1 Kleiner Stahlschlüssel Einführung Ergänzungen Von Dr. Herbert Weisshaupt Für

Transkript

1 1 Ergänzungen Ich habe durch Euer feedback gemerkt, dass es nötig ist, ein paar Worte zu den Bezeichnungen zu verlieren, bevor wir in die Stahldaten und deren Interpretation eingehen (ich machs spannend, klar). Für das Verständnis braucht man natürlich unbedingt die Nummernsystematik, aber das ist ja nur das halbe Stahlleben. Schlagen wir die Seiten 112 und die Folgeseiten auf. Da wird das Bezeichnungssystem erklärt. In dem Flussdiagramm auf Seite 112 sieht man, dass das Nummernsystem zuoberst steht. Das ist sogar in die EuroNorm eingeflossen (weils wirklich unschlagbar systematisch ist). Damit sind Stahlkurznamen verknüpft, die sich aufgliedern in Hauptsymbole und Zusatzsymbole Die Hauptsymbole bestehen aus Buchstaben und Eigenschaften oder Buchstaben, Kohlenstoffgehalte und eventuell weitere Legierungselemente. Beispiele: Für Stähle mit weniger als 1% Mn und außer C keinen anderen Legierungselementen: C + Zahlen Warum ist das Mangan ein Kriterium? Nun, der Mn-Gehalt entscheidet darüber, ob ein Stahl in Wasser abgeschreckt werden muß, um volle Härte zu erhalten, oder ob man ihn bereits in Öl abschrecken kann. Daneben gibt es noch andere Wirkungen, hier empfiehlt sich ein Blick auf Seite 5 unten, hier wird zum Mn einiges gesagt. Und 1% ist eine handhabbare Grenze. Hauptsymbol C plus Kohlenstoffgehalt (und zwar der Prozentgehalt mal 100) Das gilt für die unlegierten Stähle, also nach unserer Systematik die Stähle mit den Nummern 1.15xx bis 1.18xx (das sind die Werkzeugstähle, die anderen interessieren uns zunächst nicht). Beispiel: C60 (0.6% C) Haben die Stähle mehr als 1% Mn, so ändert sich die Schreibweise dahingehend, dass das C wegfällt und der Kohlenstoffgehalt (mit 100 multipliziert, wie oben) allein stehen bleibt, gefolgt von Buchstaben (chemische Symbole der Elemente) für die Legierungsbestandteile und weiteren Zahlen für die Gehalte an diesen Elementen. Die Gehalte stehen nicht "in echt" da, sondern sind jeweils mit einem Faktor versehen, der für die Elemente unterschiedlich ist. Dies ist weiter unten in einer Tabelle dargestellt. Beispiel: 100 Cr 6 (1 % C, 6:4=1.5 % Cr, , Wälzlagerstahl) Besitzen die Stähle Legierungselemente, von denen eines mehr als 5% aufweist, so steht ein X vor der Bezeichnung, gefolgt von dem C-Gehalt mal 100, den Buchstaben für die Elemente, dann die "echten" Prozentsätze der Gehalte. Beispiel: X46Cr13 (1.4034, 420er mod.) 0.46 % C, 13 % Cr) Die Zuordnung ist immer wie folgt: Erste Zahl, die auftaucht: C mal 100 Elementsymbol 1: verknüpft mit der ersten Folgezahl Elementsymbol 2: verknüpft mit der zweiten Folgezahl Usw.

2 2 Also: X2CrNiMoN (0.03 % C, 17 % Cr, 11 % Ni, 2 % Mo) Die Farben geben die Zuordnung wieder.

