Metallbau-Pixner Materialien

Stahl

Stahlproduktion

Als Stahl werden metallische Legierungen bezeichnet, deren Hauptbestandteil Eisen ist und deren Kohlenstoffgehalt zwischen 0,002 % und 2,06 % liegt.
Mit Stahl als Werkstoff hat die Menschheit schon lange praktische Erfahrung. Die Verwendung von Stahl mit garantierten Eigenschaften (Festigkeit, Korrosionsverhalten, Verformbarkeit, Schweißeignung usw.) nimmt in der Technik einen breiten Raum ein. Chemisch betrachtet handelt es sich bei dem Werkstoff Stahl um eine Legierung aus Eisen und Eisencarbid. Die einfachste Definition ist aber wohl folgende: Jedes Eisen, welches ohne Zugabe anderer Stoffe schmiedbar ist, kann man als Stahl bezeichnen.

Stähle sind die am meisten verwendeten metallischen Werkstoffe. Durch Legieren mit Kohlenstoff und anderen Legierungselementen in Kombination mit wärme- und thermomechanischer Behandlung können Eigenschaften für einen breiten Anwendungsbereich erzielt werden.

Der Stahl kann zum Beispiel sehr weich und dafür ausgezeichnet verformbar hergestellt werden, wie etwa das Weißblech von Konservendosen. Demgegenüber kann er sehr hart und dafür spröde hergestellt werden wie etwa martensitische Stähle für Messer (Messerstahl). Moderne Entwicklungen zielen darauf, den Stahl gleichzeitig fest und duktil (verformbar) herzustellen, als Beitrag für den Leichtbau von Maschinen. Stahl kann gewollte Eigenschaften (Härte, Duktilität, Kerbschlagzähigkeit...) annehmen.

Nach DIN EN 10020 wird zwischen zwei Hauptgüteklassen unterschieden:
• Qualitätsstahl (QS)
• Edelstahl (ES)
Stahl ist aus ökologischer Sicht ein hervorragender Werkstoff, da er nahezu ohne Qualitätsverlust unbegrenzt wiederverwertbar ist, in dem der Schrott wieder zu Stahl geschmolzen wird.

Edelstahl

EdelstahlEdelstahl (nach EN 10020) ist eine Bezeichnung für legierte oder unlegierte Stähle mit besonderem Reinheitsgrad.
Zu den Edelstählen zählen zum Beispiel hochreine Stähle, bei denen durch einen besonderen Herstellungsprozess Bestandteile wie Aluminium und Silizium aus der Schmelze ausgeschieden werden, oder zum Beispiel auch hochlegierte Werkzeugstähle, die für eine spätere Wärmebehandlung vorgesehen sind.

 

 

 

 

Aluminium

Aluminium (Al) ist das chemische Element mit der Ordnungszahl 13. Die Bezeichnung leitet sich vom lateinischen Wort alumen für Alaun ab.
Im Periodensystem der Elemente gehört Aluminium zur Bor-Gruppe, die früher auch als Gruppe der Erdmetalle bezeichnet wurde. Aluminium ist das dritthäufigste Element und häufigste Metall in der Erdkruste. Dort tritt es wegen seiner Reaktionsfreudigkeit fast nur in chemisch gebundenem Zustand auf.
Das reine Leichtmetall Aluminium hat aufgrund einer sich sehr schnell an der Luft bildenden dünnen Oxidschicht ein stumpfes, silbergraues Aussehen. Diese undurchdringliche Oxidschicht macht reines Aluminium sehr korrosionsbeständig.

AulminiumAluminium ist ein relativ weiches und zähes Metall. Wegen seiner geringen Dichte wird Aluminium gern dort verwendet, wo es auf die Masse ankommt, die z. B. bei Transportmitteln zum Treibstoffverbrauch beiträgt, vor allem in der Luft- und Raumfahrt. Auch im Fahrzeugbau gewann es aus diesem Grund an Bedeutung. Aluminium wird meist legiert verwendet. Es gibt eine Vielzahl von Legierungen, die entweder gute Verformbarkeit oder gute Gießbarkeit und spanende Bearbeitbarkeit zeigen.

Aluminiumlegierung:

Aluminium kann im schmelzflüssigen Zustand mit Kupfer, Magnesium, Mangan, Silizium, Eisen, Titan, Beryllium, Lithium, Chrom, Zink, Zirkon und Molybdän legiert werden, um bestimmte Eigenschaften zu fördern oder andere, ungewünschte Eigenschaften zu unterdrücken.

Verzinken

Durch Verzinken wird Stahl mit einer dünnen Schicht Zink versehen, um ihn vor Korrosion zu schützen.
Um ein Bauteil aus Stahl mit einer Zink- oder Zinklegierungsschicht zu überziehen, gibt es eine Reihe von verschiedenen Verfahren:
• Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung)
• galvanische (elektrolytische Verzinkung)
• mechanische Verzinkung
• Zinklamellen/Binder-Systeme
Unter Feuerverzinkung versteht man das Überziehen von Stahlteilen mit einem massiven, metallischen Zinküberzug durch Eintauchen der vorbehandelten Stahlteile in eine Schmelze aus flüssigem Zink, dessen Temperatur bei zirka 450 °C liegt.

Verzinkte Stahlteile sind durch die Zinkschicht sehr gut vor Korrosion (Rotrost) geschützt.
Durch geeignete Nachbehandlungen kann das Auftreten von Zinkkorrosion stark verzögert und verlangsamt werden, wodurch der gesamte Korrosionsschutz bis zum Auftreten von Grundmetallkorrosion nochmals verlängert wird.

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