Vergleich der Härte von Kohlenstahl, Edelstahl und Legierungsstahl sowie Auswahlkriterien für Ventilstangen
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Dieser Beitrag wurde zuletzt von cynthiarry am 28.09.2016 um 11:26 bearbeitet. Hallo zusammen, ich habe eine Frage: Normalerweise sagt man, dass Edelstahlmuttern zu den Niedrigstärke-Muttern gehören, während Muttern aus 35CrMo-Legierungsstahl zu den Hochstärke-Muttern gehören. Da in der Regel eine höhere Stärke auch eine höhere Härte bedeutet, bedeutet das dann, dass das Legierungsstahl eine höhere Härte als Edelstahl aufweist? Bei herkömmlichen Ventilen wird für die Ventilstange 13Cr verwendet – es handelt sich dabei um ein martensitisches Edelstahl. Von der Ventilstange wird eine hohe Härte gefordert. Ich frage mich: Ist ihre Härte größer als die von Legierungsstählen? Außerdem hängt die Härte des Materials auch vom Kohlenstoffgehalt ab. Heißt das also, dass die Härte von Kohlenstahl größer ist als die von Edelstahl? Wenn dem so ist, warum wird dann für den Ventilstab kein Kohlenstahl verwendet?
Man muss auch Korrosionsschutz, Kosten sowie das Rostproblem bei längerer Nichtnutzung berücksichtigen
Und was ist mit der Härte einiger Materialien? Ist es Kohlenstoffstahl > Legierungsstahl > Edelstahl?
Es ist nicht möglich, allgemeine Aussagen zu treffen – der Kohlenstoffgehalt des Edelstahls kann unterschiedlich sein. Bei den Ventilstangen muss man außerdem die Korrosionsgefahr berücksichtigen
Der Ventilstängel muss sowohl Stärke als auch Zähigkeit sowie Korrosionsbeständigkeit aufweisen. Deshalb wird in der Regel rostfreier Stahl mit einer Nitridbeschichtung für den Ventilstängel verwendet – dadurch werden die Vorteile beider Materialien kombiniert: Stärke, Zähigkeit und Korrosionsbeständigkeit.
Das bedeutet, dass auch die Korrosionsbeständigkeit berücksichtigt werden muss – nicht nur die Härte. Ich möchte aber trotzdem wissen, in welcher Reihenfolge sich die Festigkeit und Härte dieser Materialien ungefähr einordnen lassen?
In Anlehnung an das Obige: Es gibt Ventilstangen, die offen sind, und solche, die mit dem Medium in Berührung kommen können. Neben der Widerstandsfähigkeit gegen Abnutzung wird auch auf die Korrosionsbeständigkeit geachtet. Was die Härte angeht, so lässt sich das nicht pauschal beurteilen – die Härte hängt in der Regel von den chemischen Eigenschaften des Materials, vom Wärmebehandlungsprozess sowie von der Kristallstruktur ab.
Zu der Frage nach der Härte gibt es inzwischen ungefähr Antworten. Zunächst zu den Bolzen: Kohlenstahlbolzen gehören zu den Bolzen mit geringer Festigkeit, Edelstahlbolzen zu denen mit mittlerer Festigkeit und Legierungsstahlbolzen zu denen mit hoher Festigkeit. Weitere Informationen dazu finden Sie in den Angaben zu Bolzen in ASME B16.5. Außerdem wird für den Ventilstab 13Cr hauptsächlich aus Gründen des Korrosionsschutzes gewählt. Außerdem ist der Kohlenstoffgehalt von Kohlenstahl zwar höher als beim Edelstahl, doch die Härte ist nicht unbedingt größer. Beispielsweise sind Rohre aus Stahl der Gruppe 20 härter als Rohre aus 304-Stahl.