* Kleine Stahlkunde *

anti-gravity schrieb:
aahhh sehr geil der fred. aber was mich als monternoob noch interesieren würde wären die werte

von alu hiervon noch zum vergleich. oder lässt sich das nicht vergleichen?
sry habe nochnicht einmal chemie... wr-zweig
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Alulegierungen sind seehr unterschiedlich. Zugfestigkeit und Streckgrenze sind je nach Legierung irgendwo zwischen 50 und 650 N/mm^2, Bruchdehnung wenige Prozent bis 80%...

Die im Fahrradbau verwendeten Legierungen sind ziemlich hochwertig, zb das als 7075 bekannte AlZnMgCu1,5:
(7075 T652)
Zugfestigkeit ca. 550 N/qmm
Streckgrenze ca. 450 N/qmm
Bruchdehnung gering.. ~8%?

Das ist schon ziemlich der Gipfel was man mit Alu erreichen kann. Allerdings ist das Zeug nicht (kaum) schweissbar und damit für Rahmen ungeeignet

7005 T6 ist ein typisches Rahmenmaterial (T6 beschreibt die Wärmebehandlung):
AlZn4,5Mg1,5Mn
Zugfestigkeit ca. 350 N/mm^2
Streckgrenze 290 N/mm^2
Bruchdehnung 13%

die 6xxxer Legierungen, zb 6061, die man auch für Rahmen benutzt, liegen meist knapp darunter, sind dafür etwas leichter zu Verarbeiten. Man sollte auf keinen Fall denken, nur weil die Zugfestigkeit des Materials jetzt ein bisschen höher oder niedriger ist, sei der eine Werkstoff "besser" oder "hochwertiger" als der andere. Es gibt durchaus noch einige andere Kriterien, nach denen da entschieden wird. Wenn ein Werkstoff besser schweissbar ist, kann das Beispielsweise dazu führen, dass in der Praxis das fertige Rad stabiler ist als das, was aus einem "stabileren" aber dafür schwer schweissbaren Zeug besteht.

6061 T6:
Zugfestigkeit 310 N/mm^2
Streckgrenze 275 N/mm^2
Bruchdehnung 12 %
 
Dazu sollte man noch sagen: wenn ein Alurahmen aus T6 Alu zur Reparatur geschweisst wird, und danach nicht neu nach T6 getempert, dann ist seine Festigkeit an der Schweissstelle gravierend in den Keller gegangen. Die Temperaturbehandlung beeinflusst die Festigkeit deutlich mehr, als die Unterschiede zwischen den üblichen Legierungen z.b. 7005 vs. 6061.
 
super fred:daumen:
hab unter anderem darüber meine abi belegarbeit geschrieben
sehr ausführlich steht das wichtigste auf http://www.downhillschrott.com ->theoretisches
da steht auch noch ne menge über schweißen und legierungen
die dipl ing.'s könnten ja mal das wichtigste rausschreiben wenns nicht zuviel mühe macht

ride on
 
ganelli schrieb:
mal an die dipl ing´s

mal abgesehen davon, das 4130 eine us norm ist, gibt es aber doch unterschiede zum europäischen 25 crmo 4, so sagte mir ein luftfahrtfutzi, das 4130 ein 30 crmo 4 sei und deshalb etwas "spröder" bzw. "härter" und deshalb nach dem schweissen nochmal gebacken werden sollte. beim 25er ist das nicht notwendig. wer kann dazu was sagen? würd mich sehr interessieren, weil da jeder was anderes sagt.

beste grüße

Valentin
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Die Legierung 30CrMo4 enthält 0,3% Kohlenstoff (30CrMo4). Durch den höheren Kohlenstoffgehalt(25CrMo4 enthält 0,25% Kohlenstoff) wird der Stahl härter und spröder. Deswegen wir er nachher nochmal in den Backofen gepackt und "weichgeglüht" um die Duktilität zu erhöhen.

