AUSGABE

Kohlenstoffstähle übersicht 

Kohlenstoffstähle sind eine weit verbreitete Stahlart in der Industrie und sind in verschiedenen Qualitäten erhältlich. Sie enthalten zwischen 0,02 % und 2,1 % Kohlenstoff. Der Kohlenstoffgehalt ist ein entscheidender Faktor, der die Härte, Festigkeit und Bearbeitbarkeit des Stahls beeinflusst. Aufgrund ihrer Kostenwirksamkeit, mechanischen Festigkeit und breiten Anwendungsmöglichkeiten werden Kohlenstoffstähle in vielen Branchen bevorzugt. Außerdem hilft das Verständnis, wie der Kohlenstoffgehalt die Härte und Bearbeitbarkeit beeinflusst, dabei, das richtige Material auszuwählen. Kohlenstoffstahl ist eine zuverlässige Materialwahl für Projekte, die Robustheit und Haltbarkeit erfordern.

Allgemeine Eigenschaften von Kohlenstoffstählen

Kohlenstoffstähle sind in einer Vielzahl von Qualitäten erhältlich, die für unterschiedliche industrielle Anforderungen entwickelt wurden. Die Auswahl hängt vom Verwendungszweck, der Bearbeitbarkeit, den mechanischen Eigenschaften und der Haltbarkeit ab. Jede Qualität hat einzigartige Merkmale, die entscheidend sind, um die spezifischen Anforderungen in verschiedenen industriellen Anwendungen zu erfüllen.

Härte: Mit steigendem Kohlenstoffgehalt nimmt die Härte des Stahls zu. Dadurch wird die Verschleißfestigkeit verbessert, jedoch kann der Stahl auch spröder werden.
Festigkeit: Kohlenstoffstahl bietet eine hohe Zug- und Druckfestigkeit.
Bearbeitbarkeit: Stähle mit geringem Kohlenstoffgehalt sind leichter zu bearbeiten, während hochkohlenstoffhaltige Stähle schwieriger zu bearbeiten, aber dafür haltbarer sind.
Wärmebehandlung: Kohlenstoffstahl kann durch Wärmebehandlungen wie Härten, Anlassen und Glühen modifiziert werden. Diese Verfahren verändern die mechanischen Eigenschaften des Stahls und ermöglichen es, die gewünschte Härte und Festigkeit zu erreichen.

In welchen Qualitäten sind Kohlenstoffstähle erhältlich?

Kohlenstoffstähle werden nach ihrem Kohlenstoffgehalt und der Anwesenheit zusätzlicher Elemente in verschiedene Qualitäten unterteilt. Die Qualitäten werden nach ihrer chemischen Zusammensetzung, den mechanischen Eigenschaften und dem Verwendungszweck klassifiziert. Die folgende Tabelle zeigt gängige Qualitäten von Kohlenstoffstählen und deren Eigenschaften:

Qualitäten von Kohlenstoffstählen

C10 (SAE 1010) (BS 040A10)
C22 (SAE 1020) (BS 080A15)
C30, C30E, Ck30 (SAE 1030) (BS 080M30)
C35 (SAE 1035) (BS 080A32) (BS 080A35)
C40 (SAE 1040) (BS 080M40)
C45 R, C45 (SAE 1045) (BS 080M46) (BS 060A47)
C50E, Ck50, C50R, Cf53 (SAE 1050)
C60 (SAE 1060)
C70 (SAE 1070)
C80D (SAE 1080)
1090

