Einführung und Klassifizierung von Kohlenstoffstahl

Einteilung des Kohlenstoffstahls

1. Nach dem Massenanteil Kohlenstoff: Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt (C: ≤ 0,25 %), Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt (C: 0,25 % < C < 0,6 %), Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt (C: > 0,6 %)

Je höher der Kohlenstoffgehalt, desto größer sind Härte und Festigkeit, doch nimmt die Verformbarkeit ab.

2. Nach der Güte des Stahls (hauptsächlich nach dem Gehalt an den Verunreinigungen Schwefel und Phosphor): gewöhnlicher Kohlenstoffstahl (S < 0,055 %, P < 0,045 %), hochwertiger Kohlenstoffstahl (S < 0,040 %, P < 0,040 %), hochwertiger Kohlenstoffstahl der obersten Güteklasse (S < 0,030 %, P < 0,035 %)

3. Nach Verwendung: Kohlenstoffbaustahl: Wird hauptsächlich in Brücken, Schiffen und Baukomponenten sowie in mechanischen Kohlenstoffwerkzeugstählen eingesetzt: Wird hauptsächlich für Messer, Formen, Messwerkzeuge usw. verwendet.

Kohlenstoffstahlqualitäten und ihre Anwendungen

Gewöhnlicher Kohlenstoffbaustahl: Q195, Q215, Q235, Q255, Q275 usw. Die Zahlen bezeichnen die Mindeststreckgrenze. Q195, Q215 und Q235 weisen eine gute Verformbarkeit auf und können zu Stahlplatten, Stahlstäben, Stahlrohren usw. gewalzt werden. Q255 und Q275 können zu Profilstählen, Stahlplatten usw. gewalzt werden.

Hochwertiger Kohlenstoffbaustahl: Die Stahlgüte wird in Zehntausendsteln des durchschnittlichen Kohlenstoffmassengehalts angegeben, z. B. 20#, 45# usw. 20# bedeutet einen Kohlenstoffgehalt von 0,20 % (20/10.000).

Wird hauptsächlich zur Herstellung verschiedener Maschinenteile verwendet.

Kohlenstoffwerkzeugstahl: Die Stahlgüte wird durch den durchschnittlichen Kohlenstoffmassengehalt angegeben und beginnt mit dem Buchstaben T, z. B. T9, T12 usw. T9 bedeutet einen Kohlenstoffgehalt von 0,9 % (9 Teile pro Tausend).

Wird hauptsächlich zur Herstellung verschiedener Schneidwerkzeuge, Messwerkzeuge, Formen usw. verwendet.

Gusstahl: Die Gusstahlqualität wird mit dem Präfix ZG vor der Zahl angegeben, und die Zahl steht für den durchschnittlichen Massenanteil im Stahl (ausgedrückt in Zehntausendsteln). Zum Beispiel bedeutet ZG25 einen Kohlenstoffgehalt von 0,25 %.

Verwendung: Er wird hauptsächlich zur Herstellung von Bauteilen mit komplexer Form verwendet, die eine bestimmte Festigkeit, Verformbarkeit und Zähigkeit erfordern, wie z. B. Zahnräder, Kupplungen usw.

Herkömmliche Wärmebehandlung von Kohlenstoffstahl

glühen

Der Stahl wird auf eine geeignete Temperatur erhitzt, für eine bestimmte Zeit bei dieser Temperatur gehalten und anschließend langsam abgekühlt (Ofenkühlung), um einen Wärmebehandlungsprozess zu erhalten, der einem strukturellen Gleichgewichtszustand nahekommt.

Vollglühen, isothermisches Glühen, kugeliges Glühen, Diffusionsglühen, Spannungsarmglühen

Normalglühen

Bei diesem Wärmebehandlungsverfahren werden die Stahlteile auf 30–50 °C über AC3 bzw. Acm erhitzt, für eine geeignete Zeit gehalten und anschließend an der Luft abgekühlt, um eine perlitische Gefügestruktur zu erzielen.

Härten

Ein Wärmebehandlungsverfahren, bei dem Stahlteile bis zur Austenitisierung erhitzt und anschließend schnell abgekühlt werden, um die Struktur in Martensit umzuwandeln. Die Morphologie des entstehenden Martensits hängt eng mit der Zusammensetzung des Stahls, der Größe der ursprünglichen Austenitkörner und den Bildungsbedingungen zusammen. Je kleiner die Austenitkörner sind, desto feiner ist der Martensit.

Anlassen

Nach dem Abschrecken der Stahlteile wird zur Spannungsabbau und zur Erzielung der gewünschten Eigenschaften auf eine bestimmte Temperatur unterhalb AC1 erhitzt, für eine bestimmte Zeit gehalten und anschließend auf Raumtemperatur abgekühlt.

legierter Stahl

Ein oder mehrere Legierungselemente werden dem Kohlenstoffstahl zugegeben, um einen Stahl zu bilden, der als legierter Stahl bezeichnet wird.

Klassifizierung legierter Stähle

Nach dem Gehalt an Legierungselementen: niedriglegierter Stahl (Gesamtmassenanteil weniger als 5 %), mittellegierter Stahl (Gesamtmassenanteil 5–10 %), hochlegierter Stahl (Gesamtmassenanteil größer als 10 %)

Nach den Arten der Hauptlegierungselemente: Chromstahl, Chrom-Nickel-Stahl, Stahl, Silizium-Mangan-Stahl usw.

Nach Verwendungszweck: Baustahl, Werkzeugstahl, Sonderleistungsstahl.

Edelstahl

Eine Stahlsorte mit hoher Korrosionsbeständigkeit in der Atmosphäre und in allgemeinen korrosiven Medien.

Verwendung: Sie wird hauptsächlich zur Herstellung von Teilen oder Konstruktionsteilen eingesetzt, die in verschiedenen korrosiven Medien arbeiten und eine hohe Korrosionsbeständigkeit aufweisen. Sie findet breite Anwendung in der Erdölindustrie, der chemischen Industrie, der Atomenergie, der Meeresforschung und -erschließung, der Landesverteidigung sowie in einigen hochentwickelten Wissenschafts- und Technologiefeldern.