 16Mn eine Streckgrenze (σs) von über 360 MPa aufweist. Das Verhältnis σs/σb von Stahl 40 beträgt nur 0,43 und ist damit viel niedriger als das von legierter Stahl.

(3) Schlechte Anlassbeständigkeit: Aufgrund der geringen Anlassbeständigkeit sind bei der Anlassbehandlung von Kohlenstoffstahl niedrigere Anlasstemperaturen erforderlich, um eine höhere Festigkeit zu erreichen, was zu einer geringeren Zähigkeit führt. Andererseits sind höhere Anlasstemperaturen erforderlich, um eine bessere Zähigkeit zu erreichen, was jedoch zu einer geringeren Festigkeit führt. Daher ist die gesamte mechanische Eigenschaften von Kohlenstoffstahl sind nicht hoch.

(4) Unfähigkeit, besondere Leistungsanforderungen zu erfüllen: Kohlenstoffstahl hat oft keine guten Eigenschaften in Bezug auf Oxidationsbeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Hitzebeständigkeit, Tieftemperaturbeständigkeit, Verschleißfestigkeit und besondere elektromagnetische Eigenschaften. Er kann die Anforderungen für spezielle Leistungsanforderungen nicht erfüllen.

5. Klassifizierung von legiertem Stahl

Auf der Grundlage des Gehalts an Legierungselementen kann legierter Stahl in folgende Kategorien eingeteilt werden:

  • Niedrig legierter Stahl (Gesamtgehalt an Legierungselementen unter 5%)
  • Mittellegierter Stahl (Gesamtgehalt an Legierungselementen zwischen 5% und 10%)
  • Hochlegierter Stahl (Gesamtgehalt an Legierungselementen über 10%)

Auf der Grundlage der wichtigsten Legierungselemente kann legierter Stahl weiter unterteilt werden in:

  • Chromstahl (Cr-Fe-C)
  • Chrom-Nickel-Stahl (Cr-Ni-Fe-C)
  • Manganstahl (Mn-Fe-C)
  • Siliciummanganstahl (Si-Mn-Fe-C)

Auf der Grundlage des Mikrogefüges kleiner Proben nach dem Normalisieren oder im Gusszustand kann legierter Stahl in verschiedene Kategorien eingeteilt werden:

Je nach Anwendung kann legierter Stahl in folgende Kategorien eingeteilt werden:

  • Legierter Baustahl
  • Legierter Werkzeugstahl
  • Sonderleistungsstahl

6. Nummerierung

Die Kohlenstoffgehalt wird durch einen numerischen Wert am Anfang der Sorte angegeben. Bei Baustahl wird der Kohlenstoffgehalt mit zwei Dezimalstellen als Zehntausendstel-Einheit angegeben (z. B. entspricht 45 einem Kohlenstoffgehalt von 0,0045%).

Bei Werkzeugstahl und Spezialstahl wird der Kohlenstoffgehalt mit einer Dezimalstelle als Tausendstel angegeben, es sei denn, der Kohlenstoffgehalt übersteigt 1%.

Nach der Angabe des Kohlenstoffgehalts werden die chemischen Symbole der wichtigsten Legierungselemente verwendet, um deren Gehalt darzustellen, gefolgt von numerischen Werten. Liegt der durchschnittliche Gehalt unter 1,5%, wird er nicht angegeben. Liegt der durchschnittliche Gehalt zwischen 1,5% und 2,49%, 2,5% und 3,49% usw., wird er mit 2, 3 usw. angegeben.

40Cr steht beispielsweise für einen durchschnittlichen Kohlenstoffgehalt von 0,40% und einen Chromgehalt unter 1,5%. 5CrMnMo steht für einen durchschnittlichen Kohlenstoffgehalt von 0,5% und einen Chrom-, Mangan- und Molybdängehalt von weniger als 1,5%.

Für Spezialstahl wird das chinesische Pinyin-Präfix verwendet, das den Verwendungszweck angibt. Zum Beispiel wird "G" vor der Stahlsorte hinzugefügt, um Lagerstahl zu bezeichnen. GCr15 steht für Wälzlagerstahl mit einem Kohlenstoffgehalt von etwa 1,0% und einem Chromgehalt von etwa 1,5% (eine Ausnahme, da der Chromgehalt in Tausendstel ausgedrückt wird).

Y40Mn steht für Automatenstahl mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,4% und einem Mangangehalt unter 1,5%.

Bei hochwertigem Stahl wird der Buchstabe "A" am Ende der Stahlsorte hinzugefügt. Zum Beispiel: 20Cr2Ni4A.

7. Legieren von Stahl

Nach der Zugabe von Legierungselementen zu Stahl kommt es zu einer Wechselwirkung zwischen den Basiselementen Eisen und Kohlenstoff und den zugesetzten Legierungselementen.

Der Zweck des Legierens von Stahl besteht darin, die Wechselwirkung zwischen Legierungselementen und Eisen-Kohlenstoff sowie ihre Auswirkungen auf das Eisen-Kohlenstoff-Phasendiagramm und die Wärmebehandlung zu nutzen, um die Struktur und die Eigenschaften des Stahls zu verbessern.

Wechselwirkungen zwischen Legierungselementen, Eisen und Kohlenstoff

Nach der Zugabe von Legierungselementen zum Stahl liegen sie hauptsächlich in drei Formen vor: gelöst im Eisen, wobei Karbide gebildet werden, oder in hochlegierten Stählen, wobei sie möglicherweise intermetallische Verbindungen bilden.

1. Gelöst in Eisen:

Fast alle Legierungselemente (außer Pb) können sich in Eisen auflösen und dabei Legierungsferrit oder Legierungsaustenit bilden. Je nach ihrer Wirkung auf α-Fe oder γ-Fe lassen sich die Legierungselemente in zwei Kategorien einteilen: Elemente, die den γ-Phasenbereich erweitern, und Elemente, die den γ-Phasenbereich zusammenziehen.

Zu den Elementen, die den γ-Phasenbereich erweitern und auch als Austenitstabilisatoren bezeichnet werden, gehören Mn, Ni, Co, C, N, Cu usw. Sie senken die A3-Temperatur (Umwandlungstemperatur von γ-Fe in α-Fe) und erhöhen die A4-Temperatur (Umwandlungstemperatur von γ-Fe). Dadurch wird der Bereich der γ-Phase erweitert.

Unter ihnen können Ni und Mn, wenn sie in bestimmten Mengen zugesetzt werden, den γ-Phasenbereich unter Raumtemperatur ausdehnen, wodurch der α-Phasenbereich verschwindet. Sie werden als Elemente bezeichnet, die den γ-Phasenbereich vollständig ausdehnen.

Andere Elemente wie C, N, Cu usw. können den γ-Phasenbereich teilweise ausdehnen, jedoch nicht bis zur Raumtemperatur, weshalb sie als Elemente bezeichnet werden, die den γ-Phasenbereich teilweise ausdehnen.

Zu den Elementen, die den γ-Phasenbereich zusammenziehen und auch als Ferritstabilisatoren bekannt sind, gehören Cr, Mo, W, V, Ti, Al, Si, B, Nb, Zr usw. Sie erhöhen die A3-Temperatur und senken die A4-Temperatur (mit Ausnahme von Chrom, bei dem die A3-Temperatur abnimmt, wenn der Chromgehalt unter 7% liegt, aber rasch ansteigt, wenn er 7% übersteigt).

Dadurch wird der Bereich der γ-Phase eingeengt und der Stabilitätsbereich des Ferrits vergrößert. Auf der Grundlage ihrer Auswirkungen können sie weiter in Elemente, die den Bereich der γ-Phase vollständig zusammenziehen (z. B. Cr, Mo, W, V, Ti, Al, Si) und Elemente, die den Bereich der γ-Phase teilweise zusammenziehen (z. B. B, Nb, Zr), unterteilt werden.

2. Legierungselemente, die Karbide bilden, lassen sich aufgrund ihrer Affinität zum Kohlenstoff im Stahl in zwei Hauptgruppen einteilen: karbidbildende Elemente und nicht-karbidbildende Elemente.

