Niedrig legierte Stähle testen

Niedriglegierte Stähle werden definiert als Stähle mit einem Gehalt von weniger als 10 % an Kohlenstoff, Mangan, Chronium, Nickel, Molybdän, Barium, Vandium und Silizium. Bei der Prüfung der elementaren Zusammensetzung von niedriglegiertem Stahl geht es hauptsächlich darum, diese zu quantifizieren.

Die Legierungselemente von Stahl mit einem Gehalt von weniger als 10 % an Kohlenstoff, Mangan, Chrom, Nickel, Molybdän, Barium, Vanadium und Silizium verbessern die Festigkeit und Härte von niedriglegierten Stählen im Vergleich zu Kohlenstoffstählen und sogar zu rostfreien Stählen (solange ihre Temperatur deutlich unter 400 °C bleibt).

Bei Stahlschrott ist niedrig legierter Schrott in der Regel kein sehr begehrter Rohstoff, da die Konzentration an wertvollen Metallen gering ist: Die Wertunterschiede zwischen den verschiedenen legierten Stahlsorten sind gering, während die Stahlwerke hohe Anforderungen an die Zusammensetzung des Metallschrotts stellen, da die Qualität des Ergebnisses von der des Rohmaterials abhängt. Unlegierte Stahlsorten vertragen sich besser mit dem Vorhandensein von "Fremdelementen", aber die Herstellung von Spezialstahlsorten ausschließlich aus legiertem Stahlschrott erfordert eine sorgfältige Sortierung und Aufbereitung des Metalls.

Kupfer und Zinn sind in der Regel nur in altem Schrott zu finden, wo sie entweder in reiner Form oder in Kombination mit Stahlteilen vorhanden sind. Chrom, Nickel und Molybdän lassen sich nicht visuell nachweisen und erfordern daher eine genaue Prüfung der Zusammensetzung.

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Es gibt verschiedene Anwendungsbereiche für niedriglegierten Stahl:

• Als Baumaterial in chemischen, petrochemischen und elektrischen Energieanlagen.

• Eine Reihe von Anwendungen in Prozessdruckbehältern, tragenden Konstruktionen, in Autoteilen, kostengünstigen Luft- und Raumfahrtteilen, Rohren und kostengünstigen Schneidwerkzeugen.

• Eine besondere Kategorie von niedrig legierten Stählen sind Chrom-Moly- oder Chromoly-Stähle (Cr/Mo-Stähle). Diese Stähle, die in der AISI/SAE-Klassifizierung als 41** bezeichnet werden, enthalten 1-9 % Cr und 0,5-1 % Mo und werden aufgrund ihrer guten Kriech- und Hochtemperaturbeständigkeit in der Petrochemie und der Elektroindustrie verwendet.

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Das Vorhandensein unerwünschter, aber hartnäckiger "Begleitelemente" führt zu einer Verfestigung und Härtung des Stahls mit einem entsprechenden Verlust an Verformbarkeit. So erhöhen beispielsweise Molybdän und Chronium in einem Stahl mit besonders niedrigem Kohlenstoffgehalt die Widerstandsfähigkeit gegen Warmverformung, so dass höhere Walzlasten erforderlich sind, um den Stahl zu bearbeiten.

Beim Glühen beeinflussen Zinn und Arsen die Rekristallisationskinetik einiger kaltgewalzter Stahlsorten negativ, so dass eine Erhöhung der Glühtemperatur erforderlich ist. Kupfer, das oft in Mengen von 0,2 % oder mehr vorhanden ist, neigt zu Oberflächenfehlern als Folge von Ablagerungen und Rissen im Metall. Nickel kann, wenn es in gleicher Menge vorhanden ist, die Wirkung von Kupfer verringern, Zinn und Arsen verstärken sie jedoch. Wird beispielsweise einem Stahl mit einem Kupfergehalt von 0,22 % nur 0,05 % Zinn zugesetzt, erhöht sich die Neigung zur Rissbildung.

Darüber hinaus beeinträchtigen Fremdeinschlüsse auch die nachgelagerte Stahlverarbeitung und die Eigenschaften des entstehenden Stahls. Dies kann auch bei niedriglegierten Baustählen zu einer Korngrenzenversprödung führen, die sich als Rissbildung durch Spannung, Spannungsabbau, Ermüdung oder Kriechbruch äußern kann. Die Liste der Probleme, die durch Verunreinigungen verursacht werden, kann noch weiter ausgeführt werden. Zusätzlich können die Risse durch die Wärmebehandlung in der Stahlverarbeitung noch verschlimmert werden.

Die Metallurgie hat verschiedene komplexe Methoden entwickelt, um die durch Fremdkörper verursachten Probleme in den Griff zu bekommen. Je nach Methode ist es wichtig, dass die Elemente in einem Stahl bekannt sind. Diese Zusammensetzung von niedrig legiertem Stahl kann mit Brukers S1 TITAN Analysepistole überprüft und bestimmt werden. Sie erhalten präzise Ergebnisse in Sekundenschnelle – das spart Ihnen Zeit und Geld bei der Untersuchung von niedriglegiertem Stahl.