3 3 Also in Kurzform: Bezeichnung Gültigkeitsbereich Zuordnung zu Werkstoff-Nummern C + Zahlen Unlegierte Stähle mit bis Mn<1% (Werkzeugstähle) (C60, C100.) Zahl: C-Gehalt x 100 Zusatzsymbole Bemerkungen Hier unterscheidet man zwei Gruppen, Gruppe 1 mit Buchstaben, z.b. E, R. Dies entspricht nach alter Bezeichnungsweise den an C angehängten Buchstaben (Ck 60) Zahl+Buchstaben +Zahlen 100 Cr 6 90 MnCrV8 Erste Zahl: C-Gehalt x 100 Unlegierte Stähle: Mn >1% Legierte Stähle: Legierungsgehalte unter 5% Rest außer Schnellarbeitsstähle (Nr ) Keine vorgesehen. Zahlen hinter den Buchstaben: Gehalte in der Reihenfolge der Legierungssymbole, jeweils mit dem Multiplikator *) malgenommen Also bei 90 MnCrV8 0,9%C 2% Mn (Multiplikator: 4) Cr, V in kleineren Gehalten Bemerkung: Die Zahlen beziehen sich in der Reihenfolge in der sie stehen auf die davorstehenden Elemente. Sind weniger Zahlen da als Elementsymbole, so sind die Gehalte gering X+Zahl+Buchstaben+Zahlen X48CrMoV ,46% C 8%Cr 1%Mo 1%V Legierte Stähle, bei denen mindestens 1 Legierungselement höher liegt als 5% Insbesondere die Nummern Aber auch in allen anderen Gruppen Keine vorgesehen X bedeutet, dass alle Zahlen "echt" sind, also kein Multiplikator verwendet wird Nur bei C muß durch 100 dividiert werden Zu den Elementgehalten: Hier braucht man die Tabelle der Multiplikatoren, die finden sich im kleinen Stahlschlüssel gut versteckt in der Tabelle auf Seite 114 in Zeile 2 und Spalte 2. Hier aber noch mal in groß (für Messermacherzwecke weniger wichtige Elemente klein): Elemente Multiplikator Cr, Co, Mn, Ni, Si, W 4 Mo, V, Al, Be, Cu, Nb, Ta, Ti, Pb, Zr 10 N, P, S, Ce 100 B 1000 C Gehalt steht immer 100 fach

4 4 Hohe Multiplikatoren bedeuten, dass kleine Gehalte bereits große Wirkungen im Stahl erzeugen, d.h. schon kleine Gehalte gehen in die Bezeichnungen als Legierungszahl ein. Praktische Anwendung: 1. Stahlidentifizierung Beispiel 1: niedrig legierte Stähle Man hat die Zusammensetzung eines Stahls, aber keine Bezeichnung, z.b. C=0,4% Mo=0,2% Mn=1,5% Cr=2% Dann sortiert man zunächst nach Höhe der Elementgehalte, C immer zuerst: C Cr Mn Mo mit den Gehalten 0,4 2 1,5 0,2 Dann nimmt man diese Gehalte außer C mit dem Multiplikator mal, der Gehalt an C*100 kommt vornweg, denn C steht immer mit 100 verziert drin: 40 Cr Mn Mo Damit hätten wir eine Kurzbezeichnung, nämlich etwa 40 CrMnMo 8-6-2, und könnten versuchen, diesen Stahl zu identifizieren. Da neben Cr noch andere Bestandteile in nennenswerten Gehalten vorliegen, kommen als Werkstoffnummern eigentlich nur die Obergruppen (wegen Cr + Mn) und (wegen des Mo-Gehaltes) in Frage. In der Liste des kleinen Stahlschlüssels auf Seite 186 finden wir den als bestpassenden Kandidaten. Die letzte Zahl für das Mo wird weggelassen, da der Gehalt weniger als 1% beträgt. Beispiel 2: höher legierte Stähle C=1,55% Mo=0,7% Cr=12% V=1% Geordnet: C Cr V Mo, da aber ein Element mit mehr als 5% vorkommt, ist es ein höher legierter, ein X muß her: Dann kann man alles mit den echten Zahlen schreiben, nur C muß man durch 100 teilen: X155CrVMo (wobei die letzte Zahl meist weggelassen wird). Ein Blick in die Gruppenübersicht auf Seiten 118 und 119 oder besser noch in die von mir dargestellte Übersicht zeigt: ist Cr, V, Mo drin, also ein Stahl aus 1.23 Und in der Tat, ein alter Bekannter. In der Liste finden wir als passenden Stahl = D2. 2. Abschätzung der Stahlzusammensetzung Beispiel 1: niedrig legierte Stähle Aus der Bezeichnung 100 MnCrW 4 finden wir: Erste Zahl ist 100* C-Gehalte, also etwa 1% C