Ich würde den 25CrMo4 bevorzugen, da der erhöhte Kohlenstoffanteil die Schweisseignung verschlechtert.
 
weiter gehts - Aluminiumlegierungen kommen noch - mit einer Übersicht über die unterschiedlichen Stähle

*Unlegierte Stähle
(C sowie Cr<0,3%, Cu<0,4%, Mn <1,6%, Ni <0,3%, Pb<0,4%, Si<0,5%)
Von besonderer Bedeutung ist der bereits angesprochene Kohlenstoffgehalt: er bestimmt die Härte des Stahls sowohl nach einer langsamen als auch nach einer schnellen Abkühlung. Je mehr Kohlenstoff, desto härter und spröder der Stahl.
Außerdem beeinflusst der C-Gehalt die "kritische Abkühlgeschwindidgkeit" (siehe auch Post #18 von Bonzai1982) des Stahls. Soll also eine Wärmebehandlung durchgeführt werden, muss der Kohlenstoffgehalt unbedingt bekannt sein. Deswegen wird der Typbezeichnug eines unlegierten Stahls neben einer Angabe zum Reinheitsgrad nur der Kohlenstoffgehalt hintanangestellt.
z.B.:
C 40 bedeutet: Qualitätsstahl mit 0,40% Kohlenstoff
Ck40 bedeutet: Edelstahl(niedriger Phosphor- und Schwefelgehalt) mit 0,40% Kohlenstoff

Der Kohlenstoffgehalt lässt sich stets durch die Zahl aus dem Namen des Stahls dividiert durch 100 ermitteln.

*Niedriglegierte Stähle
(Die Summe der Legierungselemente darf 5% nicht überschreiten)
Legierungselemente werden in definierten Mengen zulegiert, um die Eigenschaften eines Stahl gezielt zu verändern. Im Falle der niedriglegierten Stähle sollen Durchhärtbarkeit und Zähigkeit erhöht werden.

Die Elemente werden nach der jeweiligen Menge angegeben.
z.B.:
41Cr4 bedeutet 0,41%C, 1%Cr
42CrMo4 bedeutet 0,42%C, 1%Cr, <1% Mo

Die Multiplikatoren(durch die die Angabe aus dem Namen geteilt werden muss) lauten:
4 für Cr, Mn, Si, Co, Ni, W
10 für Al, Cu, Nb, Ta, V, Be, Mo, Pb, Ti, Zr
100 für C, N, S, Ce
1000 für B

(die vollständigen Namen sind im Periodensystem der Elememnte zu finden;))

die weiteren Stahlsorten werde ich morgen hinzufügen, bin unterwegs;)
 
jpopsuki schrieb:
Nein, denn darauf habe ich ja gerade abgezielt: HiTen ist einfacher zu verarbeiten, etwas günstiger in den Materialkosten und kann weiter plastisch verformt werden, bevor es reisst, hat aber gravierende Nachteile gegenüber einer CrMo-Legierung.
Trotzdem handelt es sich um einen sehr guten Stahl (im modernen Rahmenbau werden sowieso sehr sehr edle Werkstoffe eingesetzt, z.B. auch 7000er-Al-Legierungen, die zu den teuersten auf dem Markt gehören) und nicht um "Rohrreste" oder alten Schrott.
HiTen Rahmen halten einiges aus (sie verbiegen eben nicht ganz so leicht wie oft beschrieben, oder "verbiegen leicht und sind gleichzeitg porös":confused:(stand mal im bmxforum) ), sind aber im Vergleich zu einer teureren Legierung deutlich schwerer.
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alles klar dann weiß ich ja jetzt bescheid. :) hatte das nur mal irgendwo in irgendnem BMX board gelesen wo sich einer so nen billiges BMX mit Hi-Ten Parts kaufen wollte...aber jez bin ich ja informiert
 
jpopsuki schrieb:
weiter gehts - Aluminiumlegierungen kommen noch - mit einer Übersicht über die unterschiedlichen Stähle

*Unlegierte Stähle
(C sowie Cr<0,3%, Cu<0,4%, Mn <1,6%, Ni <0,3%, Pb<0,4%, Si<0,5%)
Von besonderer Bedeutung ist der bereits angesprochene Kohlenstoffgehalt: er bestimmt die Härte des Stahls sowohl nach einer langsamen als auch nach einer schnellen Abkühlung. Je mehr Kohlenstoff, desto härter und spröder der Stahl.
Außerdem beeinflusst der C-Gehalt die "kritische Abkühlgeschwindidgkeit" (siehe auch Post #18 von Bonzai1982) des Stahls. Soll also eine Wärmebehandlung durchgeführt werden, muss der Kohlenstoffgehalt unbedingt bekannt sein. Deswegen wird der Typbezeichnug eines unlegierten Stahls neben einer Angabe zum Reinheitsgrad nur der Kohlenstoffgehalt hintanangestellt.
z.B.:
C 40 bedeutet: Qualitätsstahl mit 0,40% Kohlenstoff
Ck40 bedeutet: Edelstahl(niedriger Phosphor- und Schwefelgehalt) mit 0,40% Kohlenstoff

Der Kohlenstoffgehalt lässt sich stets durch die Zahl aus dem Namen des Stahls dividiert durch 100 ermitteln.

