Kleine Metallurgie 3 - die Leg. - Elemente ...


... präsentiert von PR-Schweiß- & Industrietechnik aus Oldenburg.

Heute ist Mittwoch, der 8. Februar 2012, Uhrzeit: 02:09:05

Die Stahleigenschaften sowie die Schweißbarkeit der Stähle und die Haltbarkeit der Schweißverbindungen werden maßgeblich beeinflusst durch die Eisenbegleiter und die Legierungsbestandteile, deren Vorhandensein teilweise erwünscht und teilweise unerwünscht ist.

Ihr Einfluss ist abhängig von der Menge und Art, dem gleichzeitigen Vorhandensein mehrerer Elemente, von der Wärmebehandlung und ähnlicher Faktoren. Ein großer Teil der auftretenden Schäden an Schweißverbindungen ist darauf zurückzuführen, dass der Auswahl des Grund- und Zusatzwerkstoffes sowie der Vor- und Nachbearbeitung in Abhängigkeit von den Legierungselementen nicht genügend Beachtung geschenkt wurde.

Wir wollen jetzt die einzelnen Leg.-Elemente und Bestandteile und ihre Auswirkung im Stahl untersuchen und festlegen.

Kohlenstoff (C)
Kohlenstoff erhöht die Zugfestigkeit und Streckgrenze, verringert jedoch die Deh-nung und die Kerbschlagzähigkeit. Bei 0,1 % Kohlenstoffzunahme wird die Zugfes-tigkeit um etwa 9 kp/mm² und die Streckgrenze um 4-5 kp/mm² erhöht. Die Dehnung sinkt bei 10 kp/mm² Festigkeitszunahme um etwa 4-5 %. Kohlenstoff ist also der Hauptregler für Festigkeitseigenschaften und gibt die Möglichkeit des Härtens und Vergütens. Die Schweißbarkeit eines Stahles, der höher also 0,3 % C legiert ist, wirkt sich verschlechternd aus.

Mangan (Mn)
Mangan erhöht die Kerbschlagzähigkeit und im geringen Maß auch Dehnung und Festigkeit. Mangan beeinflusst die Schweißbarkeit günstig und wirkt außerdem de-soxydierend. Stähle mit 0,8 - 3,0 % Mn werden als Manganstähle bezeichnet und setzen die Bruchgefahr herab. Bei 10 - 15 % Mn und erhöhtem C entsteht ein Man-gan-Hartstahl.

Nickel (Ni)
Nickel wird bei Leg.-Mengen von 1-5 % auf Festigkeit bei normal legiertem Stahl kaum ein. Bei Temperaturbeanspruchung bis 350°C werden Streckgrenze und Warmfestigkeit erhöht. Nickel setzt auch die kritische Abkühlgeschwindigkeit (Risse) herab. Beim Härteprozess ergänzen sich Nickel und Chrom sehr gut und bewirken eine gute Glanz- oder Durchhärtung. Es werden auch als Einsatz und Vergütungsstähle überwiegend Ni-Cr-Legierungen verwandt. Nickel ist ein Korrosionshemmer von Chrom. Auf die elektrische Leitfähigkeit wirkt der steigende Ni-Gehalt sich immer schädlich aus.

Chrom (Cr)
Bei dieser Legierung handelt es sich um den wohl wichtigsten Beeinflusser. Die Zugfestigkeit wird mit steigendem Cr-Gehalt größer, die Dehnung leidet ein wenig, aber der kritische Abkühlpunkt bei der normalen Abkühlgeschwindigkeit (Oberflächen - Spannungsrisse) wird mit Nickel zusammen weitgehend herabgesetzt. Bei steigendem Cr-Gehalt wird auch die Wärmebeständigkeit erhöht. Bei Cr-Gehalten über 13 % wird der Stahlkorrosions- und zunderbeständig.

Molybdän (Mo)
Molybdän beeinflusst den Stahl schon bei Leg.-Anteilen von nur 0,2 %. Mo wirkt sich positiv auf die Festigkeit. Wärmebeständigkeit, auch bei Hitzedauerbelastung (400°-600°C) und auf die Härtbarkeit positiv aus. Die Schweißeigenschaft wird mit Mo günstig beeinflusst.

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