10 MECHANISCHE UND PHYSIKALISCHE EIGENSCHAFTEN VON STAHL - CHEMIE - 2025

Die mechanischen und physikalischen Eigenschaften von Stahl können je nach Zusammensetzung und Prozentsatz der Verunreinigungen (wie Phosphor oder Schwefel) sehr unterschiedlich sein. Auf diese Weise kann der Stahl mit Chrom, Kobalt, Kupfer, Molybdän, Nickel, Stickstoff, Selen, Tantal, Titan, Wolfram oder Vanadium legiert werden, wenn Sie bessere mechanische und physikalische Eigenschaften als andere erzielen möchten.

Die Zusammensetzung und Eigenschaften von Stahl variieren stark. Stahl hat im Allgemeinen einen geringeren Kohlenstoffgehalt als Eisen und eine geringere Anzahl von Verunreinigungen als andere Metalle.

Im Allgemeinen variieren physikalische Eigenschaften wie Dichte, elektrische und Wärmeleitfähigkeit von Legierung zu Legierung nicht stark. Mechanische Eigenschaften wie Festigkeit, Duktilität und Härte hängen jedoch stark von der Art der Legierung und der Zusammensetzung des Stahls ab.

Mechanische Haupteigenschaften von Stahl

1- Plastizität

Es ist die Fähigkeit von Stahl, seine Form zu behalten, nachdem er einer Belastung ausgesetzt wurde. Stähle, die mit geringen Prozentsätzen an Kohlenstoff legiert sind, sind plastischer.

2- Zerbrechlichkeit

Sprödigkeit ist die Leichtigkeit, mit der Stahl unter Belastung gebrochen werden kann. Wenn Stahl mit einem hohen Kohlenstoffanteil legiert wird, neigt er dazu, spröder zu werden.

3- Formbarkeit

Die Formbarkeit ist die Leichtigkeit des zu rollenden Stahls. Auf diese Weise sind einige Edelstahllegierungen tendenziell formbarer als andere.

4- Härte

Die Härte ist die Beständigkeit, die ein Metall gegenüber Schleifmitteln hat. Je mehr Kohlenstoff Sie einer Stahllegierung hinzufügen, desto schwieriger wird es.

5- Hartnäckigkeit

Zähigkeit ist das Konzept, das die Fähigkeit von Stahl bezeichnet, der Anwendung einer äußeren Kraft zu widerstehen, ohne zu brechen.

Bei Stahl mit mittlerer Kohlenstoffkonzentration ist die Zähigkeit tendenziell höher.

Hauptphysikalische Eigenschaften von Stahl

1- Körper

Dazu gehören Eigenschaften in Bezug auf das Gewicht des Stahls, sein Volumen, seine Masse und seine Dichte.

2- Thermisch

Es bezieht sich auf drei grundlegende Aspekte von Stahl: seine Fähigkeit, Temperatur (Wärmeleitung) zu leiten, sein Potenzial zur Wärmeübertragung (Konvektion) und seine Fähigkeit, Infrarotstrahlen im Medium (Strahlung) zu emittieren.

3- Elektrik

Sie beziehen sich auf die Fähigkeit von Stahl, elektrischen Strom zu leiten.

4- Optik

Diese Eigenschaften im Fall von Stahl bezeichnen seine Fähigkeit, Licht zu reflektieren oder Glanz zu emittieren. In dem Maße, in dem Edelstahl mit einem höheren Aluminiumanteil legiert ist, weist er bessere optische Eigenschaften auf.

5- Magnetisch

Es bezieht sich auf die Fähigkeit von Stahl, induziert zu werden oder ein elektromagnetisches Feld zu induzieren.

Je höher der Eisenanteil in der Stahllegierung ist, desto besser kann er als Magnet wirken.

Stahlsorten

Je nach Anwendung werden unterschiedliche Stahlsorten hergestellt, daher müssen die mechanischen und physikalischen Eigenschaften dieser Stahlsorten unterschiedlich sein.

Auf diese Weise wurden verschiedene Maßstäbe erstellt, um Stahl nach seinen Eigenschaften zu klassifizieren (Elastizität, Dichte, Schmelzpunkt, Wärmeleitfähigkeit, Festigkeit, Härte ua).