*Niedriglegierte Stähle
(Die Summe der Legierungselemente darf 5% nicht überschreiten)
Legierungselemente werden in definierten Mengen zulegiert, um die Eigenschaften eines Stahl gezielt zu verändern. Im Falle der niedriglegierten Stähle sollen Durchhärtbarkeit und Zähigkeit erhöht werden.

Die Elemente werden nach der jeweiligen Menge angegeben.
z.B.:
41Cr4 bedeutet 0,41%C, 1%Cr
42CrMo4 bedeutet 0,42%C, 1%Cr, <1% Mo

Die Multiplikatoren(durch die die Angabe aus dem Namen geteilt werden muss) lauten:
4 für Cr, Mn, Si, Co, Ni, W
10 für Al, Cu, Nb, Ta, V, Be, Mo, Pb, Ti, Zr
100 für C, N, S, Ce
1000 für B

(die vollständigen Namen sind im Periodensystem der Elememnte zu finden;))

die weiteren Stahlsorten werde ich morgen hinzufügen, bin unterwegs;)
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Sehr schöner Bericht.
Aber Niedrieglegierte Stähle gibts doch garnicht?! Die zählen doch auch schon zu den Legierten Stählen.

cu
 
Niedriglegierte Stähle: Summe der Legierungsanteile <5%
Hochlegierte Stähle: Summe der Legierungsanteile >5%

"Legierte Stähle" ist ein Überbegriff.
 
jpopsuki schrieb:
Die Legierung 30CrMo4 enthält 0,3% Kohlenstoff (30CrMo4). Durch den höheren Kohlenstoffgehalt(25CrMo4 enthält 0,25% Kohlenstoff) wird der Stahl härter und spröder. Deswegen wir er nachher nochmal in den Backofen gepackt und "weichgeglüht" um die Duktilität zu erhöhen.

Ich würde den 25CrMo4 bevorzugen, da der erhöhte Kohlenstoffanteil die Schweisseignung verschlechtert.
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drum verwende ich auch nur 25er, damit habe ich noch nie probleme gehabt und ich weiss nicht warum die meisten anderen 30er verwenden. backen tut die nämlich keiner und reissen tun dementsprechend ne ganze menge und wenn sie gelüht werden, dann verbiegen sie, das ist zumindest meine erfahrung.

guter thread auf jeden fall

Valentin
 
jpopsuki schrieb:
Niedriglegierte Stähle: Summe der Legierungsanteile <5%
Hochlegierte Stähle: Summe der Legierungsanteile >5%

"Legierte Stähle" ist ein Überbegriff.
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Also laut meinen Tabellenbuch ist das nicht so.
Glaube das war früher mal so, und der begriff "niedrieglegiert" wurde abgeschafft.
 
sic-rider schrieb:
Also laut meinen Tabellenbuch ist das nicht so.
Glaube das war früher mal so, und der begriff "niedrieglegiert" wurde abgeschafft.
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Schau dich mal auf den Seiten um:
http://de.wikipedia.org/wiki/Stahl
http://stahl.know-library.net/
http://www.mimtec.ch/de/knowhow/knowhow04.php
http://www.formteile.ch/stahl.htm
http://www.sz-metal.si/de/index.php?option=com_content&task=view&id=52&Itemid=147
http://www.verband-gebaeudetechnik.de/ausbildung/info_3.htm
http://stahl.lexikona.de/art/Stahl.html

Die Unterteilung ist sehr wohl gebräuchlich, meine Lehrmaterialien sind auch keine 2 Jahre alt.
 
Ja, gebräuchlich ist der Begriff schon aber nicht mehr korrekt.