Zu den üblichen nicht-karbidbildenden Elementen gehören Ni, Co, Cu, Si, Al, N und B. Diese lösen sich im Wesentlichen in Ferrit und Austenit auf. Häufige karbidbildende Elemente sind Mn, Cr, W, V, Nb, Zr, Ti usw. (in der Reihenfolge der Stabilität der gebildeten Karbide, vom schwächsten zum stärksten). Im Stahl löst sich ein Teil von ihnen in der Matrixphase auf, ein anderer Teil bildet Legierungskarbide. Wenn sie in großen Mengen vorhanden sind, können sie neue Legierungskarbide bilden.

Auswirkungen

Auswirkungen auf den Bereich von Austenit und Ferrit:

Elemente, die den γ-Phasenbereich vergrößern oder verkleinern, haben auch eine ähnliche Wirkung auf den γ-Phasenbereich im Fe-Fe3C-Phasendiagramm. Ein hoher Gehalt an Ni oder Mn kann bei Raumtemperatur zu einer einphasigen Austenitstruktur führen (z. B. austenitischer nichtrostender Stahl 1Cr18Ni9 und hochmanganhaltiger Stahl ZGMn13).

Andererseits kann es, wenn Cr, Ti, Si usw. eine bestimmte Konzentration überschreiten, zur Bildung einer einphasigen Ferritstruktur bei Raumtemperatur führen (z. B. 1Cr17Ti-Hochchrom ferritischer rostfreier Stahl).

Auswirkungen auf die kritischen Punkte (S- und E-Punkte) im Fe-Fe3C-Phasendiagramm:

Elemente, die den γ-Phasenbereich erweitern, senken die eutektoide Umwandlungstemperatur (S-Punkt) im Fe-Fe3C-Phasendiagramm, während Elemente, die den γ-Phasenbereich verkleinern, die eutektoide Umwandlungstemperatur erhöhen.

Fast alle Legierungselemente senken den Kohlenstoffgehalt am eutektoiden Punkt (S) und am eutektischen Punkt (E) und verschieben sie nach links. Die Wirkung starker karbidbildender Elemente ist besonders ausgeprägt.

Auswirkungen auf die Wärmebehandlung von Stahl:

Legierungselemente können die Phasenumwandlungen beeinflussen, die bei der Wärmebehandlung von Stahl auftreten.

1. Auswirkungen auf die Phasenumwandlung beim Erhitzen:

Legierungselemente können die Geschwindigkeit der Austenitbildung und die Größe der Austenitkörner beim Erhitzen beeinflussen.

(1) Einfluss auf die Geschwindigkeit der Austenitbildung:

Stark karbidbildende Elemente wie Cr, Mo, W, V bilden unlösliche Legierungskarbide im Austenit und verlangsamen die Austenitbildung erheblich. Teilweise nichtkarbidbildende Elemente wie Co, Ni verbessern die Kohlenstoffdiffusion und beschleunigen die Bildung von Austenit. Legierungselemente wie Al, Si, Mn haben nur geringe Auswirkungen auf die Geschwindigkeit der Austenitbildung.

(2) Einfluss auf die Größe der Austenitkörner:

Die meisten Legierungselemente behindern das Wachstum von Austenitkörnern, jedoch in unterschiedlichem Maße. Elemente wie V, Ti, Nb, Zr behindern das Kornwachstum stark, während Elemente wie W, Mn, Cr das Kornwachstum mäßig behindern. Elemente wie Si, Ni, Cu haben wenig Einfluss auf das Kornwachstum, während Elemente wie Mn, P das Kornwachstum fördern.

2. Auswirkungen auf die Umwandlung von unterkühltem Austenit:

Mit Ausnahme von Co erhöhen fast alle Legierungselemente die Stabilität von unterkühltem Austenit und verzögern die Umwandlung in Perlit. Dies führt zu einer Rechtsverschiebung der C-Kurvewas auf eine verbesserte Härtbarkeit des Stahls hinweist.

Zu den üblichen Elementen, die zur Verbesserung der Härtbarkeit verwendet werden, gehören Mo, Mn, Cr, Ni, Si, B. Es ist zu beachten, dass die Legierungselemente die Härtbarkeit nur verbessern können, wenn sie vollständig im Austenit gelöst sind. Wenn sie nicht vollständig gelöst sind, können Karbide zum Kern von Perlit werden und die Härtbarkeit verringern.

Darüber hinaus hat die kombinierte Zugabe mehrerer Legierungselemente (z. B. Cr-Mn-Stahl, Cr-Ni-Stahl) eine viel stärkere Wirkung auf die Härtbarkeit als einzelne Elemente.

Mit Ausnahme von Co und Al senken die meisten Legierungselemente die Ms- und Mf-Punkte. Die Reihenfolge ihres Einflusses ist Mn, Cr, Ni, Mo, W, Si. Unter ihnen hat Mn die stärkste Wirkung, während Si keine praktische Wirkung hat.

Das Absenken der Punkte Ms und Mf erhöht die Menge der Restaustenit nach dem Abschrecken. Wenn eine übermäßige Menge an Restaustenit vorhanden ist, kann dieser einer Tieftemperaturbehandlung (Abkühlung unter den Mf-Punkt) unterzogen werden, um ihn in Martensit oder mehrere Temperierungsprozesse durchlaufen.

Im letzteren Fall kann die Ausscheidung von Legierungskarbiden aus dem Restaustenit zu einem Anstieg der Ms- und Mf-Punkte führen, die sich beim Abkühlen in Martensit oder Bainit umwandeln können (ein Vorgang, der als Sekundärhärtung bezeichnet wird).

3. Auswirkungen auf die Temperierungsumwandlung:

(1) Verbesserte Temperierungsstabilität:

Legierungselemente können die Zersetzung von Martensit und die Umwandlung von Restaustenit beim Anlassen verzögern (d. h., sie beginnen mit der Zersetzung und Umwandlung bei höheren Temperaturen). Sie erhöhen auch die Rekristallisationstemperatur des Ferrits und erschweren so die Koaleszenz und das Wachstum von Karbiden.

Dadurch wird die Beständigkeit des Stahls gegen Erweichung beim Anlassen erhöht, was seine Anlaßstabilität verbessert. Zu den Legierungselementen mit starkem Einfluss auf die Anlassbeständigkeit gehören V, Si, Mo, W, Ni, Co.

(2) Sekundärhärtung:

Bei einigen hochlegierten Stählen mit hohem Mo-, W- und V-Gehalt nimmt die Härte nicht monoton mit steigender Anlasstemperatur ab, sondern beginnt nach Erreichen einer bestimmten Temperatur (etwa 400 °C) zuzunehmen und erreicht bei einer höheren Temperatur (im Allgemeinen etwa 550 °C) einen Spitzenwert.

Dieses Phänomen wird als Sekundärhärtung beim Anlassen bezeichnet und hängt mit der Art der beim Anlassen gebildeten Ausscheidungen zusammen. Wenn die Anlasstemperatur unter 450 °C liegt, scheiden sich im Stahl Karbide aus.

Oberhalb von 450 °C lösen sich die Karbide auf, und es fallen stabile feuerfeste Karbide wie Mo2C, W2C und VC aus, wodurch die Härte wieder zunimmt. Dies wird als Ausscheidungshärtung bezeichnet.

Eine Sekundärhärtung kann auch durch die sekundäre Abschreckung von Restaustenit während des Abkühlungsprozesses nach dem Anlassen auftreten.

Elemente, die eine sekundäre Härtung verursachen:

Ursachen der Sekundärhärtung: Legierungselemente

Umwandlung von Restaustenit: Ausscheidungshärtung: Mn, Mo, W, Cr, Ni, Co①, V V, Mo, W, Cr, Ni, Co.

①Wirksam nur bei hohen Konzentrationen und in Gegenwart anderer Legierungselemente, die in der Lage sind, dispergierte intermetallische Verbindungen zu bilden.

(3) Erhöhte Sprödigkeit des Temperaments:

Wie Kohlenstoffstahl kann auch legierter Stahl im Anlaßfall spröde werden, wobei dies oft stärker ausgeprägt ist. Dies ist eine nachteilige Auswirkung von Legierungselementen. Die zweite Art der Anlasssprödigkeit (Hochtemperaturanlasssprödigkeit), die zwischen 450°C und 600°C auftritt, ist in erster Linie auf eine starke Entmischung bestimmter Verunreinigungselemente und der Legierungselemente selbst an den ursprünglichen Austenitkorngrenzen zurückzuführen.

