Was ist legierter Stahl? Arten, Eigenschaften und Anwendungen
Legierter Stahl wird für zahlreiche Anwendungen eingesetzt. Er setzt sich aus verschiedenen Elementen zusammen, die jeweils seine Eigenschaften verstärken. Wenn Sie ein neues Projekt beginnen und wissen möchten, was legierter Stahl ist und welche Arten es gibt, lesen Sie den folgenden Leitfaden.
Was ist legierter Stahl?
Legierter Stahl ist eine Kombination aus verschiedenen Elementen. Die Legierungselemente werden dem legierten Stahl beigefügt, um ihn hart, zäh und verschleißfest zu machen. Es gibt vielfältige Anwendungen für legierten Stahl, die festigkeitsorientierte Teile erfordern.
Zusammensetzung von legiertem Stahl
Legierter Stahl besteht aus vielen Elementen, von denen einige im Folgenden aufgeführt sind:
Mangan: Der Zusatz von Mangan im legierten Stahl macht ihn leicht hämmerbar und reduziert sogar die Sprödigkeit.
Vanadium: Der Anteil an Vanadium beträgt 0,15 Prozent und trägt zur Verbesserung der Hitzebeständigkeit und Festigkeit bei.
Nickel: Der Zusatz von Nickel im legierten Stahl 5% erhöht die Festigkeit des legierten Stahls und macht ihn korrosionsbeständig.
Chrom: Der Zusatz von 0,5% zu 2% macht den legierten Stahl hart, und wenn mehr hinzugefügt wird, kann er korrosionsbeständig werden.
Wolfram: Wolfram macht ihn hitzebeständig, und daher ist der Schmelzpunkt von legiertem Stahl hoch.
Vorteile und Nachteile von legiertem Stahl
Vorteile
Die Vorteile von legiertem Stahl sind wie folgt:
- Legierter Stahl bietet erhöhte Haltbarkeit und Festigkeit und eignet sich für schwere industrielle Anwendungen.
- Legierter Stahl enthält Legierungselemente, die ihn widerstandsfähiger machen; er kann im Freien verwendet werden und extremen Witterungsbedingungen standhalten.
- Legierter Stahl ist gut schweißbar und ermöglicht eine effiziente Verbindung von Bauteilen.
Benachteiligungen
Die Nachteile von legiertem Stahl sind folgende:
- Die Kosten für legierten Stahl sind hoch.
- Es ist weniger formbar und kann keine unterschiedlichen Formen annehmen.
- Der Schmelzpunkt von legiertem Stahl ist niedriger als der von Kohlenstoffstahl, was sich auf die Herstellungsverfahren auswirkt.
- Die Herstellung von legiertem Stahl ist schwierig, da er verschiedene Legierungselemente enthält.
Herstellungsverfahren für legierten Stahl
Das Herstellungsverfahren für legierten Stahl umfasst die folgenden Schritte:
- Der erste Schritt ist die Auswahl der Rohstoffe, die Sie mit Eisen legieren müssen, wie Mangan, Molybdän, Chrom oder Nickel.
- Die Rohstoffe werden dann im Hochofen oder in einem elektrischen Lichtbogenofen bei hoher Temperatur geschmolzen, wodurch die Elemente miteinander vermischt werden.
- Anschließend erfolgt die Raffination, die zur Verbesserung der Stahlqualität beiträgt, da Verunreinigungen wie Phosphor, Schwefel und Kohlenstoff entfernt werden.
- Die Legierungselemente und der geschmolzene Stahl werden so gemischt, dass sie die gewünschten Eigenschaften aufweisen.
- Die geschmolzene Legierung wird dann in die Formen gegossen, um Brammen und Knüppel zu formen. Der Stahl wird dann durch Verfahren wie Schmieden, Warm- oder Kaltwalzen geformt.
- Der geformte Stahl wird dann geglüht, angelassen und abgeschreckt.
Eigenschaften von legiertem Stahl
Die legierter Stahl Eigenschaften sind unten angegeben:
Stärke: Legierter Stahl bietet eine hohe Festigkeit und ist für schwere Anwendungen geeignet.
Korrosionsbeständigkeit: Es hat eine hohe Korrosionsbeständigkeit.
Zähigkeit: Er verformt sich nicht und bricht nicht.
Hitzebeständigkeit: Bei hohen Temperaturen kann es seine Form beibehalten.
Magnetismus: Einige legierte Stähle besitzen Magnetismus und können für solche Anwendungen verwendet werden, bei denen magnetische Eigenschaften erforderlich sind.
