Werkstoffkunde 2 - TUM - Eisenbasiswerkstoffe 2

"Gruppe 1" : Benennung nach Verwendung und mechanischen Eigenschaften (Beispiel: S235 -> S für "verwendung im Stahlbau", 235 für Streckgrenze in N/mm^2)

"Gruppe 2": Benennung nach chemischer Zusammensetzung (Bsp: C35R, 42CrMo4)
 

Kohlenstoffgehalt + Zusatzsymbol

CnnnX

nnn: Kohlenstoffgehalt x100

X: optionales Zusatzsymbol (z.B.: E: Edelstahl, S: für Federn, W: für Schweißdraht)
 

Bsp: C15, C25, C35E, C85S

-> Nach ihrer chemischen Zusammensetzung in Masseprozent.

Bsp: 30NiCrMo12-6

Zuerst der Kohlenstoffgehalt (ohne C), dann die einzelnen Legierungselemente.

Die tatsächlichen Masseprozente werden dabei mir einem Faktor multipliziert (100 bei C, 10 bei Mo, 4 bei Cr und Ni, weitere siehe S.20)

=>hier: 0,3%C; 3%Ni; 1,5%Cr, <1%Mo

Sie erhöhen die Durchhärtbarkeit und die Zähigkeit

(Für die höhere Durchhärtbarkeit wird die kritische Abkühltemperatur durch die Legierungselemente abgesenkt)

"hochlegiert" sobald ein Legierungselement mit einem Anteil von mehr als 5 Massenprozent vorliegt.

-> Kennzeichnung mit einem X am Anfang, z.B. X12CrNi18-8

Begleitelemente werden nicht absichtlich hinzulegiert, sondern sind einfach vorhanden ("Verunreinigungen")

Sie haben meist eine schädliche Wirkung, am schlimmsten ist Schwefel.

Abhilfe:

- entfernen

- Mit einem anderen Element abbinden

- Entsprechenden Temperaturbereich meiden

- Enthält 0,25 bis 0,5 %C und ggf. weitere Legierungselemente

- Zum vergüten bestimmt (Vergüten: erst härten, dann anlassen)

Bsp: 42CrMo4

- Kohlenstoffgehalt von 0,5 bis 0,65% (also etwas mehr als Vergütungsstahl)

- Silizium oder Chrom als Legierungselemente (-> hohe Streckgrenze)

- Kohlenstoffgehalt: Grundsätzlich 0,10 bis 0,25 %

- Durch aufkohlen ("einsetzen") 0,8%C im Randbereich

=> Hohe Zähigkeit im inneren und hohe Härte an der Oberfläche (nach dem Härten)

=> Optimal für Zahnräder

- Verwendung im Werkzeugbau

- Kohlenstoffgehalt: 0,4% bis 2%

- Teils hochlegiert und viel Kohlenstoff => hoher Karbidanteil (-> Verschleißbeständigkeit)

- Kaltarbeitsstähle (z.B. für Gewindeschneider)

- Warmarbeitsstähle (z.B. für Schmiedegesenke)

- Schnellarbeitsstähle (z.B. für Bohrer)

- Unlegierter Werkzeugstahl (Kaltarbeitsstahl): Mit Zusatzsymbol U; z.B. C60U

-Legierter Werkzeugstahl (Kaltarbeitsstahl, Warmarbeitsstahl):  Hat meist V (Vanadium) oder W (Wolfram) als Legierungselement, außerdem oft hochlegiert (-> X), z.B. X32CrMoV3-3, X210CrW12

- Schnellarbeitsstahl: Kennzeichnung "HS" am Anfang, dann Massenprozent W-Mo-V-Co; z.B. HS10-4-3-10

Mit dem Kohlenstoffäquivalent C_äq

C_äq = C + (1/6) Mn + (1/6) Mo + (1/5) Cr

- C_äq<0,35: problemlos schweißbar

- 0,35äq<0,55: bedingt schweißbar (vor- oder nachbehandeln!)

- C_äq>0,55: kaum schweißbar (vor- und nachbehandeln!)

=> je weniger Kohlenstoff und je niedriger legiert, desto besser schweißbar!

- Geringer Kohlenstoffgehalt

- Meist unlegiert (außer Feinkornbaustahl)

- Mäßige Eigenschaften, günstiger Preis

- Benennung nach Verwendung und mechanischen Eigenschaften, also nach Gruppe 1

- Benennung: Hauptsymbol + Mindeststreckgrenze + Zusatzsymbol, z.B. S235T

- Hauptsymbole: S für Stahlbau, E für Maschinenbau

- Zusatzsymbol gibt Gütegruppe an

- Moderner Leichtbauwerkstoff für Automobilindustrie

- Besteht aus zwei Phasen: weiche ferritische Matrix, in der eine martensitische Zweitphase inselförmig eingelagert ist

- Weiche Matrix => niedrige Streckgrenze

- Harter Martensit => hohe Zugfestigkeit

- Kohlenstoffgehalt: <1% C

- Moderne, besonders hochfeste Stahllegierung für Automobilindustrie

- Sehr hohe Festigkeiten bei gleichzeitig hohen Dehnungswerten

- "verbundwerkstoff" aus 3 Phasen: Ferrit, Bainit, metastabiler Austenit

- Verformungsinduzierte Martensitbildung ("TRIP-Effekt"): bei plastischer Verformung wandelt sich metastabiler Austenit in Martensit um => gezielte Verfestigung

=> TRIP-Stahl verfestigt sich bei umformender Verarbeitung