Sie tritt häufig bei legierten Stählen auf, die Elemente wie Mn, Cr, Ni enthalten. Diese Art von Sprödigkeit ist reversibel, und eine schnelle Abkühlung (normalerweise Ölabschreckung) nach dem Anlassen kann das Auftreten dieser Sprödigkeit verhindern. Die Zugabe geeigneter Mengen an Mo oder W (0,5% Mo, 1% W) kann diese Art von Sprödigkeit ebenfalls wirksam beseitigen.

Auswirkungen von Legierungselementen auf die Mechanische Eigenschaften von Stahl:

Einer der Hauptzwecke der Zugabe von Legierungselementen besteht darin, die Festigkeit des Stahls zu erhöhen. Um die Festigkeit zu erhöhen, werden Anstrengungen unternommen, den Widerstand gegen Versetzungsbewegungen zu erhöhen.

Die wichtigsten Verfestigungsmechanismen in Metallen sind die Verfestigung in Mischkristallen, die Verfestigung durch Versetzungen, die Verfestigung durch Kornfeinung und die Verfestigung in der zweiten Phase (Ausscheidungen und Dispersionen). Legierungselemente nutzen diese Verfestigungsmechanismen, um ihre Verfestigungswirkung zu erzielen.

1. Auswirkungen auf die mechanischen Eigenschaften von Stahl im geglühten Zustand:

Im geglühten Zustand sind die Grundphasen des Baustahls Ferrit und Karbide. Die Legierungselemente lösen sich im Ferrit auf, bilden legierten Ferrit und erreichen Festigkeit und Härte Verbesserung durch Mischkristallverfestigung. Dies verringert jedoch auch die Plastizität und Zähigkeit des Stahls.

2. Auswirkungen auf die mechanischen Eigenschaften von Stahl im normalisierten Zustand:

Durch die Zugabe von Legierungselementen wird der Kohlenstoffgehalt am eutektoiden Punkt gesenkt, wodurch sich die C-Kurve nach rechts verschiebt. Dadurch erhöht sich der Anteil an Perlit im Gefüge und verringert sich der interlamellare Abstand, was zu einer höheren Festigkeit und einer geringeren Duktilität führt. Im normalisierten Zustand weist der legierte Stahl jedoch keine signifikante Überlegenheit gegenüber Kohlenstoffstahl auf.

3. Auswirkungen auf die mechanischen Eigenschaften von Stahl in der abgeschreckt und vergütet Zustand:

Die verstärkende Wirkung von Legierungselementen ist am stärksten bei vergüteter Stahl weil es alle vier Verfestigungsmechanismen vollständig ausnutzt. Beim Abschrecken bildet sich Martensit, und beim Anlassen scheiden sich Karbide aus, was zu einer starken Verfestigung in der zweiten Phase führt.

Gleichzeitig wird dadurch die Zähigkeit des Stahls erheblich verbessert. Daher ist die Gewinnung von Martensit und dessen Anlassen die wirtschaftlichste und wirksamste Methode zur umfassenden Verfestigung von Stahl.

Der Hauptzweck der Zugabe von Legierungselementen zum Stahl besteht darin, seine Härtbarkeit zu verbessern und die leichte Bildung von Martensit beim Abschrecken zu gewährleisten.

Der sekundäre Zweck ist die Verbesserung der Anlaßstabilität, die die Beibehaltung des Martensits bei höheren Temperaturen und die Bildung feinerer, gleichmäßigerer und stabilerer Karbidausscheidungen beim Anlassen ermöglicht. Infolgedessen weist legierter Stahl unter ähnlichen Bedingungen eine höhere Festigkeit auf als Kohlenstoffstahl.

Auswirkungen von Legierungselemente über die technologischen Eigenschaften von Stahl

1. Einfluss von Legierungselementen auf die Gießbarkeit von Stahl

Je niedriger die Temperatur der festen und flüssigen Phasenlinien und je enger der Kristallisationstemperaturbereich, desto besser ist die Gießbarkeit des Stahls. Die Auswirkungen der Legierungselemente auf die Gießbarkeit hängen in erster Linie von ihren Auswirkungen auf das Fe-Fe3C-Phasendiagramm ab.

Darüber hinaus bilden viele Elemente wie Cr, Mo, V, Ti, Al Karbide mit hohem Schmelzpunkt oder Oxidpartikel im Stahl, die die Viskosität des Stahls erhöhen, seine Fließfähigkeit verringern und seine Gießbarkeit verschlechtern.

2. Einfluss von Legierungselementen auf die plastische Verformbarkeit von Stahl

Kunststoffverformung umfasst die Warm- und Kaltverarbeitung. Im Mischkristall gelöste oder Karbide bildende Legierungselemente (wie Cr, Mo, W usw.) erhöhen die Widerstandsfähigkeit des Stahls gegen thermische Verformung und verringern seine Warmverformbarkeit erheblich, wodurch er anfällig für Schmiederisse wird. Die Warmverformbarkeit von allgemeinem legiertem Stahl ist viel schlechter als die von Kohlenstoffstahl.

3. Einfluss der Legierungselemente auf die Schweißbarkeit von Stahl

Legierungselemente erhöhen die Härtbarkeit des Stahls, fördern die Bildung spröder Strukturen (Martensit) und verschlechtern die Schweißbarkeit. Das Vorhandensein eines geringen Anteils an Ti und V im Stahl kann jedoch seine Schweißbarkeit verbessern.

4. Einfluss von Legierungselementen auf die Zerspanbarkeit von Stahl

Die Bearbeitbarkeit hängt eng mit der Härte des Stahls zusammen, und der geeignete Härtebereich für die spanende Bearbeitung von Stahl liegt zwischen 170HB und 230HB. Im Allgemeinen ist die Zerspanbarkeit von legiertem Stahl schlechter als die von Kohlenstoffstahl. Der Zusatz von S, P, Pb und anderen Elementen kann jedoch die Bearbeitbarkeit von Stahl erheblich verbessern.

5. Einfluss von Legierungselementen auf die Wärmebehandlungsfähigkeit von Stahl

Die Wärmebehandlungsfähigkeit spiegelt die Schwierigkeit der Wärmebehandlung von Stahl und die Neigung zur Entstehung von Fehlern wider. Sie umfasst hauptsächlich die Härtbarkeit, die Überhitzungsempfindlichkeit, die Neigung zur Sprödigkeit und die Oxidation. Entkohlung Tendenz.

Legierter Stahl weist eine hohe Härtbarkeit auf, und beim Abschrecken kann eine relativ langsame Abkühlungsmethode angewandt werden, um die Verformung und Rissneigung des Werkstücks zu verringern. Der Zusatz von Mangan und Silizium erhöht die Überhitzungsempfindlichkeit des Stahls.

8. Legierter Baustahl

Die Stahlsorte, die für die Herstellung wichtiger Konstruktionen und Maschinenteile verwendet wird, wird als legierter Baustahl bezeichnet. Dazu gehören vor allem niedrig legierter Baustahl, legierter Aufkohlungsstahl, legierter Vergütungsstahl, legierter Federstahl und Wälzlagerstahl.

Niedrig legierter Baustahl

(auch bekannt als niedrig legierter Stahl, HSLA)

1. Anwendungen

Es wird vor allem bei der Herstellung von Brücken, Schiffen, Fahrzeugen, Kesseln, Hochdruckbehältern, Öl- und Gasleitungen, großen Stahlkonstruktionen und vielem mehr verwendet.

2. Leistungsanforderungen

(1) Hohe Festigkeit: Die Streckgrenze liegt im Allgemeinen über 300 MPa.

(2) Hohe Zähigkeit: Eine Dehnungsrate von 15%-20% ist erforderlich, mit einer Kerbschlagzähigkeit bei Raumtemperatur von über 600kJ/m bis 800kJ/m. Für große geschweißte Bauteile ist eine höhere Bruchzähigkeit erforderlich.

(3) Gute Schweißbarkeit und Kaltumformung Fähigkeiten.

(4) Niedrige Kalt-Spröd-Übergangstemperatur.

(5) Ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit.

3. Zusammensetzung Merkmale

(1) Niedriger Kohlenstoffgehalt: Aufgrund der hohen Anforderungen an Zähigkeit, Schweißbarkeit und Kaltumformbarkeit sollte der Kohlenstoffgehalt 0,20% nicht überschreiten.

(2) Der Zusatz von Mangan als Hauptlegierungselement.

