Eisenwerkstoffe

Gewinnung

Die Gewinnung von Roheisen erfolgt aus Eisenerz (Eisen-Oxyd-Verbindungen) durch Einschmelzen und Entzug des Sauerstoffs (= Reduktion) im Hochofen:

Reduktion heisst der Prozess des Sauerstoffentzugs im Hochofen

Erze sind:

Magneteisenstein 60 - 70% Fe - Gehalt
Roteisenstein 40 - 60% Fe - Gehalt
Spateisenstein 30 - 40% Fe - Gehalt

In der Natur kommt Eisen mit ca. 50kg/t Erdreich vor.

Roheisen

Es besitzt ca. 4 - 6% Kohlenstoffgehalt und dient als Ausgangsmaterial für technisch verwendbare Eisenwerkstoffe wie Stahl.

Stahl

Stahl ist jener Eisenwerkstoff, der ohne Nachbehandlung schmiedbar ist.

Stahlherstellung

Weißes Roheisen enthält eine Menge unerwünschter Eisenbegleiter wie:

  • Kohlenstoff (3 - 6%)
  • Phosphor
  • Silizium
  • Schwefel und Mangan.
  • Die Eisenbegleiter können durch Verbrennung (Oxidation) weitestgehend beseitigt werden. Dabei sinkt der Kohlenstoffgehalt auf 0,5 - 2%.

    Wir unterscheiden:

  • Baustahl (Massenstahl über 90% verwendet mit C - Gehalt bis 0,6% (ab 0,3% härtbar)
  • Werkzeugstahl (bis 10% verwendet mit C - Gehalt von 0,6 bis 1,7%, härtbar)
  • Werkstoffnormung

    Ein wesentlicher Teil der Normung bezieht sich auf die Zugbeanspruchung von Stählen. So bedeutet ZB St. 490 = Stahl mit 490N/mm2 Mindestzugfestigkeit (49kg)

    Magnetwerkstoffe

    Magnete dienen als Energiespeicher und in vielen Anwendungen wird ihre Kraftwirkung ausgenutzt.

    Die Werkstoffe für Elektromagnete können nach ihrer Magnetisierbarkeit eingeteilt werden.

    Weichmagnetische Werkstoffe

    Weichmagnetische Werkstoffe sind Werkstoffe, die leicht ummagnetisierbar sind.

    Das sind meist

    • Fe-Silicium,
    • Fe-Nickel oder
    • Fe-Cobalt-Legierungen.

    Hartmagnetische Werkstoffe

    Das sind besonders gute Dauermagnete und bestehen aus seltenen Erden

  • Samarium und
  • Neodym.
  • Besondere Legierungen haben Energiespeicherfähigkeiten von 280kJ/m3.