Was sind die Unterschiede zwischen Kohlenstoffstahl und Edelstahl?

Was sind die Unterschiede zwischen Kohlenstoffstahl und Edelstahl?

Die Eigenschaften von Kohlenstoffstahl

Kohlenstoffstahl ist eine Legierung aus Eisen und Kohlenstoff mit einem Kohlenstoffgehalt, der typischerweise zwischen {{0}},05 % und 2,0 % liegt. Es verfügt über eine hohe Zugfestigkeit, wodurch es verformungsbeständig ist und hohen Beanspruchungen standhält, ohne zu brechen oder zu reißen. Der Kohlenstoffgehalt in Stahl kann variieren, lässt sich jedoch im Allgemeinen in drei Kategorien einteilen:

Stahl mit höherem Kohlenstoffgehalt weist eine höhere Korrosionsbeständigkeit auf als Stähle mit niedrigem Kohlenstoffgehalt.

Auch die Schmelzpunkte variieren je nach Faktoren wie Verunreinigungen, anderen Legierungselementen und der beim Test verwendeten Aufheiz- und Abkühlgeschwindigkeit. Im Allgemeinen kann der Schmelzpunkt bei Kohlenstoffstählen jedoch zwischen 1425-1540 Grad liegen.

Kohlenstoffstahl ist duktil und kann problemlos in verschiedene Formen und Größen gebracht werden. Es lässt sich außerdem leicht schweißen und bearbeiten. Aufgrund seines hohen Eisengehalts sind Kohlenstoffstähle magnetisch und eignen sich daher besonders für Anwendungen wie Motoren, Transformatoren, Generatoren, Baufahrzeuge und Automobilanwendungen. Es leitet Elektrizität gut und ist daher ideal für Anwendungen, die elektrische Leitungen umfassen.

Was macht Kohlenstoffstahl so zäh?

Der Kohlenstoffgehalt verleiht Stahl seine Festigkeit. Je mehr Kohlenstoff im Stahl vorhanden ist, desto härter und fester wird er bei der Wärmebehandlung. Dadurch wird es auch weniger duktil und verliert an Festigkeit, wenn es verformt wird. Andere Materialien werden in kleinen Mengen hinzugefügt, um bestimmte Eigenschaften zu verbessern – beispielsweise Chrom für die Korrosionsbeständigkeit – ohne die Festigkeit des Stahls zu beeinträchtigen.

Um die Festigkeit von Kohlenstoffstahl zu beurteilen, betrachten wir die Zugfestigkeit und die Streckgrenze. Die Zugfestigkeit ist ein Maß dafür, wie viel Dehnungs- oder Zugkraft es aushalten kann, bevor es bricht. Die Streckgrenze misst, wie viel Kraft der Stahl aushalten kann, bevor er sich verbiegt oder verbeult. Für Kohlenstoffstahl gibt es keine Schnitt- und Trockenmessungen, da dies wiederum von der Zusammensetzung, Qualität und Norm des jeweiligen Stahls abhängt.

Um Ihnen jedoch eine Vorstellung von der Spanne der Streckgrenze und Zugfestigkeit von Kohlenstoffstahl zu geben, verwenden wir die AISI-Standards (American Iron and Steel Institute).

Rostet Kohlenstoffstahl?

Ja. Wie bereits erwähnt, sind Stähle mit hohem Kohlenstoffgehalt korrosionsbeständiger als Stähle mit niedrigem Kohlenstoffgehalt. Allerdings rosten auch Stähle mit hohem Kohlenstoffgehalt, wenn sie im Laufe der Zeit Feuchtigkeit ausgesetzt werden. Da Kohlenstoffstähle einen höheren Eisengehalt als andere Stähle haben, sind sie immer der Gefahr von Oxidation und Korrosion ausgesetzt.

Die Eigenschaften von Edelstahl

Edelstahl gehört zu einer Familie von Eisenlegierungen, die für ihre Hitze- und Korrosionsbeständigkeit bekannt sind. Edelstahllegierungen enthalten mindestens 10,5 % Chrom. Es ist Chrom, das diesem Stahl eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit verleiht. Nickel ist eine wichtige Legierung in Edelstahl, da es die Oxidationsbeständigkeit erhöht und Formbarkeit, Schweißbarkeit und Duktilität ermöglicht.

Es ist außerdem äußerst langlebig und wird in der Automobilindustrie, bei chirurgischen Werkzeugen, medizinischen Geräten und Implantaten, im Baugewerbe sowie in der Lebensmittel- und Gastronomieindustrie eingesetzt.

Federriegel mit Vierteldrehung

Ideal für den Einsatz an Schaltschränken und Gehäusen. Durch die Schutzart IP65 eignet es sich für Außenanwendungen.