(3) Zusatz von Niob, Titanoder Vanadium als Hilfselemente: Geringe Mengen an Niob, Titan oder Vanadium, die im Stahl feine Karbide oder Carbonitride bilden, tragen zu feinen Ferritkörnern bei und verbessern die Festigkeit und Zähigkeit des Stahls. Die Zugabe geringer Mengen von Kupfer (≤0,4%) und Phosphor (ca. 0,1%) erhöht die Korrosionsbeständigkeit. Der Zusatz von Spurenelementen der Seltenen Erden erleichtert die Entschwefelung und Entgasung, reinigt den Stahl und verbessert seine Zähigkeit und Verarbeitbarkeit.

4. Gängige niedrig legierte Baustahlsorten

16Mn ist der in China am häufigsten verwendete und hergestellte niedrig legierte hochfeste Stahl. Es handelt sich um eine Ferrit-Perlit-Struktur mit feinen Körnern, die eine Festigkeit bietet, die etwa 20%-30% höher ist als bei herkömmlichen Kohlenstoff-Strukturen. Stahl Q235und eine 20%-38% höhere atmosphärische Korrosionsbeständigkeit.

15MnVN ist die am häufigsten verwendete Stahlsorte mittlerer Festigkeit. Er weist eine höhere Festigkeit sowie eine gute Zähigkeit, Schweißbarkeit und Tieftemperaturzähigkeit auf und wird daher häufig für die Herstellung von Brücken, Kesseln, Schiffen und anderen großen Konstruktionen verwendet.

Sobald die Festigkeit 500 MPa übersteigt, reichen Ferrit- und Perlitstrukturen nicht mehr aus, so dass ein kohlenstoffarmer Bainitstahl entsteht. Die Zugabe von Elementen wie Cr, Mo, Mn, B trägt zur Bildung einer bainitischen Struktur unter Luftkühlungsbedingungen bei, die eine höhere Festigkeit, bessere Verformbarkeit und Schweißbarkeit bietet und häufig in Hochdruckkesseln, Hochdruckbehältern usw. verwendet wird.

5. Merkmale der Wärmebehandlung

Diese Stahlsorte wird im Allgemeinen im warmgewalzten, luftgekühlten Zustand verwendet, ohne dass eine spezielle Wärmebehandlung erforderlich ist. Das Mikrogefüge im Arbeitszustand ist typischerweise Ferrit + Sorbit.

Legierter, aufgekohlter Stahl

1. Anwendungen

Vor allem bei der Herstellung von Maschinenteilen wie Getrieberädern in Automobilen und Traktoren, Nockenwellen und Kolbenbolzen in Verbrennungsmotoren verwendet. Diese Teile unterliegen im Betrieb einer starken Reibung und Abnutzung und sind gleichzeitig erheblichen Wechselbelastungen, insbesondere Stoßbelastungen, ausgesetzt.

2. Leistungsanforderungen

(1) Die aufgekohlte Oberflächenschicht weist eine hohe Härte auf, um eine ausgezeichnete Verschleißfestigkeit und Beständigkeit gegen Kontaktermüdung zu gewährleisten, während gleichzeitig eine angemessene Plastizität und Zähigkeit erhalten bleibt.

(2) Der Kern hat eine hohe Zähigkeit und eine ausreichend hohe Festigkeit. Ist die Zähigkeit des Kerns unzureichend, kann er bei Stoßbelastungen oder Überlastungen leicht brechen; ist die Festigkeit unzureichend, kann die spröde aufgekohlte Schicht brechen und abblättern.

(3) Gute Wärmebehandlung Verarbeitbarkeit. Bei hohen Aufkohlungstemperaturen (900℃ bis 950℃), Austenitkörner nicht leicht wachsen, und haben gute Härtbarkeit.

3. Zusammensetzung Merkmale

(1) Niedriger Kohlenstoffgehalt: Der Kohlenstoffgehalt beträgt typischerweise 0,10% bis 0,25%, was eine ausreichende Plastizität und Zähigkeit im Kern des Teils gewährleistet.

(2) Zusatz von Legierungselementen zur Verbesserung der Härtbarkeit: Übliche Zusätze sind Cr, Ni, Mn, B, usw.

(3) Zugabe von Elementen zur Hemmung des Wachstums von Austenitkörnern: Dies beinhaltet in der Regel die Zugabe kleiner Mengen starker karbidbildender Elemente wie Ti, V, W, Mo usw., um stabile Legierungskarbide zu bilden.

4. Stahlarten und -sorten

20Cr ist ein legierter, aufgekohlter Stahl mit geringer Härtbarkeit. Die Härtbarkeit dieser Art von Stahl ist niedrig, mit niedriger Kernfestigkeit.

20CrMnTi ist ein legierter, aufgekohlter Stahl mit mittlerer Härtbarkeit. Diese Stahlsorte hat eine höhere Härtbarkeit, weniger Überhitzungsempfindlichkeit, eine gleichmäßige Aufkohlungsübergangsschicht und weist gute mechanische und Verarbeitungseigenschaften auf.

18Cr2Ni4WA und 20Cr2Ni4A sind hochhärtbare legierte Aufkohlungsstähle. Diese Arten von Stahl enthalten mehr Cr- und Ni-Elemente, haben eine sehr hohe Härtbarkeit und weisen eine ausgezeichnete Zähigkeit und Kälteschlagzähigkeit auf.

5. Wärmebehandlung und organisatorische Leistung

Der Wärmebehandlungsprozess für legierten, aufgekohlten Stahl umfasst in der Regel Aufkohlen, gefolgt von direktem Abschrecken und anschließendem Anlassen bei niedriger Temperatur. Nach der Wärmebehandlung besteht die aufgekohlte Oberflächenschicht aus Legierungskarbiden, angelassenem Martensit und einer geringen Menge Restaustenit mit einer Härte von 60 bis 62 HRC.

Das Kerngefüge hängt von der Härtbarkeit des Stahls und den Querschnittsabmessungen des Teils ab. Wenn er vollständig gehärtet ist, besteht er aus angelassenem Martensit mit niedrigem Kohlenstoffgehalt und einer Härte von 40HRC bis 48HRC; in den meisten Fällen besteht er aus Bainit, angelassenem Martensit und einer geringen Menge Ferrit mit einer Härte von 25HRC bis 40HRC. Die Zähigkeit des Kerns ist im Allgemeinen höher als 700KJ/m2.

Legierter, vergüteter Stahl

1. Anwendungen

Legierter Vergütungsstahl wird in großem Umfang zur Herstellung verschiedener kritischer Teile in Automobilen, Traktoren, Werkzeugmaschinen und anderen Maschinen verwendet, wie z. B. Zahnräder, Wellen, Pleuelstangen und Bolzen.

2. Leistungsanforderungen

Die meisten vergüteten Teile werden mehrfach beansprucht, die Belastungssituation ist relativ komplex und erfordert umfassende mechanische Eigenschaften, d. h. hohe Festigkeit, gute Plastizität und Zähigkeit. Legierter Vergütungsstahl muss auch eine gute Härtbarkeit aufweisen. Die verschiedenen Teile haben jedoch unterschiedliche Belastungsbedingungen, so dass die Anforderungen an die Härtbarkeit unterschiedlich sind.

3. Zusammensetzung Merkmale

(1) Mittlerer Kohlenstoff: Der Kohlenstoffgehalt liegt im Allgemeinen zwischen 0,25% und 0,50%, wobei 0,4% am häufigsten vorkommt.

(2) Zusatz der Elemente Cr, Mn, Ni, Si usw. zur Verbesserung der Härtbarkeit: Diese Legierungselemente verbessern nicht nur die Härtbarkeit, sondern bilden auch Legierungsferrit, wodurch die Festigkeit des Stahls erhöht wird. Zum Beispiel ist die Leistung von 40Cr-Stahl nach dem Vergüten ist viel höher als die von 45er Stahl.

(3) Zusatz von Elementen zur Verhinderung von Anlaßsprödigkeit zweiter Klasse: Legierter Vergütungsstahl, der Ni, Cr, Mn enthält, neigt zu zweitklassiger Anlasssprödigkeit, wenn er nach dem Hochtemperaturanlassen langsam abgekühlt wird. Die Zugabe von Mo, W zu Stahl kann Sprödigkeit zweiter Klasse beim Anlassen verhindern, mit einem geeigneten Gehalt von etwa 0,15% bis 0,30% Mo oder 0,8% bis 1,2% W.