Arten von legiertem Stahl
Es gibt verschiedene Arten von legiertem Stahl, und einige von ihnen sind wie folgt:
Niedrig legierte Stähle
Niedrig legierter Stahl ist eine Art von legiertem Stahl, der weniger als 8% der Gesamtzusammensetzung anderer Elemente enthält. Um die Festigkeit zu erhöhen, kann Molybdän hinzugefügt werden, und um die Korrosionsbeständigkeit zu erhöhen, werden Chrom oder Nickel berücksichtigt wird.
Hochfester niedrig legierter Stahl (HSLA)
Der hochfeste, niedrig legierte Stahl ist widerstandsfähig gegen atmosphärische Korrosion und hat eine hohe Festigkeit. Er wird für die Herstellung von Rädern, Sitzbremsen und Federungssystemen verwendet.
Hochlegierter Stahl
Hochlegierter Stahl hat einen hohen Anteil an Legierungen, was ihn einzigartig macht. Er ist teuer und zäh. Er eignet sich für solche Anwendungen, die Korrosionsbeständigkeit und Festigkeit erfordern.
Rostfreier Stahl
Rostfreier Stahl ist eine weit verbreitete Stahllegierung, die auch für die CNC-Bearbeitung verwendet wird. Er ist sehr korrosionsbeständig. Er enthält Nickel und Molybdän in hohen Prozentsätzen.
Fortschrittlicher hochfester Stahl (AHSS)
Hochfester Stahl wird vor allem in der Automobilindustrie eingesetzt, da er eine hohe Festigkeit bietet und das Gewicht des Fahrzeugs reduziert. Er ist leicht zu formen und kann Verfahren wie dem Blechbiegen unterzogen werden.
Martensitaushärtender Stahl
Martensitaushärtender Stahl ist eine Stahlsorte mit geringem Kohlenstoffgehalt, der den Stahl zäh, fest und dehnbar macht. Er wird in der Luft- und Raumfahrt verwendet und kann für die Herstellung dem 3D-Druckverfahren unterzogen werden.
Werkzeugstahl
Werkzeugstahl ist eine Stahlsorte, die für Anwendungen geeignet ist, die verschleißfeste und zähe Eigenschaften erfordern, wie z. B. die Herstellung von Werkzeugen.
Gängige Sorten von legiertem Stahl
Es gibt viele Arten von legiertem Stahl, von denen die folgenden am häufigsten verwendet werden:
4130 Legierter Stahl
Der legierte Stahl 4130 wird in der Luft- und Raumfahrt verwendet und ist ein niedrig legierter Stahl.
4140 Legierter Stahl
Der legierte Stahl 4140 enthält Chrom und Molybdän und wird für die Herstellung von Getrieben, Turbinen und Kränen verwendet.
4340 Legierter Stahl
Der legierte Stahl 4340 wird für die Herstellung von Flugzeugteilen verwendet.
6150 Legierter Stahl
Der legierte Stahl 6150 ist eine Kombination aus Kohlenstoff, Vanadium und Chrom. Es handelt sich um einen handelsüblichen legierten Stahl, der sich durch seine Abriebfestigkeit und Zähigkeit auszeichnet.
8620 Legierter Stahl
8620 legierter Stahl ist ein aufkohlender legierter Stahl mit mittlerer Festigkeit, der in Anwendungen wie Ketten, Befestigungselementen, Zahnrädern und Nockenwellen verwendet wird.
Anwendungen von legiertem Stahl
Legierter Stahl wird aufgrund seiner Eigenschaften und elektrischen Festigkeit in vielen Branchen verwendet. Einige dieser Anwendungen sind wie folgt:
Auto
Legierter Stahl sorgt dafür, dass die Komponenten in den Fahrzeugen nicht zu schwer sind, und trägt somit zur Senkung des Kraftstoffverbrauchs bei. Legierter Stahl ist auch verschleißfest, was diese Fahrzeuge langlebig macht.
Bauwesen
In der Bauindustrie wird legierter Stahl für Brücken und Rohrleitungen verwendet, die unabhängig von den Bedingungen in der Umgebung stabil bleiben können.
Luft- und Raumfahrt
Die Luft- und Raumfahrtindustrie verwendet legierten Stahl für ihre Raketen, Satelliten und Flugzeugteile. Diese Legierungen sind hitzebeständig und für hohe Temperaturen geeignet.
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Schlussfolgerung
Im obigen Leitfaden wurde alles über legierten Stahl im Detail beschrieben. Nach der Lektüre haben Sie sicher verstanden, wie er in verschiedenen Anwendungen eingesetzt wird, welche verschiedenen Arten es gibt und welche Güteklassen er hat. Sie haben sicher einen detaillierten Einblick erhalten, der Ihnen bei der Auswahl von Stahl für Ihre Projekte helfen wird.
