Je nach Kohlenstoffgehalt wird Kohlenstoffstahl fürGießenwird im Allgemeinen in Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt, Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt und Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt unterteilt. Die gegossenen Kohlenstoffstähle aller Länder der Welt werden im Allgemeinen nach ihrer Festigkeit klassifiziert und entsprechende Güten formuliert.
Hinsichtlich der chemischen Zusammensetzung von Kohlenstoffstahl gibt es, mit Ausnahme von Phosphor und Schwefel, keine Beschränkungen oder nur Obergrenzen für andere chemische Elemente. Unter der oben genannten Prämisse wird die chemische Zusammensetzung von gegossenem Kohlenstoffstahl durch die bestimmtGießereientsprechend den geforderten mechanischen Eigenschaften.
Die Wärmebehandlungsmethoden für Gussteile aus Kohlenstoffstahl sind normalerweise Glühen, Normalisieren oder Normalisieren + Anlassen. Bei einigen Gussteilen aus Kohlenstoffstahl kann auch Abschrecken und Anlassen eingesetzt werden, d. h. Abschrecken + Hochtemperaturanlassen, um die umfassenden mechanischen Eigenschaften von Gussteilen aus Kohlenstoffstahl zu verbessern. Kleine Gussteile aus Kohlenstoffstahl können im Gusszustand direkt vergütet werden. Bei großformatigen oder komplex geformten Gussstücken aus Kohlenstoffstahl ist es angebracht, nach der Normalisierungsbehandlung eine Abschreck- und Anlassbehandlung durchzuführen.
Der Einfluss von Kohlenstoff auf die Mikrostruktur und die Eigenschaften von Kohlenstoffstahl
1) Der Einfluss von Kohlenstoff auf die Struktur von Kohlenstoffstahl
Kohlenstoff ist das Hauptelement, das die metallografische Struktur und die Eigenschaften von Stahl bestimmt. Im Bereich untereutektoider Stähle nimmt mit zunehmendem Kohlenstoffgehalt der relative Ferritanteil ab und der relative Perlitanteil zu. Bei Erreichen der eutektoiden Zusammensetzung sind alle Perlit. Im übereutektoiden Bereich nimmt mit zunehmendem Kohlenstoffgehalt die relative Menge an proeutektoidem Zementit zu und die relative Menge an Perlit ab.
2) Die Wirkung von Kohlenstoff auf die mechanischen Eigenschaften von Kohlenstoffstahl
Kohlenstoff beeinflusst die mechanischen Eigenschaften von Kohlenstoffstahl, indem er die relativen Mengen und Verteilungseigenschaften jeder Strukturkomponente in der Mikrostruktur beeinflusst. Im Allgemeinen nimmt mit zunehmendem Kohlenstoffgehalt die Härte des Kohlenstoffstahls zu, seine Schlagenergie und Dehnung nehmen jedoch ab. Mit zunehmendem Kohlenstoffgehalt im Kohlenstoffstahl nehmen die Zugfestigkeit und die Streckgrenze zunächst zu und dann ab.
3) Die Wirkung von Kohlenstoff auf die Schneidleistung von Gussteilen aus Kohlenstoffstahl
Kohlenstoffarmer Stahl hat einen großen Ferritanteil, eine geringe Härte, eine gute Plastizität und lässt sich leicht kleben, sodass seine Schneidleistung relativ schlecht ist. Es gibt mehr Zementit in Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt. Wenn der Zementit in Flocken und Netzwerken verteilt ist, verschleißt das Werkzeug leicht und seine Schneidleistung ist daher relativ schlecht. Das Verhältnis von Ferrit und Zementit in Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt ist angemessen, Härte und Plastizität sind ebenfalls mäßig und die Schneidleistung ist besser. Die Schneidleistung ist am besten, wenn der Härtebereich von Stahlgussteilen 180–230 HBW beträgt.
4) Der Einfluss von Kohlenstoff auf die Gießleistung von Kohlenstoffstahl
Bei gleicher Temperatur ist die Fließfähigkeit von geschmolzenem Stahl mit unterschiedlichem Kohlenstoffgehalt unterschiedlich. Denn Stähle mit unterschiedlichem Kohlenstoffgehalt weisen einen unterschiedlichen Entwicklungsstand der Dendriten auf. Je größer das Temperaturintervall der Kristallisationszone (der Temperaturunterschied zwischen der Liquiduslinie und der Soliduslinie) ist, desto stärker sind die dendritischen Kristalle des Kohlenstoffstahls entwickelt, d. h. desto schlechter ist die Fließfähigkeit des geschmolzenen Stahls, was zur Folge hat Fähigkeit des geschmolzenen Stahls, die Form zu füllen.