Vergleich der Leistungsfähigkeit von Stahl 45 und Stahl 40Cr nach dem Vergüten:

  • 45 Stahl 850℃ Wasserabschrecken, 550℃ Anlassen f50: 700 MPa Streckgrenze, 500 MPa Zugfestigkeit, 15% Dehnung, 45% Flächenabnahme, 700kJ/m2 Kerbschlagzähigkeit.
  • 40Cr Stahl 850℃ Ölabschrecken, 570℃ Anlassen f50 (Kern): 850 MPa Streckgrenze, 670 MPa Zugfestigkeit, 16% Dehnung, 58% Flächenabnahme, 1000kJ/m2 Kerbschlagzähigkeit.

4. Stahlarten und -sorten

(1) 40Cr-Stahl mit niedriger Härtbarkeit, vergütet und angelassen: Der kritische Durchmesser dieser Stahlsorte beim Ölabschrecken beträgt 30 mm bis 40 mm und wird für die Herstellung kritischer Teile allgemeiner Größe verwendet.

(2) 35CrMo legierter Vergütungsstahl mit mittlerer Härtbarkeit: Der kritische Durchmesser dieser Stahlsorte beim Ölabschrecken liegt bei 40 bis 60 mm. Der Zusatz von Molybdän verbessert nicht nur die Härtbarkeit, sondern verhindert auch die Sprödigkeit beim Anlassen zweiter Klasse.

(3) 40CrNiMo hochhärtbarer legierter Vergütungsstahl: Der kritische Durchmesser dieser Stahlsorte beim Ölabschrecken liegt bei 60 bis 100 mm, meist CrNi-Stahl. Die Zugabe einer angemessenen Menge an Molybdän zu CrNi-Stahl sorgt nicht nur für eine gute Härtbarkeit, sondern beseitigt auch die Sprödigkeit beim Anlassen zweiter Klasse.

5. Wärmebehandlung und organisatorische Leistung

Die abschließende Wärmebehandlung von legiertem Vergütungsstahl ist das Abschrecken und Anlassen bei hoher Temperatur (Vergütungsbehandlung). Legierter Vergütungsstahl hat eine höhere Härtbarkeit und wird in der Regel in Öl abgeschreckt. Wenn die Härtbarkeit besonders hoch ist, kann sogar eine Luftkühlung verwendet werden, was die Fehler bei der Wärmebehandlung reduziert.

Die endgültige Leistung von legiertem vergütetem Stahl hängt von der Anlasstemperatur ab. Im Allgemeinen wird das Anlassen bei 500℃-650℃ angenommen. Durch die Wahl der Anlasstemperatur kann die gewünschte Leistung erzielt werden. Um Sprödigkeit beim Anlassen zweiter Klasse zu vermeiden, ist eine schnelle Abkühlung nach dem Anlassen (Wasser- oder Ölkühlung) von Vorteil, um die Zähigkeit zu verbessern.

Das Gefüge des legierten Vergütungsstahls nach der herkömmlichen Wärmebehandlung ist angelassener Sorbit. Für Teile, deren Oberfläche verschleißfest sein muss (z. B. Zahnräder und Spindeln), wird eine Oberflächenabschreckung durch Induktionserwärmung und ein Anlassen bei niedriger Temperatur durchgeführt, und die Oberflächenstruktur ist angelassener Martensit. Die Oberflächenhärte kann 55HRC bis 58HRC erreichen.

Die Streckgrenze von legiertem Vergütungsstahl beträgt nach dem Vergüten etwa 800 MPa, die Schlagzähigkeit etwa 800 kJ/m2, und die Kernhärte kann 22 bis 25 HRC erreichen. Wenn die Querschnittsgröße groß und nicht abgeschreckt ist, wird die Leistung erheblich reduziert.

9. Stahlplatte Kategorien

Klassifizierung von Stahlplatten (einschließlich Bandstahl):

Nach Dicke:

(1) Dünnblech mit einer Dicke von nicht mehr als 3 mm (ausgenommen Elektrostahlblech)

(2) Mittlere Platte, Dicke zwischen 4-20mm

(3) Dickes Blech, Dicke zwischen 20-60mm

(4) Extra dickes Blech mit einer Dicke von mehr als 60 mm

Nach Produktionsmethode:

(1) Warmgewalztes Stahlblech

(2) Kaltgewalztes Stahlblech

Nach Oberflächeneigenschaften:

(1) Verzinktes Blech (feuerverzinktes Blech, elektroverzinktes Blech)

(2) Verzinntes Blech

(3) Stahlplatte aus Verbundwerkstoff

(4) Farbig beschichtetes Stahlblech

Nach Gebrauch:

(1) Brückenstahlplatte

(2) Kesselblech

(3) Stahlblech für den Schiffbau

(4) Panzerstahlplatte

(5) Automobile Stahlplatte

(6) Bedachungsstahlblech

 (7) Konstruktionsstahlblech

(8) Elektrostahlblech (Silizium-Stahlblech)

(9) Federstahlplatte

(10) Hitzebeständige Stahlplatte

(11) Legiertes Stahlblech

 (12) Sonstiges

Gängige japanische Marken

Gängige Marken im Bereich allgemeiner und mechanischer Baustahlbleche

1. Bei den japanischen Stahlwerkstoffen (JIS-Reihe) besteht der Markenname des üblichen Baustahls aus drei Teilen:

  • Der erste Teil gibt das Material an, z. B. steht S (Steel) für Stahl, F (Ferrum) für Eisen;
  • Der zweite Teil steht für verschiedene Formen, Typen und Verwendungszwecke, z. B. P (Plate) für Platte, T (Tube) für Rohr, K (Kogu) für Werkzeug;
  • Der dritte Teil gibt die Kennzahl an, im Allgemeinen die Mindestzugfestigkeit.

Beispiel: SS400 - das erste S steht für Stahl, das zweite S für "Struktur" und 400 für die Mindestzugfestigkeit von 400 MPa, was zusammengenommen für gewöhnlichen Baustahl mit einer Zugfestigkeit von 400 MPa steht.

2. SPHC - die Anfangsbuchstaben S stehen für Steel (Stahl), P für Plate (Blech), H für Heat (Wärme) und C für Commercial (Handel) und bezeichnen gemeinsam warmgewalztes Stahlblech und -band für allgemeine Zwecke.

3. SPHD - steht für Stanzen unter Verwendung von warmgewalztem Stahlblech und -band.

4. SPHE - steht für Tiefziehen unter Verwendung von warmgewalztem Stahlblech und -band.

5. SPCC - steht für allgemein verwendbares kaltgewalztes Feinblech und Band aus Kohlenstoffstahl. Der dritte Buchstabe C ist die Abkürzung für Cold. Um den Zugversuch zu gewährleisten, wird am Ende der Marke ein T hinzugefügt, so dass SPCCT entsteht.

6. SPCD - steht für die Verwendung von kaltgewalzten dünnen Blechen und Bändern aus Kohlenstoffstahl, die Chinas 08AL (13237) hochwertigem Kohlenstoffbaustahl entsprechen.

7. SPCE - steht für tiefgezogene, kaltgewalzte Kohlenstoffstahl-Dünnbleche und -Bänder, gleichwertig mit Chinas 08AL (5213) Tiefziehstahl. Um die Alterungsbeständigkeit zu gewährleisten, wird N am Ende der Marke hinzugefügt, um SPCEN zu werden.

Kaltgewalztes Kohlenstoffstahl-Dünnblech und -Band Bezeichnung des Härtegrads: Geglühter Zustand ist A, Standardzustand ist S, 1/8 hart ist 8, 1/4 hart ist 4, 1/2 hart ist 2, hart ist 1.

Bezeichnung der Oberflächenbehandlung: Stumpfes Fertigwalzen ist D, blankes Fertigwalzen ist B. SPCC-SD steht z.B. für Standardhärte, stumpfes Fertigwalzen, allgemeine Verwendung von kaltgewalztem Kohlenstoffdünnblech. Ein weiteres Beispiel: SPCCT-SB steht für eine Standardhärtung mit blanker Oberfläche, die garantierte mechanische Eigenschaften von kaltgewalztem Kohlenstoff-Dünnblech erfordert.

8. Die Darstellungsmethode des Markennamens für mechanischen Baustahl nach JIS ist: S + Kohlenstoffgehalt + Buchstabencode (C, CK), wobei der Kohlenstoffgehalt durch den Medianwert x 100 dargestellt wird, der Buchstabe C für Kohlenstoff steht und K für aufkohlenden Stahl steht. Zum Beispiel hat der gewickelte Kohlenstoffstahl S20C einen Kohlenstoffgehalt von 0,18-0,23%.