Wir haben die medizinische Industrie erwähnt, in der Edelstahl eine entscheidende Rolle spielt. Mehr erfahren Sie in unserem Ratgeber „Was ist Chirurgenstahl?“ Die Rolle von Edelstahl im Gesundheitswesen.

Allerdings ist nicht jeder Edelstahl gleich Edelstahl. Es wird in verschiedenen Qualitäten hergestellt und nach Familien klassifiziert, von denen es fünf gibt. Die Familie, zu der sie gehören, spiegelt ihre metallurgische Struktur wider. Um mehr zu erfahren, lesen Sie unseren Leitfaden zu Edelstahlsorten.

Zunächst geben wir Ihnen einen Einblick in die fünf Familien, die unterschiedliche Anteile an Eisen, Kohlenstoff und Chrom aufweisen. Dazu gehören auch leicht unterschiedliche Legierungen. Beachten Sie, dass die Betriebstemperaturbereiche von der jeweiligen Zusammensetzung und Qualität abhängen. Verwenden Sie diese Temperaturbereiche als allgemeine Vorstellung von der Fähigkeit des Stahls, mit Hitze umzugehen.

Ist Edelstahl rostfrei?

Ja, Edelstahl ist rund 200-mal korrosionsbeständiger als Stähle ohne Chrom. Der hohe Chromgehalt von Edelstahl reagiert mit Sauerstoff und bildet eine passive Schutzschicht gegen Korrosion. Es handelt sich hier nicht um eine Beschichtung oder Beschichtung. Es befindet sich im Inneren aus Edelstahl und bietet mehr als nur einen Oberflächenschutz vor Oxidation.

Aus diesem Grund funktioniert die Passivierungsschicht auch bei Kratzern auf Edelstahl weiter und hält der Oxidation stand. Ein wesentlicher Unterschied zwischen Kohlenstoffstahl und Edelstahl liegt in der Korrosionsbeständigkeit.

Enthält Edelstahl Kohlenstoff?

Der Kohlenstoffgehalt von Edelstahl beträgt weniger als 1,2 %. Der Zusatz von Kohlenstoff zu Edelstahl in kleinen Mengen kann die Festigkeit des Stahls verbessern, aber auch die Korrosionsbeständigkeit verringern. Um diese Eigenschaften auszugleichen, wird Edelstahl typischerweise mit einem geringen bis mäßigen Kohlenstoffgehalt hergestellt.

Was ist Edelstahl mit hohem Kohlenstoffgehalt?

Edelstahl mit hohem Kohlenstoffgehalt gehört zur martensitischen Familie und ist eher ein Nischenmaterial. Obwohl er eine hohe Härte und Festigkeit aufweist, ist er auch spröder als andere Edelstahlarten und kann unter bestimmten Bedingungen zu Rissen neigen. Edelstahl mit hohem Kohlenstoffgehalt wird typischerweise für Schneidwerkzeuge und andere Anwendungen verwendet, bei denen es auf Schärfe und Haltbarkeit ankommt und die Schneidkante länger erhalten bleiben muss.

Edelstahl enthält neben Kohlenstoff meist auch Nickel und andere Legierungselemente wie Titan, die die Festigkeit des Stahls weiter verbessern können.

Ist Kohlenstoffstahl stärker als Edelstahl?

Edelstahl vs. Kohlenstoffstahl. Die Stärke beider hängt vom Kohlenstoffgehalt ab. Beispielsweise ist rostfreier Stahl tendenziell viel stärker als kohlenstoffarmer Stahl und außerdem härter. Stähle mit hohem Kohlenstoffgehalt hingegen bieten die gleiche oder sogar eine höhere Festigkeit als rostfreie Stähle.

Abhängig von der Festigkeit, die Sie benötigen, kann entweder Kohlenstoffstahl oder Edelstahl für Ihre Anwendung geeignet sein. Wenn jedoch Korrosionsbeständigkeit wichtig ist, wählen Sie Edelstahl.

Kann man Edelstahl mit Kohlenstoffstahl verschweißen?

Ja, aber das Verschweißen von Edelstahl mit Kohlenstoffstahl ist keine gute Idee. Aufgrund der unterschiedlichen elektrischen Leitfähigkeit der beiden Metalle – Edelstahl ist elektrisch beständiger – ist es äußerst schwierig, die richtige Schweißtemperatur zu erreichen. Hinzu kommt das Problem der Wärmeausdehnung, die sich auf beide Metalle unterschiedlich auswirkt und zu strukturellem Versagen der Verbindung führen kann. Das Verschweißen der beiden Materialien ist möglich, allerdings nicht ohne viel Versuch und Irrtum und damit Kosten.

Edelstahl vs. Kohlenstoffstahl

Hier finden Sie eine kurze Übersicht über den Vergleich von Kohlenstoff- und Edelstahlstahl.