Stahlschmelzpunkt – Der ultimative Leitfaden für Metallurgen

Der Schmelzpunkt von Stahl bezieht sich auf den Punkt, an dem Stahl nach dem Erhitzen seine Form von fest zu flüssig ändert. Metalle haben unterschiedliche Schmelzpunkte und daher erklärt dieser Artikel alles, was Sie über die Schmelzpunkte von Stahl wissen müssen.

Was ist der Metallschmelzpunkt?

Der Metallschmelzpunkt bezieht sich auf den Punkt, an dem Metall flüssig wird, wenn es extremen Temperaturen ausgesetzt wird. Am Schmelzpunkt befinden sich sowohl der feste als auch der flüssige Zustand des Metalls im Gleichgewicht.

Was ist der Schmelzpunkt von Stahl?

Im Allgemeinen hat Stahl einen Schmelzpunkt von 1370 °C/2500 °F. Allerdings ist es auch wichtig zu verstehen, dass Stahl unterschiedliche Formen annimmt und jede dieser Formen unterschiedliche Schmelzpunkte aufweist. Normalerweise variiert der Schmelzpunkt von Stahl in Abhängigkeit von den Legierungselementen sowie der chemischen Zusammensetzung.

Schmelzpunkt von Edelstahl

Bei der Herstellung von Küchenutensilien wird häufig Edelstahl verwendet. Der Schmelzpunkt von Edelstahl liegt zwischen 1375 °C und 1530 °C. Dies entspricht 2500 °F und 2785 °F. Apropos Schmelzpunkt: Die im Edelstahl vorhandenen Elemente beeinflussen seinen Schmelzpunkt.

Formbarkeit von Edelstahl
Formbarkeit von Edelstahl

· Schmelztemperatur von Kohlenstoffstahl

Kohlenstoffstahl hat einen Schmelzpunkt von 1410 °C, was 2570 °F entspricht. Darüber hinaus kann diese Kohlenstoffstahlsorte weiter in Stahl mit mittlerem, hohem und ultrahohem Kohlenstoffgehalt eingeteilt werden. Erwarten Sie für diese einen Schmelzpunkt zwischen 1410 und 1540 °C.

· Schmelztemperatur von Baustahl

Weichstahl wird aus Kohlenstoff und Eisen hergestellt. Der Schmelzpunkt dieser Stahlsorte liegt zwischen 1350 °C und 1530 °C. Bedenken Sie, dass sein Schmelzpunkt stark von der Menge des vorhandenen Kohlenstoffs abhängt.

Normalerweise liegt der in dieser Stahlsorte vorhandene Kohlenstoffgehalt zwischen 0.05 % und 0.03 %. Je höher der Kohlenstoffgehalt, desto niedriger die Temperatur und umgekehrt. Aufgrund seiner hohen Schmelztemperatur ist Weichstahl eine ideale Wahl zum Schmieden.

· Schmelzpunkt von Werkzeugstahl

Wie der Name schon sagt, wird Werkzeugstahl zur Herstellung von Werkzeugen verwendet. Es ist die härteste Stahlsorte und daher gut für die Herstellung von Werkzeugen geeignet. Mit einem Kohlenstoffgehalt zwischen 0.7 und 1.4 % weist Werkzeugstahl einen Schmelzpunkt zwischen 1400 °C und 1425 °C auf. Dies entspricht 2550 °F bis 2600 °F.

· Schmelztemperatur von legiertem Stahl

Legierter Stahl besteht aus mehreren anderen Elementen wie Nickel, Chrom, Silizium und Mangan, um nur einige zu nennen. Es gibt zwei Arten von legiertem Stahl, nämlich hochlegierten Stahl und niedriglegierten Stahl. Hochlegierter Stahl hat einen niedrigeren Schmelzpunkt von 1415 °C im Vergleich zu niedrig legiertem Stahl, der einen Schmelzpunkt von 1432 °C hat.

· Schmelzpunkt von Maraging-Stahl

Maraging-Stahl hat bekanntermaßen eine kohlenstoffarme Eisenlegierung und weist hohe Festigkeiten bei gleichzeitiger Beibehaltung seiner Duktilität auf. Es hat einen Schmelzpunkt von 1413 °C, was 2575 °F entspricht. In den meisten Fällen wird es bei der Herstellung von Fahrradrahmen, vergoldeten Schlägerköpfen und Fechtschwertklingen verwendet, um nur einige zu nennen.

Der beste Weg, Stahl zu schmelzen

Das Schmelzen von Stahl kann auf verschiedene Arten erfolgen, darunter:

Stahl im Ofen schmelzen

Zum Schmelzen Ihres Stahls können Sie entweder einen Elektrolichtbogenofen oder einen Gießereiofen verwenden. Sobald der Stahl in den Lichtbogenofen geladen wird, ermöglichen Elektroden im Ofen die Erzeugung elektrischer Ströme, die den Stahl schmelzen.

Andererseits verwendet ein Gießereiofen Propan zum Erhitzen des Stahls. Letzteres ist langsamer und daher für Großproduktionen nicht geeignet.

Elektrischer Schmelzofen
Elektrischer Schmelzofen

Induktionsschmelzender Stahl

Induktionsschmelzen wird üblicherweise zum Schmelzen verschiedener Metalle verwendet, und Stahl ist da keine Ausnahme. Das geht nicht nur schneller, sondern spart auch Energie.

Bei dieser Methode werden elektrische Ströme verwendet, um Stahl durch Induktionserwärmung zu schmelzen. Sobald der Induktionsofen auf Schmelztemperatur erhitzt ist, wird der Stahl hineingelegt und erhitzt.