Siliziumstahl Marke

1. China Marke Darstellung Methode:

(1) Kaltgewalztes nichtorientiertes Siliziumstahlband (Blech): Darstellungsmethode: DW + Eisenverlustwert (Eisenverlustwert pro Gewichtseinheit bei einem Spitzenmagnetfluss von 1,5T mit einer Frequenz von 50HZ und einer Sinuswellenform.) multipliziert mit 100 + Dickenwert multipliziert mit 100. Beispielsweise steht DW470-50 für kaltgewalzten, nicht orientierten Siliziumstahl mit einem Eisenverlustwert von 4,7 W/kg und einer Dicke von 0,5 mm, und das neue Modell wird als 50W470 dargestellt.

(2) Kaltgewalztes orientiertes Siliziumstahlband (Blech): Darstellungsmethode: DQ + Eisenverlustwert (Eisenverlustwert pro Gewichtseinheit bei einem Spitzenmagnetfluss von 1,7T mit einer Frequenz von 50HZ und einer Sinuswellenform.) multipliziert mit 100 + Dickenwert multipliziert mit 100. Manchmal wird ein G nach dem Eisenverlustwert hinzugefügt, um eine hohe magnetische Induktion darzustellen.

(3) Warmgewalztes Siliziumstahlblech: Warmgewalztes Siliziumstahlblech wird mit DR bezeichnet, und je nach Siliziumgehalt wird es in Stahl mit niedrigem Siliziumgehalt (Siliziumgehalt ≤2,8%) und Stahl mit hohem Siliziumgehalt (Siliziumgehalt >2,8%) unterteilt.

Darstellungsmethode: DR + Eisenverlustwert (Eisenverlustwert pro Gewichtseinheit bei einem Spitzenmagnetfluss von 1,5T mit einer Frequenz von 50HZ und einer Sinuswellenform.) multipliziert mit 100 + Dickenwert multipliziert mit 100. DR510-50 steht zum Beispiel für warmgewalztes Siliziumstahlblech mit einem Eisenverlustwert von 5,1 und einer Dicke von 0,5 mm.

Der Markenname von warmgewalztem Silizium-Dünnblech für Haushaltsgeräte wird durch JDR + Eisenverlustwert + Dickenwert dargestellt, z. B. JDR540-50.

2. Methode zur Darstellung der japanischen Marke:

(1) Kaltgewalztes nichtorientiertes Siliziumstahlband: Besteht aus Nenndicke (Wert multipliziert mit 100) + Code A + Eisenverlust-Garantiewert (Wert des Eisenverlustes bei einer maximalen magnetischen Flussdichte von 1,5T mit einer Frequenz von 50HZ, multipliziert mit 100). Zum Beispiel steht 50A470 für ein kaltgewalztes, nicht orientiertes Siliziumstahlband mit einer Dicke von 0,5 mm und einem garantierten Eisenverlust von ≤4,7.

(2) Kaltgewalztes orientiertes Siliziumstahlband: Zusammengesetzt aus Nenndicke (Wert multipliziert mit 100) + Code G: steht für normales Material, P: steht für hochorientiertes Material + Garantiewert für den Eisenverlust (Wert des Eisenverlusts bei einer maximalen magnetischen Flussdichte von 1,7T mit einer Frequenz von 50HZ, multipliziert mit 100). Zum Beispiel steht 30G130 für ein kaltgewalztes, orientiertes Siliziumstahlband mit einer Dicke von 0,3 mm und einem Eisenverlust-Garantiewert von ≤1,3.

Verzinntes Blech und feuerverzinktes Blech

1. Verzinntes Blech: Elektrolytisches Weißblech und -band, auch bekannt als verzinntes Eisen, dieses Stahlblech (Band) ist mit Zinn auf der Oberfläche beschichtet, hat eine gute Korrosionsbeständigkeit und ist ungiftig, kann als Verpackungsmaterial für Dosen, Kabelummantelung, Instrumenten- und Telekommunikationsteile, Batterie und andere kleine Hardware verwendet werden.

Die Klassifizierung und die Symbole für verzinnte Stahlbleche und -bänder lauten wie folgt:

KlassifizierungsverfahrenKategorieSymbol
Durch die Menge der VerzinnungGleichmäßige Verzinnung E1, E2, E3, E4 
Nach HärtegradT50, T52, T57, T61, T65, T70 
Nach OberflächenbeschaffenheitGlatte OberflächeG
Oberfläche mit SteinmusterS 
Oberfläche mit LeinenmusterM 
Nach der PassivierungsmethodePassivierung mit niedrigem ChromgehaltL
Chemische PassivierungH 
Kathodische elektrochemische PassivierungY 
Nach ÖlmengeLeicht einölen.Q
Starkes EinölenZ 
Nach OberflächenqualitätEin SatzI
Gruppe zweiII 

Die Spezifikationen für einheitliche und unterschiedliche Zinnschichtdicken sind wie folgt:

SymbolNominale Verzinnungsmenge, g/m2Durchschnittliche Mindestverzinnungsmenge g/m2
E15.6(2.8/2.8)4.9
E211.2(5.6/5.6)10.5
E316.8(8.4/8.4)15.7
E422.4(11.2/11.2)20.2
D15.6/2.85.05/2.25
D28.4/2.87.85/2.25
D38.4/5.67.85/5.05
D411.2/2.810.1/2.25
D511.2/5.610.1/5.05
D611.2/8.4 10.1/7.85 
D715.1/5.613.4/5.05

2. Schmelztauchen verzinktes Blech: Die Oberfläche von dünnen Stahlblechen und Stahlbändern wird in einem kontinuierlichen Schmelztauchverfahren mit einer Zinkschicht versehen, die die Oberfläche der dünnen Stahlbleche und Stahlbänder vor Korrosion und Rost schützen kann.

Verzinkte Stahlbleche und Stahlbänder werden häufig in Branchen wie Maschinenbau, Leichtindustrie, Bauwesen, Transport, Chemie und Telekommunikation verwendet. Die Klassifizierung und die Symbole für verzinkte Stahlplatten und Stahlbänder sind in der nachstehenden Tabelle aufgeführt:

KlassifizierungsverfahrenKategorieSymbol
Je nach VerarbeitungsleistungAllgemeiner ZweckPT
Mechanische OkklusionJY
TiefziehenSC
Extrem tiefziehfähig und alterungsbeständigCS
StrukturJG
Nach Gewicht der ZinkschichtZink001001
100100
200200
275275
350350
450450
600600
Zink-Eisen-Legierung001001
9090
120120
180180
Durch die Oberflächenstruktur:Normale ZinkblumeZ
Kleine ZinkblumeX
Glatte ZinkblumeGZ
Zink-Eisen-LegierungXT
Nach Oberflächenqualität:IGROUPI
Gruppe IIII
Durch Maßhaltigkeit:Erweiterte PräzisionA
Allgemeine PräzisionB
Unter Oberflächenbehandlung:Chromsäure-PassivierungL
ÖlbeschichtungY
Chromsäurepassivierung plus ÖlbeschichtungLY

Die Zinkschicht von Nr. 001 wiegt weniger als 100 g/m2.

Kochender Plattenstahl vs. ruhiger Plattenstahl

1. Siedeblechstahl wird aus gewöhnlichem Kohlenstoffbaustahl warmgewalzt, der auch als Siedestahl bezeichnet wird.

Diese Art von Stahl wird teilweise desoxidiert, wobei nur eine bestimmte Menge an schwachem Desoxidationsmittel verwendet wird, was zu einem hohen Sauerstoffgehalt im geschmolzenen Stahl führt. Beim Gießen des Stahls in die Kokille entstehen durch die Reaktion zwischen Kohlenstoff und Sauerstoff reichlich Gase, die den Stahl zum Sieden bringen, daher der Name. Siedender Stahl hat einen niedrigen Kohlenstoffgehalt und einen niedrigen Siliziumgehalt, da keine Desoxidation durch Ferrosilizium (Si<0,07%) stattfindet.