Einmal gibts die Unlegierten Stähle mit einem MN-Gehalt von < 1%, ausser Automatenstähle. z.b. C35E4+QT

Dann gibts die Unlegierten Stähle mit einen MN-Gehalt von > 1%, unlegierte Automatenstähle, legierte Stähle (ohne HS Stähle) mit Gehalten der einzelnen Legierungelemente unter 5%. (deine Niedriglegierten Stähle.)
z.b. 28Mn6+QT

und zu guter letzt die Legierten Stähle wo der mittlere Gehalt eines Legierungselementes mindestens über 5% liegt.
z.b X5CrNi18-10+A

So habe es es zumindest gelernet.

cya
 
Lass mich mal weitermachen, kommt alles noch...deine Bezeichnungen bedeuten im Grunde ja dasselbe wie meine, du kannst auch gern was dazuschreiben;)
 
Zu den Niedriglegierten Stählen gehören

*Vergütungsstähle
0,25%-0,50% Kohlenstoff und ggf. Legierungselemente wie Mn, Cr, Ni und Mo. Vergütungsstähle sind für die Wärmebehandlung bestimmt.
verguetungsstaehle.jpg


*Federstähle
Federstähle werden oft den Vergütungsstählen zugeordnet, weisen aber Kohlenstoffgehalte 0,50%-0,65%. Sie enthalten entweder Silizium oder Chrom, teilweise auch Vanadium.
Die Legierungselemente verhelfen den Federstählen zu Zugfestigkeiten > 1200 MPa, die für Federn auch notwendig sind.
federstaehle.jpg


*Einsatzstähle
Einsatzstähle zeichnen sich durch hohe Härte(und damit Verschleißbebständigkeit) an der Oberfläche und eine hohe Zähigkeit im Inneren aus. Sie besitzen im Ausgangszustand einen geringen Kohlenstonstoffgehalt von 0,19-0,25%, werden aber durch eine Diffusionsbehandlung aufgekohlt, damit der Kohlenstoffgehalt in den Randbereichen bis auf 0,8% C ansteigt und anschließend bei 800-850° gehärtet.
einsatzstaehle.jpg


*Werkzeugstähle
Werkzeugstähle zeichnen sich durch einen hohen Kohlenstoffgehalt von 0,4-2,0% und damit eine hohe Härte und Verschleißbeständigkeit aus.

Man unterscheidet zwischen Kaltarbeitsstählen, Warmarbeitsstählen (ab 200° Einsatztemperatur) und Schnellarbeitsstählen (für Werkzeuge mit hohen Drehzahlen: Bohrer, Fräser...)

*Baustähle
Baustähle sind nicht für Wärmebehandlungen vorgesehen und werden nach Ihrer Zugfestigkeit oder Ihrer Dehngrenze genormt. Zusätzlich können noch Angaben zur Wetterbeständigkeit angegeben werden.
z.B.:
Fe 430 bedeutet: Baustahl mit Rm > 430MPa
FeE 360 bedeutet: Baustahl mit Re > 360 MPa


Das wars grob zu den Niedriglegierten Stählen, Gusslegierungen lasse ich mal bewusst aus und würde dann nochmal einen Post zu hochlegierten Stählen verfassen...
 
hallo Jungens

so ein Beitrag ist ja auch nach meinem Geschmack

aber haben eure Rahmen nur Festigkeitswerte oder auch eine Steifigkeit?

mit WIG geschweissten Grüssen,

der Richi

AlZn4,5Mg1 :-)
 
Yo yo, weiss jemand die SI(Standard international)-Einheit mit der die Steifigkeit angegeben wird und wie man die misst/bestimt ?

Super Thread übrigens, auch für mich als Chemie-Student sehr interessant !
 
Ohne ein gewisses Mechanisches Grundverständnis(Flächenträgheitsmomente, Spannungsverläufe durch die Belastungsarten Zug/Druck, Biegung, Torsion und Querkraft sowie die Überlagerung der Spannungsverläufe) macht es keinen großen Sinn über Steifigkeiten zu sprechen.

Einzig die Dehnsteifigkeit (die der Belastung Zug/Druck entgegenwirkt) ist leicht zu berechnen - sie setzt sich zusammen aus dem E-Modul und der Profilquerschnittsfläche (beispielsweise eines Rahmenrohrs): E*A

Der E-Modul ist tabelliert und lässt sich auch aus dem Spannungs-Dehnungs-Diagramm(siehe Post #1) als Steigung der Gerade der elastischen Dehnung ablesen. Er wird meißt in der Einheit GPa (GigaPascal) angegeben und beträgt für z.B. den unlegierten Stahl C55 206 GPa.
Die Dehnsteifigkeit hat dementsprechend eine Einheit von GPa*mm (bei kleinen Bauteilen).

