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Stahl

Stahl beruhigen

Von Johanna Bauer | 19. Januar 2021
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Die Kunst der Stahlerzeugung birgt viele Feinheiten – darunter das Beruhigen des Stahls. In diesem Artikel erfahren Sie die wichtigen Details dieses Prozesses und warum beruhigter Stahl insbesondere für Schmiedeteile und Teile mit dynamischen Belastungen verwendet wird. Informieren Sie sich und erweitern Sie Ihr Wissen über diese faszinierende Materialwissenschaft.

beruhigter Stahl
Der flüssige Stahl lagert im Kern oft Verunreinigungen ab; durch Beruhigung des Stahls wird das verhindert
AUF EINEN BLICK
Wie und wo wird beruhigter Stahl eingesetzt?
Beruhigter Stahl entsteht durch die Zugabe von Reaktionspartnern in die Schmelze, die den Sauerstoff binden und so die Bildung von Kohlenmonoxid verhindern. Dadurch bleiben Verunreinigungen an der Oberfläche, während der Kern hochwertig bleibt. Beruhigter Stahl wird bei Schmiederohteilen und spanender Bearbeitung verwendet.

Stahlerzeugung und Nachbereitung des Stahls

Die Stahlerzeugung ist heute viel komplizierter als noch am Anfang des letzten Jahrhunderts. War dort nach dem sogenannten „Frischen“ des Stahls (Verbrennen des enthaltenen Kohlenstoffs) die Herstellung beendet, werden heute noch zahlreiche zusätzliche Schritte mit eingebaut. Dazu gehört unter anderem auch das Beruhigen des Stahls.

Eigenschaften von unberuhigtem Stahl

Wenn der Stahl noch flüssig ist, enthält die Schmelze immer auch noch etwas Sauerstoff. Dieser Sauerstoff ist an das Eisen gebunden (FeO). Erkaltet der Stahl langsam, wird Kohlenstoff aus der Schmelze frei. Dieser Kohlenstoff reagiert innerhalb der Schmelze wiederum mit dem an das Eisen gebundenen Sauerstoff.

Bildung des unberuhigten Stahls

Es bildet sich Kohlenmonoxid (CO), das als Gasblasen aufsteigt. Es nimmt auch Verunreinigungen des Stahls mit sich und lagert sie in der Mitte ab.

Besondere Eigenschaften und Verwendung

Dadurch kommt es zu Alterungserscheinungen, aber auch eine sehr glatte Oberfläche und nur eine geringe Schwindung. Daher wird unberuhigter Stahl vor allem für Anwendungen eingesetzt, wo es weniger auf einen hochwertigen Kern, aber auf eine hochwertige Oberfläche ankommt. Das ist der Fall bei

Beruhigter Stahl

Um die Vorgänge, die zuvor beschrieben wurden, zu verhindern, bietet man dem an das Eisen gebundenen Sauerstoff zusätzliche Reaktionspartner an, die man der Schmelze zufügt. Dadurch entsteht kein Kohlenmonoxid in gasförmigem Zustand mehr, sondern nur noch eine flüssige Schlacke, die nicht „wandert“. Zudem wird der frei verfügbare Stickstoff in der Schlacke gebunden. So werden Alterungserscheinungen vermieden, die Verunreinigungen liegen hier aber nun an der Oberfläche anstatt im Kern. Beruhigten Stahl setzt man vor allem dort ein, wo es besonders auf die Kernqualität ankommt – das ist für diese Teilarten:

  • Schmiederohteile
  • Teile, die für dynamische Belastungen vorgesehen sind
  • Teile für spanende Bearbeitung (da dort die verunreinigte Oberfläche abgetragen wird)
Tipps & Tricks
Wenn man beruhigten Stahl mit vergleichsweise glatter Oberfläche haben möchte, sorgt man heute vor allem für die Reinheit des vergossenen Stahls.
Artikelbild: woraput/iStockphoto