5 5 Dem Buchstaben Mn ist die 4 zugeordnet, und Mn hat den Multiplikator 4. Also muß man die 4 durch 4 teilen und erhält 1% Cr, W ist offenbar in ähnlichen, aber kleineren Mengen drin, auf jeden Fall kleiner als Mn, also kleiner als 1%. Es handelt sich um den Stahl Wieso ? Warum ausgerechnet in der Gruppe ? CrMn und CrW kommen auch in den Gruppen und vor. Das ist richtig, aber hier kommt nicht allein CrW oder CrMn vor, hier ist MnCrW, insofern reiht er sich nicht in die er Reihe ein. Ist kompliziert, war vielleicht ein nicht ganz so gelungenes Beispiel, aber es war die Versuchung, einen bekannten Messerstahl zu bringen. Nehmen wir ein anderes Beispiel, 105 WCr 6, auch nicht schlecht fürs Messermachen. Hier ist die Situation eindeutig. WCr, also definitiv die Gruppe , mit 1,05% C und rund 1,5%W. Beispiel 2: höher legierte Stähle Bei X2CrNiMoN ist es klar: die echte Prozentzahlen zählen hier für die Legierungselemente, nur, wie immer, C muß man durch 100 teilen. Also: C=0,02% (das ist fast nix, das ist ja fast kohlenstofffrei) Cr=17% Ni=11% Mo=2% N= maximal 1% Das ist ein kaltzäher Baustahl, nichtrostend, und ein Blick in die Übersicht auf den Seiten 118/119 im kleinen Stahlschlüssel oder in die von mir erstellte Gruppenübersicht (siehe das zugehörige pdf) zeigt, dass man da mehr als 2,5% Nickel drin sind bei den Sorten und umsehen muß. Da aber Mo drin ist, kommt nur infrage. Kurze Suche führt zu Wieso 1.44? Nun, ich hatte den Nickelgehalt angesprochen. In meiner Tabelle "Gruppierung der Stähle2 sind die Nummern ab nicht enthalten, da hier immer ziemlich viel Nickel drin ist, und wenig C, also für Messerzwecke ziemlich untauglich ist. Insofern ist meine Zusammenstellung bereits sehr auf Messer zugeschnitten. Ich wollte aber mal ein Beispiel bringen, das etwas ausserhalb des Normalen liegt. Ist verwirrend, sorry. Eben hatte ich in der Tabelle angesprochen, dass früher noch Buchstaben hinter dem C-Symbol üblich war, also z.b. Ck60, Cm60 usw. Dies wird heute anders dargestellt. Am Beispiel von C60 habe ich das einmal vergleichend dargestellt. Dies ist ein separater pdf-anhang (Bezeichnungen C60. pdf). Leider leistet der Stahlschlüssel eines nicht: die Umschlüsselung von Kurzbezeichnungen in Werkstoffnummern. Das hat verschiedene Gründe. a) Wir haben ja früher gesehen, dass gleiche Stähle (also solche mit gleicher Kurzbezeichnung) durchaus verschiedene Werkstoffnummern haben können, Beispiel 100Cr6 als und b) Die Unterteilung in Werkstoffnummern ist viel nuancierter als das Kurznamenverfahren, dies würde dann nämlich sehr filigran bis absurd. Insofern müssen wir mit diesem Manko leben, wir können es jedoch auf die Gruppe eingrenzen, und dann müssen wir suchen. Das sollte für heute genügen. Demnächst dann endlich Stahldaten.

6 6 Noch ein Hinweis: Ich habe einiges per mail an feedback erhalten. Insbesondere Hobby hat mir sehr ausführlich geantwortet. Dafür danke ich Euch sehr, und Hobby im Besonderen. Ich werde einiges davon umsetzen. Vor allem erscheint der Hinweis wichtig, dass sich z.b. die Ermittlung der Werkstoffnummer, anhand derer wir dann später die Daten ermitteln, sich nicht sehr verständlich aus der Übersicht im Stahlschlüssel erschließt, sondern besser durch meine Gruppierungstabelle. Dieser Hinweis freut mich natürlich besonders. Und damit möchte ich noch ein paar Worte zu den Verständnisschwierigkeiten verlieren: Wenn Ihr Fragen oder Anregungen habt, immer her damit. Die Diskussion kann öffentlich hier im forum oder auch per erfolgen. Nur keine Hemmungen. Ist ja ein Lehrgang und kein Buch. Wie immer: diesen Aufsatz hänge ich als pdf dran: ergaenzungen1.pdf