Stahl - eine Legierung mit enormem Potenzial

Was ist Legieren?

Der Begriff Legierung kommt vom lateinischen ligare, was mit "vereinigen" übersetzt werden kann. Eine Legierung ist ein Werkstoff, der aus einem oder mehreren Elementen besteht, von denen mindestens eines ein Metall ist. Übliche Grundbestandteile sind Aluminium, Blei, Kupfer und Zinn. Bei Stahl ist Eisen der Grundbestandteil. Die Legierungselemente, bei denen es sich um ein anderes Metall oder einen anderen Werkstoff handeln kann, werden der Grundkomponente durch Schmelzen, Pressen oder Sintern zugesetzt.

Beeinflussung der mechanischen Eigenschaften von Stahl

Stahl ist eine Legierung aus Eisen und Kohlenstoff. Er ist eines der am häufigsten verwendeten und gebräuchlichsten Metalle der Welt. Durch das Hinzufügen zusätzlicher Legierungselemente können die mechanischen Eigenschaften von Stahl jedoch verändert oder verbessert werden. Häufig möchte man die Härte, Streckgrenze und Verschleißfestigkeit beeinflussen. Mit all den Legierungselementen, die hinzugefügt werden können, sind die Möglichkeiten für Stahl als Werkstoff endlos.

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Gängige Legierungselemente, die dem Stahl zugesetzt werden können

In modernen Stählen werden Legierungselemente wie Chrom, Molybdän und Vanadium hinzugefügt, um dem Stahl unterschiedliche Eigenschaften zu verleihen. Beispielsweise ist Kohlenstoffstahl im Normalzustand magnetisch, aber seine magnetischen Eigenschaften nehmen mit steigender Temperatur ab und verschwinden bei 769 °C vollständig.
Dem Stahl kann eine Vielzahl von Legierungselementen zugesetzt werden, die z. B. die Eigenschaften des Materials verändern oder verbessern:

  • Aluminium
  • Bor
  • Kohle
  • Chrom
  • Niob
  • Kobalt
  • Kupfer
  • Blei
  • Magnesium
  • Mangan
  • Molybdän
  • Nickel
  • Stickstoff
  • Phosphor
  • Selen
  • Silizium
  • Schwefel
  • Tantan
  • Titan
  • Wolfram
  • Vanadium
  • Zirkonium

Häufig verwendete Stahllegierungen und ihre Eigenschaften

  • Kohlenstoffstahl: besteht aus Eisen und Kohlenstoff. Er ist die einfachste Form von Stahl und wird in einer Vielzahl von Bereichen verwendet. Der Kohlenstoffgehalt variiert, was sich auf die Härte und Festigkeit des Stahls auswirkt.
  • Rostfreier Stahl: Enthält Eisen, Chrom und häufig Nickel. Er ist für seine Korrosionsbeständigkeit bekannt und wird häufig für Kochgeschirr, medizinische Geräte und in der Architektur verwendet.
  • Werkzeugstahl: Er enthält verschiedene Legierungen wie Chrom, Molybdän, Vanadium und Wolfram. Er ist sehr hart und wird für die Herstellung von Werkzeugen verwendet, die eine hohe Verschleiß- und Verformungsbeständigkeit erfordern.
  • Hochchromstahl: Hat einen hohen Chromgehalt, der für hervorragende Korrosionsbeständigkeit und Härte sorgt. Wird häufig für verschleißfeste Anwendungen verwendet.
  • Hastelloy: Eine Superlegierung auf Nickelbasis, die für ihre außergewöhnliche Korrosionsbeständigkeit in extremen Umgebungen bekannt ist. Wird in der chemischen Industrie und bei Hochtemperaturanwendungen eingesetzt.
  • Inconel: Eine weitere Superlegierung auf Nickel-Chrom-Basis, die extrem hitze- und korrosionsbeständig ist und häufig in Gasturbinen, Raketenmotoren und Kernreaktoren verwendet wird.
  • Martensitaushärtender Stahl: Ein sehr fester Stahl, der hauptsächlich Nickel und kleinere Mengen anderer Elemente enthält. Er ist bekannt für seine extreme Festigkeit und gute Bearbeitbarkeit.
  • Chrom-Vanadium-Stahl: Wird häufig für die Herstellung von Federn und hochwertigen Werkzeugen verwendet. Er vereint die Festigkeit von Chrom und die Zähigkeit von Vanadium.
  • Manganstahl: Er hat einen hohen Mangangehalt und ist für seine hohe Schlagfestigkeit bekannt, wodurch er sich für Anwendungen eignet, die eine hohe Schlagfestigkeit erfordern.

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