Induktionsschmelzsystem
Induktionsschmelzsystem

Elektroschlacke-Umschmelzen von Stahl

Dieses Verfahren wird hauptsächlich zum Raffinieren und erneuten Schmelzen von Stahl mithilfe von Elektroden verwendet, wodurch wiederum hochwertige Barren hergestellt werden.

Ein Ofen ist eine der besten und gebräuchlichsten Methoden zum Schmelzen von Stahl.

Elektroschlacke-Umschmelzsystem
Elektroschlacke-Umschmelzsystem

Arten von Stahlschmelzöfen

Zum Schmelzen von Stahl werden üblicherweise vier Haupttypen von Schmelzöfen verwendet:

ich. Elektrolichtbogenofen – Ein Elektrolichtbogenofen wird zum Erhitzen von Stahl mithilfe von Kohlenstoffelektroden verwendet. Der Erhitzungsprozess umfasst drei Hauptmethoden: Schmelzen, Raffinieren und Abstich.

ii. Offener Herdofen – Es handelt sich um einen der ältesten Schmelzöfen, der Stahl durch die Verbrennung von Brennstoff in einem Herd erhitzt.

iii. Tiegelofen – Stahl wird in einen Tiegel (einen Behälter, der Stahl enthält) geladen und später in die Ofenkammer gegeben, wo die Erhitzung stattfindet.

Tiegelofen
Tiegelofen

iv. Induktionsofen

Der Betrieb eines Induktionsofens erfolgt durch die Erzeugung von Wärme, die durch elektromagnetische Induktion ermöglicht wird. Es ist jedoch ideal für kleine Produktionsindustrien.

Materialien zum Schmelzen von Stahl

Das Wichtigste zuerst: Sie müssen Kohlenstoff und Eisen erhitzen, um Stahl zu formen. Dabei wird ein Ofen verwendet, um Stahl auf den gewünschten Schmelzpunkt zu erhitzen. Abhängig von der Art des Ofens, den Sie wählen, benötigen Sie möglicherweise einen Tiegel.

Dabei handelt es sich um einen Behälter, der den Stahl während des Schmelzvorgangs im Ofen hält. Darüber hinaus helfen Ihnen Strom, Erdgas oder Propan dabei, die gewünschten Schmelztemperaturen zu erreichen

Faktoren, die die Schmelztemperatur von Stahl bestimmen

Die Schmelztemperatur wird häufig durch die Elementzusammensetzung des Metalls bestimmt. Nehmen wir zum Beispiel Stahl, er enthält zwei Elemente, nämlich Kohlenstoff und Eisen. Je höher die Elementzusammensetzung, desto niedriger ist der Schmelzpunkt und umgekehrt.

Weitere Elemente, die die Schmelztemperatur von Stahl bestimmen, sind:

· Anziehungskraft zwischen einzelnen Stahlmolekülen

Die starke Anziehungskraft zwischen Molekülen impliziert eine höhere Schmelztemperatur. Denken Sie daran, dass verschiedene Stahlsorten unterschiedliche molekulare Anziehungskräfte haben.

Auch hier haben die meisten Stahlsorten eine kompakte Struktur, die erst bei relativ hohen Temperaturen schmilzt.

· Verunreinigungen

Stahl kann unterschiedliche Legierungselemente aufweisen, um spezifische Anwendungsanforderungen zu erfüllen. Normalerweise bilden diese Elemente zusammen mit anderen Verbindungen „Verunreinigungen“.

Abhängig von der Art der Elemente kann der Schmelzpunkt von Stahl etwas höher oder niedriger sein.

Natürlich bestimmen auch andere Variablen wie Druck oder Umgebungsbedingungen die Schmelztemperatur des Stahls.

Warum Kenntnisse über den Schmelzpunkt von Stahl wichtig sind

Die Kenntnis des Schmelzpunkts von Stahl oder anderen Metallen im Allgemeinen ist für die effektive Funktion von Teilen und Maschinen von entscheidender Bedeutung.

Der Ausfall von Bauteilen ist eines der Hauptrisiken, das aus einer falschen Schätzung des Schmelzpunkts resultieren kann.

Dies betrifft in den meisten Fällen Stahlanwendungen, die in Umgebungen mit hohen Temperaturen betrieben werden. Es muss sichergestellt werden, dass diese Anwendungen den Temperaturen standhalten, um einen Komponentenausfall zu vermeiden.

Ganz zu schweigen davon, dass Stahl in flüssigem Zustand sein muss, damit er formbar ist. Daher könnten Verzögerungen dazu führen, dass sich der Stahl verfestigt, was andernfalls den gesamten Prozess beeinträchtigen könnte.

Wie sich die Wärmeausdehnung auf den Schmelzpunkt von Stahl auswirkt

Unter Wärmeausdehnung versteht man die Volumenänderung eines Stoffes, wenn er unterschiedlichen Hitzeeinwirkungen ausgesetzt wird. Allerdings weist ein Metall mit einem niedrigeren Schmelzpunkt eine höhere Wärmeausdehnung auf, was sich auf den Metallverbrauch auswirkt.

Daher ist es wichtig, die Wärmeausdehnungsrate von Stahlmetall zu berücksichtigen, wenn man sich für den Verwendungszweck entscheidet.

Konklusion

Als Faustregel gilt: Informieren Sie sich vor dem Schmelzen über die Art des Stahls, mit dem Sie es zu tun haben, und über den Verwendungszweck. Die verschiedenen Stahlsorten haben unterschiedliche Schmelzpunkte. Um genaue Ergebnisse zu erzielen, müssen Sie die Art des Stahls kennen, den Sie schmelzen möchten, und die geeignete Schmelzmethode zum Schmelzen verwenden.

Weitere Ressourcen:

Schmelzpunkt von Titan – Quelle: HM

Schmelzpunkt von Metallen – Quelle: Metal Supermarket

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