Ich möchte aber niemandem raten, mit der Dehnsteifigkeit allein zu rechnen!! Es handelt sich nur um einen Widerstandswert für eine (statische) Belastung der Art Zug/Druck!!
 
Sehr schön. Gefällt mir sehr gut. :)
Falls Sachen zu Aluminium gefragt sind, da steht vieles auf meiner Seite. Ich will da den Stahlthread nicht versauen. ;)

Ohne ein gewisses Mechanisches Grundverständnis(Flächenträgheitsmomente, Spannungsverläufe durch die Belastungsarten Zug/Druck, Biegung, Torsion und Querkraft sowie die Überlagerung der Spannungsverläufe) macht es keinen großen Sinn über Steifigkeiten zu sprechen.
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Hm.. natürlich richtig, aber man sollte es hier nicht zu sehr verkomplizieren.

Also für Nichttechniker würde ich das Thema Steifigkeit auf folgende einprägsame - wenn auch technisch unexakte - Sätze reduzieren:

1. Steifigkeit ist der Widerstand eines Bauteils gegenüber einer Biegung. Die Steifigkeit ist legierungsunabhängig. Jeder Stahlträger mit gleichen Abmessungen und gleicher Belastung biegt sich gleichweit durch, egal ob aus billigsten Baustahl oder hochwertigsten NASA-Superraumfahrtsüberdrüberstahl.
2. Die Steifigkeit ist linear mit dem E-Modul, dh. Stahl besitzt fast den 3-fachen E-Modul von Aluminium und ist daher um das 3-fache steifer.
3. Die Steifigkeit steigt mit der dritten Potenz der Höhe des belasteten Querschnitts, wobei mit Höhe die Bauteilabmessung in Kraftrichtung gemeint ist. Daher sind dicke Rohre ungleich steifer als dünne auch wenn das Material weniger steif ist.

Ich glaube das kann man so stehen lassen und ist nicht so unrichtig, daß man gleich protestieren müßte, aber auch nicht so kompliziert, daß man es nicht erklären könnte bzw. sich alle mit Grausen abwenden. ;)

Gruß aus AlZn4,5Mg1 mit SG-AlMg4,5MnZr ;o)
 
Richi schrieb:
hallo Jungens

so ein Beitrag ist ja auch nach meinem Geschmack

aber haben eure Rahmen nur Festigkeitswerte oder auch eine Steifigkeit?

mit WIG geschweissten Grüssen,

der Richi

AlZn4,5Mg1 :-)
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So da Richi schon mit denn Fachwörten des Schweissen anfängt, will ich dazu mal bischen was schreiben.

WIG-Schweissen (Wolfram-Intergas-Schweissen)
Das WIG-Schweissen arbeitet mit einer nicht Abschmelzenden Wolfram-Elektrode. Der Schweissstab für den Zusatzwerkstoff wird von Hand mit dem Lichtbogen nachgeführt und schmilzt dort ab. Die Schweissanlage besteht aus einer Stromquelle , die auf Gleichstrom oder Wechselstrom schweissen geschaltet werden kann, und einem Schweissbrenner, der mit der mit der Stromquelle durch ein Schlauchpacket verbunden ist. Im Schlauchpacket befinden sich dei Schweissstromleitung, die Schutzgasschläuche, die Steuerleitung und bei grossen Brennern der Zu- und Rücklauf des Kühlwasserers.

wig.JPG


Weiter Schweissarten folgen demächst.

cya
 
sic-rider schrieb:
So da Richi schon mit denn Fachwörten des Schweissen anfängt, will ich dazu mal bischen was schreiben.

WIG-Schweissen (Wolfram-Intergas-Schweissen)
Das WIG-Schweissen arbeitet mit einer nicht Abschmelzenden Wolfram-Elektrode. Der Schweissstab für den Zusatzwerkstoff wird von Hand mit dem Lichtbogen nachgeführt und schmilzt dort ab. Die Scheissanlage besteht aus einer Stromquelle , die auf Gleichstrom oder Wechselstrom schweissen geschaltet werden kann, und einem Schweissbrenner, der mit der mit der Stromquelle durch ein Schlauchpacket verbunden ist. Im Schlauchpacket befinden sich dei Schweissstromleitung, die Schutzgasschläuche, die Steuerleitung und bei grossen Brennern der Zu- und Rücklauf des Kühlwasserers.

Weiter Schweissarten folgen demächst.

cya
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toilettenhäuschen.
 
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