Arten von Kohlenstoffstahl

Niedrigkohlenstoffstahl: Der Kohlenstoffgehalt liegt zwischen 0,02 % und 0,25 %. Er bietet eine hohe Duktilität und gute Bearbeitbarkeit. Häufig wird er im Bauwesen, für Automobilkarosserien und bei der Herstellung von Rohren eingesetzt. Weiche Kohlenstoffstähle mit niedrigem Kohlenstoffgehalt werden aufgrund ihrer guten Bearbeitbarkeit bevorzugt.
Mittelkohlenstoffstahl: Der Kohlenstoffgehalt liegt zwischen 0,25 % und 0,6 %. Er bietet eine höhere Härte und Festigkeit, ist jedoch weniger duktil als niedrigkohlenstoffhaltiger Stahl. Anwendung findet er in Maschinenteilen, Zahnrädern und Nockenwellen.
Hochkohlenstoffstahl: Der Kohlenstoffgehalt liegt zwischen 0,6 % und 1,25 %. Er zeichnet sich durch hohe Härte und Abriebfestigkeit aus, ist jedoch spröder. Er wird in Schneidwerkzeugen, Federn, Drähten und hochbelastbaren Maschinenteilen verwendet.
Ultrahochkohlenstoffstahl: Der Kohlenstoffgehalt liegt zwischen 1,25 % und 2,1 %. Dieser Stahl weist die höchste Härte und Abriebfestigkeit auf, ist jedoch äußerst spröde. Anwendung findet er in Schneidwerkzeugen, Bohrern und Messern. In dieser Kategorie gibt es verschiedene Qualitäten, die für spezielle Anwendungen entwickelt wurden.

Chemische Zusammensetzung von Kohlenstoffstahl

Eine allgemeine Übersicht über die chemische Zusammensetzung von Kohlenstoffstählen. Unterschiedliche Normen und Spezifikationen können je nach Anwendung leichte Abweichungen in diesen Zusammensetzungen aufweisen.

Mechanische Eigenschaften von Kohlenstoffstahl

Die mechanischen Eigenschaften von Kohlenstoffstahl variieren je nach Stahlqualität, Verarbeitungs- und Wärmebehandlungsverfahren. Jede Stahlqualität wird so konzipiert, dass sie mechanische Eigenschaften bietet, die für spezifische industrielle Anwendungen geeignet sind. Daher ist die Auswahl der geeigneten Kohlenstoffstahlqualität für ein Projekt entscheidend, um die gewünschten mechanischen Eigenschaften zu erreichen.

Zugfestigkeit (Tensile Strength): Die maximale Spannungsbelastung, die das Material aushält, bevor es bricht. Die Zugfestigkeit hängt von der chemischen Zusammensetzung und der Wärmebehandlung des Stahls ab. Niedriglegierte Kohlenstoffstähle beginnen typischerweise bei 400 MPa, während hochlegierte Kohlenstoffstähle bis zu 1000 MPa erreichen können.

Streckgrenze (Yield Strength): Die maximale Belastung, die der Stahl aushält, bevor eine plastische Verformung eintritt. Die Streckgrenze steht in engem Zusammenhang mit der Härte des Materials und entspricht in der Regel einem Teil der Zugfestigkeit.
Bruchdehnung (% Elongation): Gibt an, wie weit sich das Material während eines Zugtests dehnen kann. Niedriglegierte Kohlenstoffstähle können sich um bis zu 20 % dehnen, während dieser Wert bei hochlegierten Kohlenstoffstählen niedriger ausfallen kann.
Härte (Hardness): Ein Maß für den Widerstand des Materials gegenüber äußerer Beanspruchung. Die Härte wird in der Regel mit der Brinell-Härteskala gemessen, wobei ein bestimmtes Gewicht auf die Oberfläche des Materials ausgeübt wird. Die Brinell-Härtewerte von Kohlenstoffstahl liegen in der Regel zwischen 100 HB und 700 HB. Mittlere Kohlenstoffstähle weisen beispielsweise oft Werte zwischen 200 HB und 300 HB auf.

Anwendungsbereiche von Kohlenstoffstahl

Kohlenstoffstahl ist ein vielseitiges und langlebiges Material, das in einer Vielzahl von Anwendungen, von der industriellen Fertigung bis zur Automobilindustrie, weit verbreitet ist. Hier sind einige typische Anwendungsbereiche:

Bauwesen: Baustähle, Bewehrungsstähle, Brücken, Gebäude.
Automobilindustrie: Fahrgestelle, Karosserieteile, Motorkomponenten.
Maschinenbau: Zahnräder, Wellen, Verbindungselemente.
Werkzeuge und Schneidwerkzeuge: Messer, Bohrer, Sägeblätter.
Rohr- und Profilherstellung: Wasser- und Gasrohre, Profilstähle.
Preise für Kohlenstoffstahl bei Hasçelik
Kohlenstoffstahl kann durch Vakuum- oder Nicht-Vakuum-Verfahren hergestellt und durch verschiedene Prozesse geformt und bearbeitet werden.

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