Batterie 24V

Große Mobilmaschinen benötigen kraftvolle, in Reihe geschaltete Batterien. mehr ...

Lösung zur Aufgabe Getriebeglocke

Aufgabe: Eine fehlerhafte Zeichnung soll verbessert werden. mehr ...

Der Freund der Lehrer/innen - Tipps, Materialien, Analysen: www.lehrerfreund.de

Neueste Kommentare:

Der Autor

Hermann MetzIch bin Hermann Metz. Als Ma­schinen­bau-Ingenieur (FH) arbeitete ich als Fach­lehrer an der Gewerbe­schule Brei­sach, wo ich alle gängigen Fächer der Land- und Baumaschinen­technik und der Kraft­fahrzeug­technik unterrich­tete. Dabei hatte ich mit Fach- und Meister­schülern zu tun. Aus meiner Lehr­erfahrung habe ich hier Vorlagen für den Technik­unterricht zusammen­gestellt. Sie finden darin methodische und didaktische Anregungen, Folien, Arbeits­blätter usw.

Stähle

Ein großer Teil der in der Technik eingesetzten Werkstoffe besteht immer noch aus Metallen und Legierungen. Die wichtigsten sind die Stähle. Hier eine knappe Übersicht über das sehr weitläufige Thema.

Diesen Beitrag weiterempfehlen

Diesen Beitrag versenden

Zu diesem Beitrag

Eingetragen am 28.05.2008, 11:49 Uhr in Technologie | Themenschrank | Werkstoffe |

419 x gelesen in 2014. Diesen Beitrag kommentieren.

1. Einteilung der Metalle

Ein großer Teil der in der Technik eingesetzten Werkstoffe besteht immer noch aus Metallen. Sie lassen sich in zwei große Gruppen einteilen: Eisenmetalle und Nichteisenmetalle. Eisenmetalle sind z. B. Baustahl, Kugelgrafitguss, Werkzeugstahl. Bronze, Titan, Aluminiumguss zählen zu den Nichteisenmetallen.

Die Nichteisenmetalle (abgekürzt NE-Metalle) werden nach ihrer Dichte untergliedert. Liegt ρ unter 5 kg/dm3, dann ist es ein Leichtmetall, über 5 kg/dm3 ein Schwermetall.

2. Einteilung der Stähle (DIN EN 10020)

Bei der großen Menge von verschiedenen Stahlsorten war es nötig, eine Einteilung zu treffen. Eine mögliche und für den Anwender sehr brauchbare Einteilung ist die in Baustähle und Werkzeugstähle. Deren Hauptunterscheidungsmerkmal ist der Kohlenstoffgehalt: Baustähle haben einen C-Gehalt < 0,5% Werkzeugstähle haben einen C-Gehalt > 0,5%.

Baustähle finden Verwendung bei Bauteilen in Maschinen, Geräten, Fahrzeugen, Installationen usw. Werkzeugstähle verwendet man - wie es der Name sagt - für Schneidwerkzeuge, Formen und Gesenke.

Der weitaus am stärksten verbreitete Stahl ist der Baustahl.

Baustähle

Der Großteil der in handwerklichen Betrieben verarbeiteten Stähle sind sogenannte Allgemeine Baustähle. Sie eignen sich für alle Zwecke, können aber nicht wärmebehandelt werden (zu den Wärmebehandlungsverfahren zählen das Härten, Vergüten, Nitrieren u. a.).

Die übrigen Stähle bezeichnet man als Qualitätsstähle; sie werden nach ihrem speziellen Verwendungszweck benannt:

  • Automatenstähle: Bei der Verarbeitung auf Drehautomaten entstehen kurz brechende Späne
  • Einsatzstähle: Für Werkstücke mit gehärteter Randschicht (z.B. Zahnräder, Nocken)
  • Vergütungsstähle: Für Bauteile mit hohen Festigkeitsanforderungen wie Schrauben oder Keile
  • Federstähle: Für elastische Bauteile wie Federn
  • Nitrierstähle: Verwendungszweck wie Einsatzstähle
  • Sonderstähle: Nicht rostende Stähle, warmfeste Stähle usw.

Legierte/unlegierte Stähle

Eine weitere Einteilungsmöglichkeit besteht in der Unterscheidung zwischen unlegierten und legierten Stählen.
Legierungselemente für Stähle sind Metalle wie Cr (Chrom), Co (Kobalt), Mn (Mangan), Ni (Nickel), V (Vanadium) und W (Wolfram), sowie Nichtmetalle wie S (Schwefel) und Si (Silizium). Sie bewirken gezielte Verbesserungen der Stahleigenschaften. Beispiele: Si erhöht die Elastizität (z.B. bei Federn), Cr verbessert die Korrosionsbeständigkeit, Wolfram die Warmfestigkeit usw.

