Hohe Festigkeiten, wie sie wegen der zunehmenden Tendenz zum Leichtbau erforderlich sind, werden bei Stählen i.A. durch höhere Kohlenstoffgehalte und durch Bildung harter Gefügebestandteile wie Martensit oder Zwischenstufengefüge erzielt. Bei Stählen mit guter Schweißeignung versagen jedoch diese Mechanismen. Der Kohlenstoffgehalt muss, um gefährliche Aufhärtungen zu vermeiden, auf Anteile unter 0,2% begrenzt bleiben. Feinkornbaustähle mit guter Schweißeignung erhalten daher ihre hohe Festigkeit durch Zugabe von Legierungselementen (Mn, Si, Cr, Cu, Ni, Mo), die u. a. eine Legierungsverfestigung im Ferritmischkristall bewirken. Weitere Legierungselemente wie z.B. AI, Ti, Nb und V bilden schwer lösliche und kornwachstumshemmende Nitride bzw. Karbide. Ein besonders feinkörniges Gefüge ist die Folge, wodurch die Streckgrenze weiter erhöht und gleichzeitig die Kerbschlagarbeit verbessert wird. Weitere Optimierungen, insbesondere bezüglich der Festigkeit werden durch gezielte thermomechanische und Vergütungsbehandlungen erreicht.
Inhaltsverzeichnis
- Einleitung - Abgrenzung des Themas.
- Einteilung und Kennzeichen der Baustähle
- Allgemeine unlegierte Feinkornbaustähle.
- Hochfeste mikrolegierte Feinkornbaustähle......
- Thermomechanisch behandelte Feinkornbaustähle
- Vergütete Feinkornbaustähle ..........\n
- Ausblick.....
- Literaturhinweise....
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Dieser Aufsatz zielt darauf ab, einen Überblick über die Wechselwirkungen zwischen Gefüge und Eigenschaften von Stählen zu geben, mit besonderem Schwerpunkt auf höherfeste Baustähle. Der Fokus liegt dabei auf den Eigenschaften, die durch gezielte Legierung und Wärmebehandlung erzielt werden können.
- Einfluss von Legierungselementen auf die Festigkeit und Zähigkeit von Stählen
- Bedeutung von Mikrostruktur und Gefüge für die Eigenschaften von Stählen
- Thermomechanische und Vergütungsbehandlungen zur Optimierung der Eigenschaften von Stählen
- Einsatz von höherfesten Stählen im Leichtbau
- Vorteile und Herausforderungen beim Einsatz von höherfesten Stählen in der Industrie
Zusammenfassung der Kapitel
- Einleitung - Abgrenzung des Themas: Dieses Kapitel erläutert die Notwendigkeit von modernen Stahlwerkstoffen, die den Anforderungen des Leichtbaus und der Industrie gerecht werden. Dabei werden die wichtigsten Anforderungen an diese Werkstoffe wie z.B. hohe Festigkeit, gute Formbarkeit und Schweißbarkeit sowie die Optimierung der Eigenschaften durch Legierung und Wärmebehandlung vorgestellt.
- Einteilung und Kennzeichen der Baustähle: Dieses Kapitel gibt einen Überblick über die verschiedenen Arten von Baustählen und ihre charakteristischen Eigenschaften. Es werden die Unterschiede zwischen unlegierten, mikrolegierten und thermomechanisch behandelten Stählen sowie die Bedeutung von Legierungselementen und Gefüge auf die Festigkeit und Zähigkeit von Stählen erläutert.
Schlüsselwörter
Die wichtigsten Schlüsselwörter dieses Aufsatzes sind: höherfeste Baustähle, Gefüge, Legierung, Wärmebehandlung, Festigkeit, Zähigkeit, Schweißeignung, Leichtbau, Industrie, Mikrostruktur, thermomechanische Behandlung, Vergütung, Feinkornbaustähle.
Häufig gestellte Fragen
Wie wird die Festigkeit bei Stählen erhöht?
Festigkeit wird meist durch einen höheren Kohlenstoffgehalt oder die Bildung harter Gefügebestandteile wie Martensit erzielt. Bei schweißgeeigneten Stählen erfolgt dies eher durch Legierungselemente.
Was zeichnet Feinkornbaustähle aus?
Feinkornbaustähle besitzen durch Legierungselemente wie Al, Ti oder V ein besonders feines Gefüge, was die Streckgrenze erhöht und gleichzeitig die Zähigkeit (Kerbschlagarbeit) verbessert.
Warum ist der Kohlenstoffgehalt bei schweißbaren Stählen begrenzt?
Um gefährliche Aufhärtungen in der Schweißzone zu vermeiden, muss der Kohlenstoffgehalt bei diesen Stählen in der Regel unter 0,2 % bleiben.
Was bewirkt eine thermomechanische Behandlung?
Diese gezielte Behandlung optimiert die Mikrostruktur des Stahls, um eine ideale Kombination aus hoher Festigkeit und guter Verformbarkeit zu erreichen.
Welche Rolle spielen höherfeste Stähle im Leichtbau?
Sie ermöglichen es, Bauteile mit geringerem Querschnitt und Gewicht zu konstruieren, ohne dabei an Sicherheit oder Stabilität einzubüßen.
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- Prof. Dr.-Ing, Dipl.-Wirt.-Ing. Norbert Jost (Author), 2004, Gefüge und Eigenschaften der Stähle mit besonderer Beachtung der hochfesten Baustähle, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/27495
