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Was ist Stahl für eine Legierung? ABRAMS Industries® - immer gut beraten!

Der Werkstoff Stahl ist eine Legierung, also eine Verbindung mit mindestens zwei Bestandteilen, deren Hauptbestandteil Eisen (Fe) und der Massenanteil von Kohlenstoff (C) kleiner als 2,06% ist. Hier wird zwischen metallischen und nicht metallischen Legierungen unterschieden. Zu den nicht metallischen Legierungselementen gehören z.B. Kohlenstoff, Silizium, Phosphor oder Schwefel. Metallische Legierungselemente sind z.B. Chrom, Nickel, Molybdän oder Mangan.

Was sind legierte und unlegierte Stähle?

Stahl wird in unlegierte Stähle, sogenannte Kohlenstoffstähle, und legierte Stähle eingeteilt. Kohlenstoffstahl kann z.B. durch Variieren des Kohlenstoffgehalts hergestellt werden, wodurch weiche Legierungen wie Baustahl oder harte Legierungen wie Federstahl entstehen. Je höher der C-Anteil im Stahl ist, desto höher wird die mögliche Arbeitshärte. Gleichzeitig sinkt dabei die Zähigkeit des Stahls.

Legierte Stähle werden hier noch einmal in niedriglegierte und hochlegierte Stähle unterteilt. Legierter Stahl enthält, im Gegensatz zu unlegiertem Stahl, eine Gesamtmenge an verschiedenen Legierungselementen von 1,0 % bis 5 % (Gewichtsprozent). Durch den Zusatz von Legierungselementen werden Eigenschaften wie u.a. Härtbarkeit, mechanische Eigenschaften oder Korrosionsbeständigkeit optimiert.

Hochlegierter Stahl enthält zwischen 5% und 30 % an Legierungselementen und wird im Kurznamen mit einem vorangestellten X gekennzeichnet (1.2379 – X153CrMoV12).

Worauf sollte man beim Stahlkauf achten?

Beim Kauf von Stahl spielen die Legierungselemente, die die Eignung und auch den Verwendungszweck beeinflussen, eine große Rolle. Wichtig ist auch, wo der Stahl eingesetzt wird, aus welcher Werkstoff-Gruppe er kommt, welche besonderen Anforderungen er erfüllen muss, wie die Oberfläche behandelt wurde oder in welchem Lieferzustand der Stahl (geglüht, gehärtet) ist.

Hier einige Legierungselemente die dem Stahlwerkstoff unterschiedliche Eigenschaften verleihen können:

Stahlwerkstoff - Legierungselement Kohlenstoff

Kohlenstoff ist als Legierungselement unentbehrlich im Stahl. Er verleiht ihm z.B. Härte, Elastizität und Schlagfestigkeit. Ein hoher Anteil an Kohlenstoff kann die Sprödigkeit erhöhen und u.a. Schmiedbarkeit oder Schweißeignung senken.

Chrom steigert die Verschleißfestigkeit, Schnitthaltigkeit, Warmfestigkeit und mit einem Mindestgehalt von 10,5 % wird der Stahl auch korrosionsbeständig.

Molybdän, nach Chrom, ist ein sehr wichtiges Legierungselement für die Korrosionsbeständigkeit von nichtrostenden Stählen. Zudem verbessert Molybdän die Härtbarkeit, Zugfestigkeit und Schweißbarkeit. Negativ wirkt sich dieses Legierungselement auf die Schmiedbarkeit und Dehnbarkeit aus.

Nickel erhöht die Zugfestigkeit und die Streckgrenze und macht ab einem Anteil von 8 % den Stahl auch korrosionsbeständig.

Mangan verbessert die Schmiedbarkeit, Schweißbarkeit, Festigkeit, den Verschleißwiderstand, und in hochlegierten Stählen wirkt es ferritstabilisierend.

Titan verhindert durch das Bilden von Titancarbid die interkristalline Korrosion und wird bei ferritischen nichtrostenden Stählen als Stabilisator verwendet, um unerwünschtes Kornwachstum und damit einhergehende Versprödung zu vermeiden.

Vanadium erhöht die Festigkeit, Verschleißfestigkeit und Zähigkeit und bildet kleine Körner im Gefüge, wodurch der Stahl sehr gut schweißbar wird.

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