Um verschiedene Stahlsorten herzustellen, verwenden die Hersteller unterschiedliche Konzentrationen anderer Metalle, um Legierungen herzustellen.

Der Produktionsprozess und die Art und Weise, wie der Stahl bearbeitet wird, haben ebenfalls einen erheblichen Einfluss auf das erhaltene Endprodukt.

Nach Angaben des American Iron and Steel Institute (AISI) kann Stahl nach seiner chemischen Zusammensetzung in vier Hauptgruppen eingeteilt werden:

• Kohlenstoffstahl
• Legierter Stahl
• Rostfreier Stahl
• Werkzeugstahl

Eigenschaften von Kohlenstoffstahl

Kohlenstoffstahl wird aus der Legierung zwischen Eisen und Kohlenstoff gewonnen. Durch Variation des Kohlenstoffanteils können Stähle mit unterschiedlichen Qualitäten hergestellt werden. Im Allgemeinen ist der Stahl umso härter und steifer, je höher der Kohlenstoffanteil ist.

Stahl mit einem geringen Kohlenstoffanteil ist auf dem Markt als Schmiedeeisen bekannt. Diese Stahlsorte ist leicht zu handhaben, da sie sehr plastisch ist.

Aus diesem Grund wird es häufig zur Herstellung von Gittern, dekorativen Anwendungen oder Laternenpfählen verwendet.

Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt ist sehr zäh, weshalb Brücken oder Bauteile hergestellt werden, die enorme Belastungen aufnehmen können.

Für die Herstellung von Kabeln wird Kohlenstoffstahl verwendet. Wenn der Prozentsatz an Kohle größer ist als der an Eisen, wird dies als Gusseisen bezeichnet, aus dem Vasen und andere Arten von Gegenständen hergestellt werden.

Obwohl die letztere Stahlsorte ziemlich hart ist, ist sie auch stark spröde.

Eigenschaften von legiertem Stahl

Legierter Stahl wird mit einem geringen Prozentsatz eines oder mehrerer anderer Metalle als Eisen hergestellt. Diese der Legierung zugesetzten Metalle können die Eigenschaften des Stahls verändern.

Beispielsweise führt Stahl aus Eisen, Chrom und Nickel zu rostfreiem Stahl. Wenn dieser Legierung Aluminium zugesetzt wird, ist das Ergebnis formbarer und sieht gleichmäßiger aus.

Wenn Stahllegierungen Mangan zugesetzt wird, können sie eine außergewöhnliche Festigkeit und Zähigkeit erreichen.

Eigenschaften von Edelstahl

Edelstahl enthält zwischen 10 und 20% Chrom, ein Faktor, der eine hohe Korrosions- und Oxidationsbeständigkeit ermöglicht.

Wenn Stahl 11% Chrom enthält, ist er ungefähr 200-mal korrosionsbeständiger als Stahl, der kein Chrom enthält. Es gibt drei Gruppen von Edelstahl:

Austenitischer Stahl : Er ist der Stahl mit der höchsten Chromkonzentration und einem geringen Anteil an Nickel und Kohlenstoff.

Es wird üblicherweise für die Lebensmittelverarbeitung und Rohrleitungen verwendet. Es ist leicht zu erkennen, da es nicht magnetisch ist.

Ferritischer Stahl : Dies ist die Stahlsorte, die ungefähr 15% Chrom enthält, aber nur wenige Spuren von Kohlenstoff und anderen Metallen wie Molybdän, Aluminium oder Titan.

Diese Stahlsorte ist magnetisch, sehr hart und widerstandsfähig. Es kann beim Kaltumformen aushärten.

Martensitischer Stahl : Er enthält mäßige Mengen an Chrom, Nickel und Kohlenstoff. Es ist hochmagnetisch und bei hohen Temperaturen behandelbar.

Martensitischer Stahl wird üblicherweise zur Herstellung von Schneidwerkzeugen wie Messern und chirurgischen Geräten verwendet.

Werkzeugstahleigenschaften

Werkzeugstahl ist sehr langlebig, temperaturbeständig und hat eine ziemlich hohe Härte.

Enthält Wolfram, Molybdän, Kobalt und Vanadium. Es ist dasjenige, mit dem die Bohrer hergestellt werden.

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