Stahlguss ist eine Eisenlegierung mit einem maximalen Kohlenstoffgehalt von ca. 0,75%. Stahlguss ist ein fester Metallgegenstand, der durch Ausfüllen des Hohlraums in einer Form mit flüssigem Stahl hergestellt wird. Sie sind in vielen der gleichen Kohlenstoff- und Legierungsstähle erhältlich, die auch als Knetmetalle hergestellt werden können. Die mechanischen Eigenschaften von Stahlguss sind im Allgemeinen niedriger als die von Schmiedestählen, aber mit derselben chemischen Zusammensetzung. Stahlguss gleicht diesen Nachteil durch seine Fähigkeit aus, komplexe Formen in weniger Schritten zu formen.
Eigenschaften von Stahlguss
Stahlguss
kann mit einer großen Bandbreite an Eigenschaften hergestellt
werden. Die physikalischen Eigenschaften von Stahlguss ändern sich
je nach chemischer Zusammensetzung und Wärmebehandlung erheblich.
Sie werden so ausgewählt, dass sie den Leistungsanforderungen der
beabsichtigten Anwendung entsprechen.
Härte
Die
Fähigkeit eines Materials, Abrieb zu widerstehen. Der
Kohlenstoffgehalt bestimmt die maximal erreichbare Härte des Stahls
bzw. die Härtbarkeit.
Festigkeit
Die
Menge an Kraft, die zur Verformung eines Materials erforderlich ist.
Ein höherer Kohlenstoffgehalt und eine höhere Härte ergeben einen
Stahl mit höherer Festigkeit.
Duktilität
Die
Fähigkeit eines Metalls, sich unter Zugspannung zu verformen.
Niedrigerer Kohlenstoffgehalt und weniger Härte führen zu Stahl mit
höherer Duktilität.
Zähigkeit
Die
Fähigkeit, Stress zu widerstehen. Eine erhöhte Duktilität ist
normalerweise mit einer besseren Zähigkeit verbunden. Die Zähigkeit
kann durch Zugabe von Legierungsmetallen und Wärmebehandlung
eingestellt werden.
Verschleißfestigkeit
Der
Widerstand eines Materials gegen Reibung und Gebrauch. Stahlguss
weist eine ähnliche Verschleißfestigkeit auf wie Schmiedestähle
mit ähnlicher Zusammensetzung. Der Zusatz von Legierungselementen
wie Molybdän und Chrom kann die Verschleißfestigkeit erhöhen.
Korrosionsbeständigkeit
Die
Beständigkeit eines Materials gegen Oxidation und Rost. Stahlguss
weist eine ähnliche Korrosionsbeständigkeit wie Schmiedestahl auf.
Hochlegierte Stähle mit einem erhöhten Gehalt an Chrom und Nickel
sind hochgradig oxidationsbeständig.
Zerspanbarkeit
Die
Leichtigkeit, mit der ein Stahlgussteil seine Form verändern kann,
indem Material durch Bearbeitung (Schneiden, Schleifen oder Bohren)
entfernt wird. Die Zerspanbarkeit wird durch Härte, Festigkeit,
Wärmeleitfähigkeit und Wärmeausdehnung beeinflusst.
Schweißbarkeit
Die
Fähigkeit eines Stahlgusses, fehlerfrei geschweißt zu werden. Die
Schweißbarkeit hängt in erster Linie von der chemischen
Zusammensetzung und der Wärmebehandlung des Stahlgusses ab.
Eigenschaften
bei niedrigen Temperaturen
Die
Zähigkeit von Stahlguss wird bei niedrigen Temperaturen stark
reduziert. Durch Legieren und spezielle Wärmebehandlungen kann die
Fähigkeit eines Gussteils, Belastungen und Spannungen zu
widerstehen, verbessert werden.
Chemische Zusammensetzung von Stahlguss
Die
chemische Zusammensetzung von Stahlguss hat einen erheblichen
Einfluss auf die Leistungseigenschaften und wird häufig zur
Klassifizierung von Stahl oder zur Zuweisung von
Standardbezeichnungen verwendet. Stahlguss kann in zwei große
Kategorien unterteilt werden – Kohlenstoffstahlguss und legierter
Stahlguss.
Wie
Knetstähle können Kohlenstoffgussstähle nach ihrem
Kohlenstoffgehalt klassifiziert werden. Stahlguss mit niedrigem
Kohlenstoffgehalt ist relativ weich und nicht leicht aushärtbar.
Stahlguss mit mittlerem Kohlenstoffgehalt ist etwas härter und durch
Wärmebehandlung verfestigbar. Stahlguss mit hohem Kohlenstoffgehalt
wird verwendet, wenn maximale Härte und Verschleißfestigkeit
erwünscht sind.
Legierter
Stahlguss
Legierter
Stahlguss wird entweder als niedrig- oder hochlegiert eingestuft.
Niedrig legierter Stahlguss (≤ 8% Legierungsgehalt) verhält sich
ähnlich wie normaler Kohlenstoffstahl, jedoch mit höherer
Härtbarkeit. Hochlegierter Stahlguss (> 8 % Legierungsgehalt) ist
so ausgelegt, dass er eine bestimmte Eigenschaft, wie
Korrosionsbeständigkeit, Hitzebeständigkeit oder
Verschleißfestigkeit, aufweist.
Zu
den üblichen hochlegierten Stählen gehören rostfreier Stahl (>
10,5% Chrom) und Hadfield’s Manganstahl. Durch die Zugabe von Chrom,
das unter Sauerstoffeinwirkung eine Passivierungsschicht aus
Chromoxid bildet, erhält der Edelstahl eine ausgezeichnete
Korrosionsbeständigkeit. Der Mangangehalt im Hadfield-Stahl sorgt
für eine hohe Festigkeit und Abriebfestigkeit bei der harten
Bearbeitung.
