1. Kohlenstoff (C). Kohlenstoff ist das wichtigste chemische Element, das die Kaltverformung von Stahl beeinflusst. Je höher der Kohlenstoffgehalt, desto höher die Festigkeit des Stahls und desto geringer die Kaltverformbarkeit. Es wurde nachgewiesen, dass mit jeder Erhöhung des Kohlenstoffgehalts um 0,1 % die Streckgrenze um etwa 27,4 MPa steigt; die Zugfestigkeit um etwa 58,8 MPa steigt; und die Dehnung um etwa 4,3 % sinkt. Der Kohlenstoffgehalt im Stahl hat also einen großen Einfluss auf die Kaltverformung von Stahl.
2. Mangan (Mn). Mangan reagiert beim Schmelzen von Stahl mit Eisenoxid, hauptsächlich zur Desoxidation des Stahls. Mangan reagiert mit Eisensulfid im Stahl, wodurch die schädliche Wirkung von Schwefel auf Stahl verringert werden kann. Das gebildete Mangansulfid kann die Schneidleistung von Stahl verbessern. Mangan kann die Zugfestigkeit und Streckgrenze von Stahl verbessern und die Kaltplastizität verringern, was sich nachteilig auf die Kaltplastizität von Stahl auswirkt. Mangan wirkt sich jedoch nachteilig auf die Verformungskraft aus. Die Wirkung beträgt nur etwa ein Viertel der Kohlenstoffkraft. Daher sollte der Mangangehalt von Kohlenstoffstahl, abgesehen von Sonderanforderungen, 0,9 % nicht überschreiten.
3. Silizium (Si). Silizium ist ein Rückstand des Desoxidationsmittels beim Schmelzen von Stahl. Steigt der Siliziumgehalt im Stahl um 0,1 %, erhöht sich die Zugfestigkeit um etwa 13,7 MPa. Übersteigt der Siliziumgehalt 0,17 %, wirkt sich ein hoher Kohlenstoffgehalt negativ auf die Kaltverformbarkeit des Stahls aus. Eine gezielte Erhöhung des Siliziumgehalts im Stahl wirkt sich positiv auf dessen mechanische Eigenschaften aus, insbesondere auf die Elastizitätsgrenze, und kann auch die Erosionsbeständigkeit des Stahls erhöhen. Übersteigt der Siliziumgehalt im Stahl jedoch 0,15 %, bilden sich schnell nichtmetallische Einschlüsse. Selbst glühender Stahl mit hohem Siliziumgehalt wird nicht weicher und seine Kaltverformbarkeit nimmt ab. Daher sollte der Siliziumgehalt, neben den hohen Festigkeitsanforderungen an das Produkt, so weit wie möglich reduziert werden.
4. Schwefel (S). Schwefel ist eine schädliche Verunreinigung. Der Schwefel im Stahl trennt die kristallinen Metallpartikel voneinander und verursacht Risse. Schwefel verursacht außerdem Warmversprödung und Rost im Stahl. Daher sollte der Schwefelgehalt unter 0,055 % liegen. Hochwertiger Stahl sollte weniger als 0,04 % enthalten.
5. Phosphor (P). Phosphor hat eine starke Kaltverfestigungswirkung und führt zu starker Entmischung im Stahl. Dies erhöht die Kaltversprödung des Stahls und macht ihn anfällig für Säureerosion. Phosphor im Stahl beeinträchtigt zudem die Kaltverformbarkeit und führt beim Ziehen zu Produktrissen. Der Phosphorgehalt im Stahl sollte unter 0,045 % liegen.
6. Andere Legierungselemente. Andere Legierungselemente in Kohlenstoffstahl, wie Chrom, Molybdän und Nickel, kommen als Verunreinigungen vor, haben einen weitaus geringeren Einfluss auf den Stahl als Kohlenstoff und ihr Gehalt ist zudem äußerst gering.
Veröffentlichungszeit: 13. Juli 2022