Anwendungsbereich

Nach einem Normalglühen oder nach einer Kaltumformung werden Baustähle auf Grund ihrer Zugfestigkeit und Streckgrenze vor allem im Hoch-, Tief-, Brücken-, Wasser-, Behälter-, Fahrzeug- und Maschinenbau verwendet.

Beschrieb

Unlegierte Baustähle machen in der Gesamtstahlerzeugung die grösste Menge aus. Sie werden üblicherweise im warmgewalzten Zustand geliefert.

Eigenschaften

Schweissen: Baustähle sind sehr gut schweissbar.
Mechanische Eigenschaften: Im Zustand +N haben Baustähle hohe Streckgrenzen, verbunden mit ausreichender plastischer Verformbarkeit, vor allem bei schlagender Beanspruchung. Zu beachten ist dabei, bei welcher Temperatur die Kerbschlagarbeit geprüft wird.

Technologische Eigenschaften

Hier werden Eigenschaften wie Zerspanbarkeit, Kaltumformbarkeit (Stanzen, Tiefziehen bei Blechen) Schweisseignung, Korrosionsbeständigkeit etc. beschrieben.

Physikalische Eigenschaften

Anforderungen an magnetische Eigenschaften, Wärmeleitfähigkeit und Wärmeausdehnung.

Schweissbarkeit

Wegen der grossen Bedeutung des Schweissens als Fügeverfahren bei Baustählen hier einige Erklärungen zum Begriff der Schweissbarkeit:

• Schweisseignung: Sie ist gegeben, wenn aufgrund der metallurgischen, chemischen und physikalischen Eigenschaften eine den jeweils gestellten Anforderungen entsprechende Schweissung hergestellt werden kann.
• Schweisssicherheit: Sie wird nicht vom Stahlhersteller, sondern vom Stahlverarbeiter beeinflusst. Die Schweisssicherheit ist vorhanden, wenn das geschweisste Bauteil bei den vorgesehenen Betriebsbedingungen betriebssicher (versprödungs- und rissfrei) bleibt. Sie wird von der konstruktiven Gestaltung (Blechdicke, Nahtart- und -anordnung, Kerbwirkung) und dem Beanspruchungszustand (Art, Grösse und Mehrachsigkeitsgrad der Spannungen, Beanspruchungsgeschwindigkeit, Betriebstemperatur) beeinflusst.
• Schweissmöglichkeit: Sie gibt an, ob die jeweilige Verbindung unter den gewählten Fertigungsverbindungen hergestellt werden kann. Die drei Einflussgrössen beeinflussen einander gegenseitig. Die Schweisseignung ist bei Stählen vorhanden, wenn durch das rasche Abkühlen die in der Wärmeeinflusszone entstehenden Gefüge noch ausreichend verformbar bleiben. Damit muss die Martensitbildung vermieden werden oder der C-Gehalt des Stahls so begrenzt werden, dass der Martensit noch genügend verformbar ist.
  Ausser Kohlenstoff beeinflussen auch Legierungselemente die Rissneigung der aufgehärteten Zonen in der Wärmeeinflusszone. Die kombinierte Wirkung des Kohlenstoffs und der Legierungselemente wird häufig durch das Kohlenstoffäquivalent Ceq angegeben. Eine für Baustähle häufig verwendete Formel lautet: Ceq = C + Mn/6 + (Cr + Mo + V)/5 + (Ni+Cu)/15 [%]

Die Legierungselemente werden in dieser Gleichung als Massenprozente eingesetzt. Sie sind danach wesentlich weniger rissbegünstigend als der Kohlenstoff.
Im Allgemeinen wird der Stahl, abhängig von der Werkstückdicke, bei Ceq>= 0.45% zum Schweissen auf 100°C bis 150°C vorgewärmt. Die dadurch abnehmende Abkühlgeschwindigkeit in der Wärmeeinflusszone verringert sehr wirksam die Martensitmenge , das heisst die Härte in der Wärmeeinflusszone und damit die Rissneigung.