Die äußere Schicht des siedenden Stahls kristallisiert unter den Bedingungen intensiver Bewegung, die durch das Sieden verursacht wird, was zu einer reinen, dichten Oberfläche mit guter Qualität, ausgezeichneter Plastizität und Stanzleistung führt. Es gibt keine nennenswerten konzentrierten Lunker, weniger Schneidköpfe, eine hohe Ausbeute und niedrige Kosten aufgrund einfacher Produktionsprozesse und eines minimalen Verbrauchs an Ferrolegierung. Kochende Stahlbleche werden in großem Umfang für die Herstellung verschiedener Stanzteile, Bau- und Konstruktionskonstruktionen sowie für einige weniger wichtige Anwendungen verwendet. Maschinenstruktur Komponenten.

Siedender Stahl hat jedoch mehrere Verunreinigungen im Kern, erhebliche Seigerungen, eine nicht kompakte Organisation und ungleichmäßige mechanische Eigenschaften. Aufgrund seines hohen Gasgehalts ist seine Zähigkeit gering, er hat eine hohe Kaltsprödigkeit und ist empfindlich gegen Alterung, und seine Schweißbarkeit ist schlecht. Daher sind siedende Stahlbleche ungeeignet für die Herstellung von Strukturen, die Stoßbelastungen standhalten müssen, für Arbeiten unter niedrigen Temperaturen und für andere kritische Strukturen.

2. Ruhiger Stahl wird aus gewöhnlichem Kohlenstoffbaustahl warmgewalzt, der als ruhiger Stahl bekannt ist.

Hierbei handelt es sich um einen vollständig desoxidierten Stahl, bei dem die Stahlschmelze vor dem Gießen mit Ferromangan, Ferrosilizium und Aluminium gründlich desoxidiert wird, was zu einem niedrigen Sauerstoffgehalt führt (im Allgemeinen 0,002-0,003%). Der geschmolzene Stahl bleibt in der Kokille ruhig, ohne zu sieden, daher der Name.

Unter normalen Betriebsbedingungen weist ruhiger Stahl keine Blasen auf, und seine Struktur ist gleichmäßig dicht. Aufgrund des geringen Sauerstoffgehalts gibt es weniger Oxideinschlüsse im Stahl, die Reinheit ist höher, und die Kaltbrüchigkeit und Alterungstendenz sind gering. Außerdem hat ruhiger Stahl eine geringere Seigerung, gleichmäßigere Eigenschaften und eine höhere Qualität. Der Nachteil von beruhigtem Stahl ist das Vorhandensein von konzentrierten Lunkern, eine niedrige Streckgrenze und ein hoher Preis. Daher werden Werkstoffe aus beruhigtem Stahl vor allem für Bauteile verwendet, die Stößen bei niedrigen Temperaturen standhalten können, für Schweißkonstruktionen und andere Bauteile, die eine hohe Festigkeit erfordern.

Niedrig legierte Stahlbleche sind beruhigte Stahlbleche und halbberuhigte Stahlbleche. Aufgrund ihrer hohen Festigkeit, ihrer überlegenen Leistung und ihrer beträchtlichen Stahleinsparung, die das Gewicht der Konstruktion reduziert, werden sie immer häufiger eingesetzt.

Bleche aus Kohlenstoff-Baustahl

Hochwertiger Kohlenstoffbaustahl ist Kohlenstoffstahl mit einem Kohlenstoffgehalt von weniger als 0,8%. Diese Art von Stahl enthält weniger Schwefel, Phosphor und nicht-metallisch Einschlüsse als Kohlenstoffbaustahl, was zu einer besseren mechanischen Leistung führt.

Hochwertiger Kohlenstoffbaustahl wird je nach Kohlenstoffgehalt in drei Kategorien unterteilt: Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt (C≤0,25%), Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt (C=0,25-0,6%) und kohlenstoffreicher Stahl (C>0,6%).

Hochwertiger Kohlenstoffbaustahl wird nach dem Mangangehalt in zwei Gruppen eingeteilt: normaler Mangangehalt (Mangan 0,25%-0,8%) und hoher Mangangehalt (Mangan 0,70%-1,20%), wobei letzterer bessere mechanische Eigenschaften und Verarbeitungsmöglichkeiten aufweist.

1. Warmgewalztes dünnes Stahlblech und Stahlband aus hochwertigem Kohlenstoff-Baustahl:

Sie werden in der Automobil- und Luftfahrtindustrie sowie in anderen Sektoren verwendet. Zu den Stahlsorten gehören kochender Stahl: 08F, 10F, 15F; ruhiger Stahl: 08, 08AL, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50. Bei den Sorten 25 und darunter handelt es sich um Stahlbleche mit niedrigem Kohlenstoffgehalt, bei den Sorten 30 und darüber um Stahlbleche mit mittlerem Kohlenstoffgehalt.

2. Warmgewalztes dickes Stahlblech und breites Stahlband aus hochwertigem Kohlenstoff-Baustahl:

Sie werden für verschiedene mechanische Strukturkomponenten verwendet. Die Stahlsorten umfassen Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt: 05F, 08F, 08, 10F, 10, 15F, 15, 20F, 20, 25, 20Mn, 25Mn, usw.; Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt: 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 30Mn, 40Mn, 50Mn, 60Mn, usw.; Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt: 65, 70, 65Mn, usw.

Dedizierte Baustahlbleche

1. Stahlplatten für Druckbehälter: Diese werden durch ein großes R am Ende der Güteklasse gekennzeichnet, die entweder durch die Streckgrenze oder den Kohlenstoffgehalt/Legierungselemente angegeben werden kann. Zum Beispiel Q345R, wobei Q345 für die Streckgrenze steht. Ähnlich bezeichnen 20R, 16MnR, 15MnVR, 15MnVNR, 8MnMoNbR, MnNiMoNbR, 15CrMoR und andere den Kohlenstoffgehalt oder die Legierungselemente.

2. Stahlplatten für Schweißgas Zylindern: Diese werden durch ein großes HP am Ende der Güteklasse angegeben. Die Sorte kann durch die Streckgrenze wie Q295HP, Q345HP oder durch Legierungselemente wie 16MnREHP dargestellt werden.

3. Bleche aus Kesselstahl: Bezeichnet durch ein kleines g am Ende der Güteklasse. Die Sorte kann durch die Streckgrenze angegeben werden, wie Q390g, oder durch den Kohlenstoffgehalt oder die Legierungselemente, wie 20g, 22Mng, 15CrMog, 16Mng, 19Mng, 13MnNiCrMoNbg, 12Cr1MoVg, usw.

4. Brückenstahlplatten: Angezeigt durch ein kleines q am Ende der Güteklasse, wie Q420q, 16Mnq, 14MnNbq, usw.

5. Stahlbleche für Automobilträger: Diese werden mit einem großen L am Ende der Güteklasse bezeichnet, wie z. B. 09MnREL, 06TiL, 08TiL, 10TiL, 09SiVL, 16MnL, 16MnREL usw.

Farbbeschichtete Stahlbleche

Farbbeschichtete Stahlbleche und -bänder sind Produkte, bei denen metallische Bandmaterialien als Grundlage dienen und deren Oberflächen mit verschiedenen organischen Beschichtungen versehen werden. Sie werden in Bereichen wie Bauwesen, Haushaltsgeräte, Stahlmöbel, Transportmittel usw. verwendet.

Die Klassifizierungen und Codes für Stahlplatten und -bänder sind in der folgenden Tabelle aufgeführt:

KlassifizierungsmethodeKategorieName des Codes
Nach VerwendungÄußere KonstruktionJW
Für Gebäude-InnenräumeJN 
Für HaushaltsgeräteJD 
Nach OberflächenbeschaffenheitBeschichtete PlatteTC
Bedruckte BögenJH 
Geprägte BögenYaH 
Nach Art der BeschichtungÄußeres PolyesterWZ
Verwendung im Innenbereich PolyesterNZ 
Siliziummodifiziertes PolyesterGZ 
Verwendung im Außenbereich AcrylWB 
Innenbereich Verwendung AcrylNB 
Plastik-SolSJ 
Organisches SolYJ 
Nach SubstratkategorieKaltgewalztes Band aus kohlenstoffarmem StahlDL
Flachbandstahl mit kleinem QuerschnittXP 
Flachstahlband in GroßwinkelformDP 
Zink-Eisen-legierter Bandstahl XTXT 
Elektrolytisch verzinktes Stahlband DXDX 

Konstruktionsstahl für den Schiffbau

Im Allgemeinen bezieht sich der Begriff Schiffbaustahl auf Stahl, der für die Konstruktion von Schiffsrümpfen verwendet wird, d. h. auf Stahlwerkstoffe, die gemäß den Konstruktionsspezifikationen der Schiffsklassifikationsgesellschaften hergestellt werden. Diese werden häufig als Spezialstahl bestellt, produziert und verkauft und umfassen Schiffsbleche, Baustahl usw.

