Unter den Metallen, die in der verarbeitenden Industrie verarbeitet werden, sind Stahllegierungen das am häufigsten verwendete Material. Nach den polnischen Standards sollte die erste Komponente den größten Teil der Mischung ausmachen und die zweite nicht mehr als 2,11 %. Bei einem höheren Kohlenstoffgehalt spricht man bereits von Gusseisen. Darüber hinaus treten in der Zusammensetzung des Stahls auch andere Metalle, Elemente oder nichtmetallische Bestandteile auf, die den Wärmebehandlungsprozess beeinflussen, um die gewünschte Struktur und die mechanischen Eigenschaften zu erhalten. Mehr dazu erfahren Sie später in diesem Artikel.
Metall – ein meist kristallines Material mit metallischen Bindungen. Seine wichtigsten Merkmale sind:
Die Stahlerzeugung besteht aus zwei klar voneinander abgegrenzten Produktionsprozessen:
– der Verhüttung von Roheisen im Stahlwerk, dem Hochofenverfahren;
– der Verhüttung von Stahl im Stahlwerksprozess;
Das im Hochofenverfahren hergestellte Roheisen ist wegen seines hohen Gehalts an Kohlenstoff (ca. 4 %), Schwefel (0,5 %) und Phosphor (0,5 %) nicht für die Verarbeitung geeignet. Das so entstandene Material ist spröde und nicht schmiedbar und bildet das Ausgangsmaterial für den nächsten Prozess – die Verarbeitung zu Stahl oder Gusseisen.
Das Roheisen wird dann einer Reduktion unerwünschter Bestandteile wie überschüssigem Kohlenstoff (C), Silizium (SI), Mangan (Mn), Phosphor (P) und Schwefel (S) unterzogen. Dies geschieht durch einen Oxidationsprozess mit Sauerstoff und/oder Luft. Dieser Prozess, der als Frischen bezeichnet wird, ermöglicht es uns, nach Zugabe der entsprechenden Legierungselemente die gewünschte Stahlqualität zu erhalten.
Nach dem Frischprozess wird der Stahl in Formen gegossen, die den Anforderungen weiterer Umformverfahren angepasst sind. Der geronnene Stahl wird später durch Zieh- und Richtwalzen bewegt, hinter denen ein Gasbrenner ein Materialband in gleiche Teile schneidet. Schneiden Sie Streifen aus sogenannten Knüppeln mit kreisförmigem, quadratischem, rechteckigem oder plattenförmigem Querschnitt (z.B. 200x1500mm). Knüppel sind das Ausgangsmaterial für die Herstellung von Stangen, Drähten, Profilen, Schienen oder Blechen.
Ein typisches Stahlwerk besteht in der Regel aus 3 grundlegenden Abteilungen:
Der im Stahlwerk erzeugte Stahl wird vor allem durch Walzen umgeformt. Das Walzprodukt ist also das Endprodukt des Hüttenprozesses. Beim Walzen wird das Werkstück durch die plastische Verformung des Metalls zwischen rotierenden harten Walzen, Scheiben oder Rollen in die gewünschte Form gebracht. Das Walzen erfolgt auf einer Anlage, die als Walzwerk bezeichnet wird. Das Gerät wird an die Sorte und Temperatur des zu verarbeitenden Materials sowie an die Abmessungen und Formen der herzustellenden Walzprodukte angepasst. Die hergestellten Walzprodukte lassen sich in Stangen, Walzdraht, Profile, Bleche, Bänder, Rohre und Spezialprodukte wie Schienen oder Radkörper für Eisenbahnwaggons. Die meisten Walzprodukte werden durch Warmumformung hergestellt (Profile, Stangen, Rohre, Platten, Bleche usw.). Das Kaltwalzen ist auf die Herstellung von dünnen Blechen und Bändern beschränkt.
Das Verfahren zur Herstellung von Aluminium ist dem oben beschriebenen Verfahren für Stahl sehr ähnlich.
Die mechanischen Eigenschaften charakterisieren die Gebrauchstauglichkeit des Stahls. Ihre Werte hängen von der chemischen Zusammensetzung des Stahls und seiner Behandlung (Wärmebehandlung/Umformung usw.) ab.
Die grundlegenden mechanischen Eigenschaften von Stahl sind folgende:
Bevor mit dem Bau oder der Produktion begonnen wird, sollte die richtige Stahlsorte ausgewählt werden, die den Bedingungen entspricht, unter denen das Bauwerk oder die Maschine benutzt werden soll. Es ist erwähnenswert, dass es heute viele Stahlsorten mit unterschiedlichen Eigenschaften gibt, und die richtige Identifizierung ist der Schlüssel zum Erfolg.
Es wird zum Bau der häufigsten typischen Strukturen und Maschinenteile, aber auch zur Verstärkung anderer Legierungen verwendet. Es gibt viele Arten von Baustahl:
Hoher Kohlenstoffgehalt und die geeignete Wärmebehandlung verleihen ihm äußerst wünschenswerte Eigenschaften. Werkzeugstahl wird für die Herstellung verschiedener Arten von Werkzeugen und für Teile von Messinstrumenten verwendet. Es zeichnet sich durch seine hohe Härte und Abriebfestigkeit aus. Er ist unempfindlich gegen Überhitzung und verformt sich auch nach längerem Gebrauch nicht.
Werkzeugstahl kann auch in spezifischere Sorten eingeteilt werden:
Spezialstahl ist für besondere Anwendungen konzipiert. Seine Sorten enthalten eine große Anzahl von Legierungszusätzen, zeichnen sich durch sehr spezifische Parameter aus und erfordern eine komplexe Wärmebehandlung. Aufgrund ihres hohen Preises sind sie nicht weit verbreitet. Die Gruppe der Spezialstähle umfasst:
Ich hoffe, dass Sie nach der Lektüre dieses Artikels ein Grundwissen über Metalle und ihre Eigenschaften erworben haben. Natürlich könnten Sie versucht sein, sich in den materialwissenschaftlichen Teil zu vertiefen, wozu wir Sie bei Bedarf ermutigen. Denken Sie daran, dass wir Ihnen bei der Wahl der Otinus-Maschinen die Unterstützung unserer erfahrenen Techniker anbieten, die Ihnen bei der Auswahl der idealen Lösung für das zu bearbeitende Material behilflich sein werden. Nehmen Sie Kontakt mit uns auf oder besuchen Sie unseren Schauraum in Bydgoszcz in der Karola Szajnochy 14b.