3. Normung der Stähle

Die DIN EN 10027-1 legt die Kurznamen der Stähle nach Hauptsymbol und Zusatzsymbole fest.


Beispiel: Werkstoff S275JR

S = Hauptsymbol  = Kennbuchstabe für Stähle des Stahlbaus
275 = Zusatzsymbol = Streckgrenze ReH für Nenndicken bis 16 mm
JR = Zusatzsymbol = Kerbschlagarbeit in Joule bei + 20° Prüftemperatur

Fast alle handelsüblichen Werkstoffe laufen unter Normbezeichnungen. Dies sind Kurzzeichen, die dem Anwender in knapper Form Auskunft über die Werkstoffzusammensetzung, seine Festigkeit, Vorbehandlung usw. geben (Die für die leichtere Datenverarbeitung eingeführten »Werkstoffnummern« bestehen aus siebenstelligen Zahlen.)

Die ausführliche Stahlnormung sieht drei Teile vor: Herstellungsteil, Zusammensetzungsteil, Behandlungsteil. Der wichtigste davon, der in Schule und Praxis fast ausschließlich verwendet wird, ist der Zusammensetzungsteil. Er sei an den folgenden Beispielen erläutert.

St 37 = allgemeiner Baustahl

St = Kurzzeichen für Stahl
37: Mindestzugfestigkeit Rm = 370 N/mm2

C 30 = Qualitätsbaustahl, unlegiert.

30 : 100 = 0,3% Kohlenstoff C. Kurzzeichen für Kohlenstoff(stahl)



Für die Legierungs- und Begleitelemente hat man Multiplikatoren eingeführt. Der Multiplikator für C ist 100. Weitere Multiplikatoren sind 4 und 10 (siehe Tabellenbuch).

Weitere Normungsbeispiele:
16 MnCr 5 = legierter Qualitätsbaustahl, Legierungselemente Mn und Cr

16 : 100 = 0,16% C
5 : 4 = 1,25% Mn

(Cr-Gehalt gering; seine Höhe erfährt man aus der Normbezeichnung nicht).

X 5 Cr Ni Mo 18 12 = hoch legierter Qualitätsbaustahl.
X =Kennzeichen für »hoch legiert«
Drei Legierungselemente Cr, Ni, Mo mit 12% Nickel
18% Chrom5 : 100 = 0,05% Kohlenstoff


Hochlegierte Stähle enthalten mehr als insgesamt 5% Legierungselemente. Man erkennt diese Stähle am voran gestellten X. Bei ihnen gelten die Multiplikatoren für die Legierungselemente nicht. Deshalb sind in diesem Beispiel 18 und 12 die echten Prozentzahlen für Cr und Ni.

4. Aufgaben (Tabellenbuch erforderlich, aus dem die Multiplikatoren, Festigkeitseigenschaften usw. zu entnehmen sind)

a) Was bedeutet St 60? (wie St 37)

b) Wie ist ein 30 Si 7 zusammengesetzt?

c)Wie ist ein X l2CrNiMo 8 7 zusammengesetzt?

d) Wie heißt ein Qualitätsbaustahl mit 0,25% Kohlenstoff, 2% Mangan und etwas Chrom?

Lösungen

a) Allgem. Baustahl, Mindestzugfestigkeit Rm = 600 N/mm2

b) 0,3% C; 1,75% Si

C) 0,12% C; 8% Cr; 7% Ni, etwas Mo

d) 25 Mn Cr 8

Gusswerkstoffe

Zu diesem Beitrag

Eingetragen am 28.05.2008, 11:49 Uhr in Technologie | Themenschrank | Werkstoffe |

419 x gelesen in 2014. Diesen Beitrag kommentieren.

Geben Sie Ihren Kommentar hier ein:

Name

E-Mail (wird nicht angezeigt)

Homepage

Ihr Kommentar (HTML möglich)

Daten merken
Benachrichtigung bei Antworten

Hinweis: Der Kommentar wird von einem Moderator geprüft.

image

501 Einträge, 733 Kommentare
Seite generiert in 0.9760 Sekunden bei 149 MySQL-Queries
47 Personen online (max. 129 am 09.04.2014)