Gegenwärtig stellen mehrere große Stahlunternehmen in unserem Land Stahl her und sind in der Lage, Stahl für den Schiffbau nach verschiedenen nationalen Spezifikationen und je nach Kundenwunsch zu produzieren. Dazu gehören Normen aus Ländern wie den Vereinigten Staaten, Norwegen, Japan, Deutschland, Frankreich usw. Die Spezifikationen lauten wie folgt:

NationalitätSpezifikation
ChinaCCs
Vereinigte StaatenABS
DeutschlandGL
FrankreichBV
NorwegenDNV
JapanKDK
GroßbritannienLR

I. Typen und Spezifikationen

Baustahl für Schiffsrümpfe wird auf der Grundlage seiner Mindeststreckgrenze in Festigkeitsstufen eingeteilt: allgemeiner Baustahl und hochfester Baustahl.

Allgemein fester Baustahl nach der Standardspezifikation der China Classification Society wird in vier Qualitätsstufen eingeteilt: A, B, D, E. Hochfester Baustahl nach der Standardspezifikation der China Classification Society ist in drei Festigkeitsstufen und vier Qualitätsstufen unterteilt:

A32A36A40
D32D36D40
E32E36E40
F32F36F40

II. Mechanische Eigenschaften und chemische Zusammensetzung

Die mechanischen Eigenschaften und die chemische Zusammensetzung von allgemeinem Baustahl für Schiffsrümpfe sind wie folgt:

StahlsorteStreckgrenze
σs (MPa)
nicht weniger als
Zugfestigkeit
σ b (MPa)
Dehnung
σ%
Nicht weniger als
Kohlenstoff
C
Mangan
Mn
Silizium
Si
Schwefel
S
Phosphor 
P
A235400-52022≤ 0.21≥ 2.5≤ 0.5≤ 0.035≤ 0.035
B≤ 0.21≥ 0.80≤ 0.35     
D≤ 0.21≥ 0.60≤ 0.35     
E≤ 0.18≥ 0.70≤ 0.35     

Mechanische Eigenschaften und chemische Zusammensetzung von hochfestem Rumpfbaustahl

StahlsorteStreckgrenze
σs (MPa)

Nicht weniger als
Zugfestigkeit
σb (MPa)
Dehnung
σ%

Nicht weniger als
Kohlenstoff
C
Mangan
Mn
Silizium
Si
Schwefel
S
Phosphor 
P
A32315440-57022≤0.18≥0.9-1.60≤0.50≤0.035≤0.035
D32        
E32        
F32≤0.16≤0.025≤0.025     
A36355490-63021≤0.18≤0.035≤0.035  
D36        
E36        
F36≤0.16≤0.025≤0.025     
A40390510-66020≤0.18≤0.035≤0.035  
D40        
E40        
F40≤0.16≤0.025≤0.025     

III. Zu beachtende Punkte für die Lieferung und Abnahme von Schiffbaustahl:

Überprüfung der Qualitätszertifizierung:

Bei der Lieferung liefert das Stahlwerk selbstverständlich die Original-Qualitätszertifikate gemäß den Anforderungen des Nutzers und den vertraglich vereinbarten Spezifikationen und stellt diese zur Verfügung. Das Zertifikat muss folgenden Inhalt haben:

(1) Erforderliche Spezifikationen;

(2) Qualitätsaufzeichnungsnummer und Zertifizierungsnummer;

(3) Chargennummer und technische Qualität;

(4) Chemische Zusammensetzung und mechanische Eigenschaften;

(5) Zulassungsbescheinigung der Schiffsklassifikationsgesellschaft und Unterschrift des Schiffssachverständigen.

Körperliche Untersuchung:

Bei der Lieferung von Schiffbaustahl sollten die physischen Gegenstände u. a. das Kennzeichen des Herstellers tragen. Insbesondere sollten sie enthalten:

(1) Zulassungszeichen der Schiffsklassifikationsgesellschaft;

(2) Mit Farbe gezeichnete oder angebrachte Kennzeichnungen, einschließlich technischer Parameter wie Chargennummer, Standardqualität, Abmessungen usw;

(3) Das Aussehen sollte sauber und glatt sein, ohne Mängel.

10. Kaltbiegeverfahren

(1) Aufgrund der hohen Steifigkeit des aus hochfesten Blechen geformten Baustahls, der große Trägheitsmomente und einen hohen Biegewiderstandsmodul aufweist, zumal die Anwendungsanforderungen ein Vorlochen vor der Kaltbiegeverarbeitung erfordern, kann es zu Unterschieden in der Ebenheit der Materialoberfläche und den Kantenabmessungen kommen.

Daher ist es notwendig, bei der Konstruktion von Kaltbiegeöffnungen für solche hochfesten Stahlbleche mehr seitliche Positionierungsvorrichtungen einzubauen.

Die Gestaltung geeigneter Lochformen, die sinnvolle Anordnung des Walzenspaltes und die Sicherstellung, dass das in die jeweilige Lochform eintretende Material nicht abweicht, können die Auswirkungen von Unterschieden in der Ebenheit der Materialoberfläche und der Kantenabmessungen auf die nachfolgende Kaltbiegeform abmildern.

Ein weiteres wichtiges Merkmal ist die schwere Rückfederung Phänomen der hochfesten Baustahlbleche. Rückfederung kann zu Bogenkanten führen, die eine Überbiegung zur Korrektur erfordern, und es ist eine Herausforderung, den Überbiegungswinkel zu beherrschen, der während der Produktionsprüfung angepasst und korrigiert werden muss.

(2) Es sind mehrere Umformstufen erforderlich. Die Hauptverarbeitungsstufe in der Walzenkaltumformung Biegeverfahren ist die Biegeverformung.

Abgesehen von einer geringfügigen Ausdünnung auf lokaler Ebene Biegewinkel des Produkts wird davon ausgegangen, dass die Dicke des verformten Materials während des Umformprozesses konstant bleibt. Bei der Gestaltung der Lochform ist es wichtig, den Verformungsgrad vernünftig zu verteilen, vor allem in den ersten und nachfolgenden Durchgängen, wo der Verformungsgrad nicht zu groß sein sollte.

Mit Hilfe von Seiten- und Überbiegerollen können die Profile vorgebogen und die Nulllinie des Profilquerschnitts auf die Nulllinie des fertigen Profils ausgerichtet werden, um die auf das Profil ausgeübten Kräfte auszugleichen und eine Längsbiegung zu vermeiden.

Wenn während der Verarbeitung eine Längsverbiegung festgestellt wird, können je nach Situation zusätzliche Walzen hinzugefügt werden, insbesondere in den späteren Phasen.

Maßnahmen wie der Einsatz einer Richtmaschine zum Richten, die Änderung des Rahmenabstands, die Verwendung von Stützrollen und die Einstellung der Walzenspalten für jeden Rahmen können die Längsbiegung minimieren oder beseitigen. Es ist zu beachten, dass für die Verringerung der Längskrümmung durch die Einstellung der Walzenspalten der einzelnen Rahmen ein hohes Maß an technischem Geschick erforderlich ist.

(3) Die Steuerung der Kaltbiegegeschwindigkeit der Walze und die Einstellung des Drucks der Umformwalze sollten angemessen sein, um Ermüdungsrisse durch wiederholtes Kaltbiegen zu minimieren.

Angemessene Schmierung und Kühlung sollten durchgeführt werden, um das Auftreten von thermischen Spannungsrissen weiter zu reduzieren und die Biegeradius - Der Biegeradius sollte nicht zu klein sein, da sonst die Produktoberfläche leicht reißen kann.

Um das Phänomen des Nachdehnungsbruchs, das bei hochfesten Blechen während der Kaltverformung und der BiegeverfahrenDie Optimierung der Querschnittsform, wie z. B. die Vergrößerung des Biegeradius, die Verringerung des Kaltbiegewinkels oder die Vergrößerung der Querschnittsform, unter der Prämisse, die mechanischen Konstruktionsanforderungen des Materials zu erfüllen, ist eine wirksame Methode. Dies wird empfohlen, um die Anforderungen an die Konstruktion zu erfüllen.

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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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