Was ist geschmolzener Stahl?

Geschmolzener Stahl ist eine Metallart, die durch Erhitzen von Eisen in einem Tiegelbehälter entsteht. Seine Entstehung war auf ein revolutionäres Verfahren zurückzuführen, das 1751 von einem Engländer, Benjamin Huntsman, erfunden wurde. Gussstahl ermöglichte eine gleichmäßigere Zusammensetzung und weniger Verunreinigungen im Stahl als alle früheren Herstellungsverfahren. Da geschmolzener Stahl in einem Tiegel hergestellt wird, wird er oft auch als Tiegelstahl bezeichnet.

Stahl entsteht durch die Kombination von Eisen mit Kohlenstoff oder anderen Legierungen. Eisen ist ein weiches Metall und daher für viele Bauzwecke nicht ideal. Bei der Herstellung von Stahl werden viele Verunreinigungen im Eisen entfernt, wodurch der Stahl härter und haltbarer wird. Je besser der Stahl, desto mehr Eisenverunreinigungen werden entfernt.

Früher Stahl wurde durch Zugabe kleiner Mengen Kohlenstoff zu Eisen hergestellt. Blisterstahl wurde beispielsweise durch wiederholtes gemeinsames Erhitzen von Schmiedeeisen und Holzkohle in einem Ofen hergestellt. Durch den Diffusionsprozess wird Kohlenstoff aus Holzkohle auf Stahl übertragen.
Gussstahl war die erste Stahlsorte, die es ermöglichte, Eisen zu legieren. Vor dieser Methode konnten die Hersteller den Stahl nicht so stark erhitzen, dass er schmolz. Durch Erhitzen des Blisterstahls in einem Tontiegel direkt auf dem Feuer ermöglichte Huntsman, dass das Metall eine Temperatur von bis zu 2.900 °F (1.600 °C) erreichte. Durch das Schmelzen vermischten sich andere Elemente wie Nickel mit dem Metall und festigten so den Stahl.

Im Laufe der Jahrhunderte wurde das Tiegelverfahren verbessert, obwohl der Stahl immer noch über einem Feuer und in einem topfförmigen Tontiegel erhitzt wird, der verschlossen werden kann. Moderner Stahlguss wird in Motoren und Maschinen sowie im Schiffbau eingesetzt. Es ist in der Regel teurer als andere Metallarten, die für ähnliche Projekte verwendet werden.

Gussstahl hat eine raue Oberfläche. Es weist häufig Löcher in der Oberfläche auf, die durch Gasblasen während des Erhitzungsprozesses entstehen. Als federndes Metall ist diese Stahlsorte sehr stark und weist eine viermal höhere Zugfestigkeit als Gusseisen auf. Die Zugfestigkeit gibt an, wie viel Druck ein Gegenstand durch Ziehen aushalten kann, bevor er zerbricht.

Ein Problem bei der Verwendung von Gussstahl besteht darin, dass die Oberflächenlöcher in das Metall hineinragen. Wenn dies der Fall ist, könnten diese Löcher zu Schwachstellen führen, die sich auf die Festigkeit des Stahls auswirken. Die Messung der Wassermenge, die in die Löcher gegossen werden kann, gibt einen guten Hinweis darauf, ob die Löcher weit in das Metall hineinragen.

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