Grundlagen der Metallurgie und Materialprüfung

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Geschrieben am 21. Oktober 2025 in Deutsch mit einer Größe von 5,3 KB

Mechanische Eigenschaften

Elastizität: Fähigkeit eines Materials, nach einer Verformung wieder seine ursprüngliche Form anzunehmen.
Plastizität: Fähigkeit eines Materials, die verformte Gestalt beizubehalten.
Duktilität: Fähigkeit eines Materials, zu Drähten gezogen zu werden.
Verformbarkeit (Maleabilität): Fähigkeit eines Materials, zu Blechen gewalzt zu werden.
Härte (Dureza): Widerstand eines Körpers gegen das Eindringen oder Kratzen durch einen anderen Körper.
Sprödigkeit (Fragilität): Tendenz zum Bruch bei geringer Verformung.
Zähigkeit (Tenazität): Widerstand gegen Bruch, insbesondere bei Spannungs-Dehnungs-Belastung.
Ermüdung (Fatiga): Die Verformung oder der Bruch eines Materials unter wiederholter Belastung.
Zerspanbarkeit (Maquinierbarkeit): Die Leichtigkeit, mit der ein Körper durch Zerspanen (Spanbildung) bearbeitet werden kann.
Kaltverfestigung (Acritud): Zunahme von Härte, Sprödigkeit und Widerstand infolge von Kaltverformung.
Gießbarkeit (Colabilidad): Fähigkeit der Schmelze, die Gussform vollständig auszufüllen.
Resilienz: Widerstand eines Körpers gegen plötzliche Stöße.

Prüfung von Materialien

Zugprüfung (Tracción): Besteht darin, eine Materialprobe langsam zu strecken, bis sie bricht.
Ermüdungsprüfung (Fatiga): Besteht darin, einen normierten Zylinder aus dem zu analysierenden Material rasch zu drehen.
Härteprüfung (Dureza): Besteht darin, eine bestimmte Kraft mittels eines Diamanten auf das zu analysierende Stück aufzubringen.
Resilienzprüfung: Besteht darin, die Energie zu bestimmen, die benötigt wird, um eine Materialprobe durch einen plötzlichen Schlag zu brechen.

Der Lichtbogenofen

Bestandteile

Elektrischer Transformator
Flexible Kabel
Elektrodenarme
Halterung der Elektroden
Portal mit hydraulischen Schwenkarmen
Gekühlter Rauchauslass
Struktur

Arbeitsweise

Der Deckel wird entfernt und Flussmittel eingeführt.
Schrott wird eingeführt, der Ofen geschlossen und die Elektroden werden nahe an den Schrott herangeführt, um ihn zu schmelzen.
Sobald der Schrott geschmolzen ist, wird Sauerstoff injiziert, um Verunreinigungen zu entfernen.
Der Ofen wird geschwenkt, Kohlenstoff wird entfernt und Ferrolegierungen werden hinzugefügt.
Die Schlacke wird entfernt. Der Ofen wird geneigt und der Stahl in die Pfanne gegossen.

Klassifikation von Eisenwerkstoffen

Die Klassifikation erfolgt nach dem Kohlenstoffanteil (C):

Reineisen: C-Anteil zwischen 0,01 % und 0,03 %.
Stähle (Eisen-Kohlenstoff-Legierungen): C-Anteil zwischen 0,03 % und 1,76 %.
Gusseisen (Fundiciones): C-Anteil zwischen 1,76 % und 6,67 %.
Graphit: Mehr als 6,67 % C.

Kommerzielle Handelsformen

Bleche (Palastros): Kaltgewalzte Stahlbleche, die zwischen 1x2 m und 3x3 m groß sind.
Stangen (Barras): Längere, breite Stücke.
Draht: Runde Stücke mit einem Durchmesser von weniger als 5 mm.
Bänder (Flejes): Sehr dünn und sehr lang.
Profile (Perfiles): Hohlkörper mit variablen Querschnitten, deren Länge von 5 m bis 12 m reicht. Formen: eckig, IPN, T, röhrenförmig, quadratisch und rechteckig.

Gusseisen-Typen

Gewöhnliches Gusseisen (Eisen und Kohlenstoff)

Weißes Gusseisen: Hart und spröde.
Graues Gusseisen: Wird in Gießereien verwendet.
Meliertes Gusseisen (Atruchada): Eigenschaften zwischen weiß und grau.

Legiertes Gusseisen

Enthält andere Chemikalien, um die Eigenschaften zu verbessern.

Spezialgusseisen

Verwendet hochwertigere Rohstoffe als gewöhnliches Gusseisen.

Temperguss mit schwarzem Kern: Wird aus weißem Gusseisen hergestellt. Das Stück wird in Sand eingebettet und für 6 Tage bei 900 °C in den Ofen gegeben, danach für etwa 5 Tage abgekühlt.
Perlitischer Temperguss: Wird für 5 Tage in einem Ofen behandelt und für 2 Tage abgekühlt.
Sphäroguss (Gusseisen mit Kugelgraphit): Dem Gusseisen werden Cer und Magnesium zugesetzt.

Umweltauswirkungen der Eisenproduktion

Die Gewinnung der Rohstoffe verursacht Lärmbelastung, Landschaftszerstörung und die Vernichtung von Habitaten. Es entstehen Emissionen wie CO, CO₂, Teer, NH₃, Asche und Rauch.

Bei der Verarbeitung des Erzes zum kommerziellen Produkt entstehen Schwermetalle, Abgase und Staub.

Die Entsorgung oder das Recycling eines verwendeten Eisenprodukts erfolgt durch den Ofenprozess.