Was ist der Unterschied zwischen Gussstahl und Schmiedestahl?

Gussstahl und Schmiedestahl sind zwei unterschiedliche Herstellungsverfahren, die Stahlkomponenten mit unterschiedlichen Eigenschaften und Merkmalen produzieren. Gussstahl wird durch Gießen von flüssigem Stahl in Formen hergestellt, während Schmiedestahl durch Druckkräfte auf erhitzten Stahl geformt wird. Jedes Verfahren erzeugt einzigartige Kornstrukturen, mechanische Eigenschaften und Kostenaspekte, die sie für unterschiedliche Anwendungen geeignet machen.

Was ist Stahlguss?

Gussstahl ist Stahl, der geschmolzen und in eine Form gegossen wird, um eine bestimmte Form zu erzeugen. Bei diesem Verfahren wird der Stahl auf Temperaturen über 2,500 °C erhitzt, bis er flüssig wird. Anschließend wird er in vorbereitete Formen gegossen, wo er abkühlt und erstarrt. Mit diesem Verfahren lassen sich komplexe Formen erzeugen, die mit anderen Herstellungsverfahren nur schwer oder gar nicht realisierbar wären.

Das Material besteht aus Eisen mit 0.1 % bis 0.5 % Kohlenstoffgehalt sowie weiteren Legierungselementen wie Mangan, Silizium und Chrom. Stahlgussteile finden sich in Schwermaschinen, Automobilkomponenten und Industrieanlagen. Das Verfahren erzeugt Teile mit guter Verschleißfestigkeit und der Fähigkeit, mäßige Belastungen zu bewältigen.

Wie wird Gussstahl hergestellt?

• Schmelzen: Stahlschrott und Legierungsmaterialien werden in Lichtbogenöfen oder Induktionsöfen bei Temperaturen von bis zu 2,900 °C geschmolzen.
• Raffination: Die chemische Zusammensetzung wird durch Zugabe bestimmter Elemente wie Mangan, Chrom oder Nickel angepasst. Verunreinigungen werden durch Oxidation oder die Zugabe von Flussmitteln entfernt. Dieser Schritt dauert in den meisten Fällen 30 bis 60 Minuten.
• Formvorbereitung: Arbeiter erstellen je nach Teilegröße und Produktionsvolumen Formen aus Sand, Keramik oder Metall.
• Gießen: Geschmolzener Stahl fließt vom Ofen durch Pfannen in die vorbereiteten Formen. Die Gießtemperatur liegt zwischen 2,700 °C und 2,850 °C.
• Erstarrung und Abkühlung: Der Stahl kühlt ab und verfestigt sich in der Form über mehrere Stunden oder Tage, je nach Teilegröße.
• Konfektionierung: Nach dem Abkühlen nehmen die Arbeiter das Gussteil aus der Form und schneiden überschüssiges Material wie Anschnitte und Steigrohre ab. Wärmebehandlung, Bearbeitung und Oberflächenveredelung vervollständigen das Teil und erfüllen die endgültigen Spezifikationen.

Was ist geschmiedeter Stahl?

Geschmiedeter Stahl ist Stahl, der durch Druckeinwirkung im heißen Zustand geformt wird. Dabei werden Stahlblöcke auf 2,100 bis 2,300 °C erhitzt und anschließend durch Hämmern oder Pressen in die gewünschte Form gebracht. Diese mechanische Bearbeitung verfeinert die Kornstruktur und verbessert die Festigkeit und Zähigkeit des Stahls.

Durch das Verfahren entstehen Teile mit richtungsabhängigen Festigkeitseigenschaften, die auf die Form des Bauteils abgestimmt sind. Geschmiedeter Stahl weist im Vergleich zu Gussstahl überlegene mechanische Eigenschaften auf, darunter eine um 26 % höhere Zugfestigkeit und eine um 37 % höhere Ermüdungsbeständigkeit. Zu den gängigen Schmiedeprodukten gehören Kurbelwellen, Pleuelstangen, Zahnräder und Handwerkzeuge.

Wie wird geschmiedeter Stahl hergestellt?

• Knüppelvorbereitung: Stahlknüppel oder -stangen werden je nach endgültiger Teilegröße auf die entsprechende Länge zugeschnitten.
• HEATING / HEIZEN: Knüppel werden in Öfen auf Schmiedetemperatur erhitzt, normalerweise zwischen 1,900 °C und 2,300 °C.
• Schmiedebetrieb: Heißer Stahl wird zwischen Gesenke gelegt und mit Hämmern oder Pressen komprimiert. Beim Freiformschmieden werden flache Gesenke für einfache Formen verwendet, während beim Gesenkschmieden geformte Hohlräume für komplexe Teile verwendet werden.
• Beschneiden: Überschüssiges Material, sogenannter Grat, wird mithilfe von Trimmwerkzeugen oder Schneidvorgängen entfernt.
• Wärmebehandlung: Geschmiedete Teile werden kontrollierten Heiz- und Kühlzyklen unterzogen, um die gewünschten Eigenschaften zu erreichen. Zu den üblichen Behandlungen gehören Normalisieren, Abschrecken und Anlassen.
• Abschlussarbeiten: Zu den letzten Schritten gehören das Kugelstrahlen zum Entfernen von Zunder, die maschinelle Bearbeitung zum Erreichen präziser Abmessungen und die Inspektion.

Unterschiede zwischen Guss- und Schmiedestahl