COR-TEN B vs COR-TEN C – Zusammensetzung, Wärmebehandlung, Eigenschaften und Anwendungen
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Einführung
COR-TEN B und COR-TEN C sind kommerziell anerkannte Wetterungsstähle, die für strukturelle und architektonische Anwendungen verwendet werden, bei denen eine atmosphärische Korrosionsbeständigkeit erforderlich ist, ohne dass eine kontinuierliche Beschichtung notwendig ist. Ingenieure, Beschaffungsmanager und Fertigungsplaner stehen häufig vor dem Kompromiss zwischen Korrosionsbeständigkeit, mechanischer Leistung und Bearbeitbarkeit, wenn sie zwischen diesen beiden Güten auswählen. Typische Entscheidungskontexte umfassen die Spezifizierung von Material für langlebige Außenstrukturen (Abwägung zwischen Anfangskosten und Wartung), die Auswahl von Platten für geschweißte Strukturkomponenten (Abwägung zwischen Schweißbarkeit und Festigkeit) und die Wahl von Blechen für die Formgebung (Abwägung zwischen Duktilität und Oberflächenleistung).
Der wesentliche praktische Unterschied zwischen COR-TEN B und COR-TEN C besteht darin, dass COR-TEN C formuliert und verarbeitet wird, um eine höhere Durchmesserfestigkeit und verbesserte Tragfähigkeit (eine hochfeste Variante) zu bieten, während COR-TEN B auf ein Gleichgewicht zwischen atmosphärischer Korrosionsbeständigkeit und hervorragenden Bearbeitungseigenschaften abzielt. Da beide Wetterungsstähle sind, werden sie häufig verglichen, wenn Designer sowohl eine langlebige Patina als auch eine erhöhte mechanische Leistung im strukturellen Einsatz benötigen.
1. Normen und Bezeichnungen
Wichtige Normen, die Wetterungs- und niedriglegierte Baustähle abdecken, umfassen:
- ASTM/ASME:
- ASTM A242 (historisches COR-TEN A)
- ASTM A588 (hochfester niedriglegierter Stahl, oft mit COR-TEN B-Eigenschaften assoziiert)
- ASTM A606 (dünnwandiges Wetterungsblech)
- EN:
- EN 10025-Serie für Baustähle (einige Wetterungsstähle werden in nationalen Anhängen als „Corten-Typ“ spezifiziert)
- JIS: Japanische Normen umfassen Wetterungsstähle mit unterschiedlichen Handelsnamen und Klassifikationen.
- GB: Chinesische nationale Normen umfassen Wetterungsstähle mit ähnlichen Eigenschaften.
Klassifizierung nach metallurgischem Typ: - COR-TEN B und C: HSLA (hochfester niedriglegierter) Kohlenstoffstähle mit Legierungszusätzen für atmosphärische Korrosionsbeständigkeit. - Sie sind keine rostfreien Stähle; sie basieren auf Legierung und Patina-Bildung anstelle von kontinuierlichen passiven Filmen von chromreichen rostfreien Güten.
2. Chemische Zusammensetzung und Legierungsstrategie
Die Legierungsstrategie für Wetterungsstähle besteht darin, moderate Mengen an Cu, Cr, P und anderen Elementen zu kombinieren, um eine eng haftende, stabile Oberflächenpatina zu fördern und gleichzeitig ein gutes Bearbeitungsverhalten aufrechtzuerhalten. COR-TEN C wird im Allgemeinen mit einem kompositionellen und verarbeitungstechnischen Ansatz entwickelt, der die Festigkeit erhöht (zum Beispiel durch höhere Mikrolegierung oder kontrollierte Kohlenstoff-/Härtbarkeit) im Vergleich zu COR-TEN B.
Tabelle: qualitative chemische Indikatoren (Vorhandensein/relatives Niveau)
| Element | COR-TEN B (typische Rolle) | COR-TEN C (typische Rolle) |
|---|---|---|
| C (Kohlenstoff) | Niedrig–moderat (grundlegendes Gleichgewicht zwischen Festigkeit/Duktilität) | Moderat (leicht erhöht zur Steigerung von Festigkeit/Härtbarkeit) |
| Mn (Mangan) | Moderat (Festigkeit und Entgasung) | Moderat–erhöht (Festigkeit, Verfestigung) |
| Si (Silizium) | Niedrig–moderat (Entgasung, verbessert die Patinabildung) | Niedrig–moderat |
| P (Phosphor) | Niedrig (manchmal absichtlich in kleinen Mengen vorhanden, um die Patina zu unterstützen) | Niedrig (kontrolliert) |
| S (Schwefel) | Sehr niedrig (niedrige Sulfide für Zähigkeit) | Sehr niedrig |
| Cr (Chrom) | Spuren–niedrig (fördert die Patinastabilität) | Niedrig (kann für Korrosions-/Festigkeits-Synergie leicht höher sein) |
| Ni (Nickel) | Oft niedrig oder nicht vorhanden | Niedrig (kein definierendes Legierungselement) |
| Mo (Molybdän) | Typischerweise nicht vorhanden oder sehr niedrig | Typischerweise nicht vorhanden oder sehr niedrig |
| V (Vanadium) | Nicht vorhanden oder Spuren | Mögliche Mikrolegierung (zur Erhöhung der Festigkeit) |
| Nb (Niob) | Nicht vorhanden oder Spuren | Mögliche Mikrolegierung (Korngestaltung, Festigkeit) |
| Ti (Titan) | Spuren (Entgasung/Stabilisierung) | Spuren/Mikrolegierung möglich |
| B (Bor) | Nicht typisch | Gelegentlich in Spuren in hochfesten Varianten verwendet |
| N (Stickstoff) | Spuren | Spuren (wenn mikrolegiert, interagiert N mit Ti/V) |
Erklärung: Legierungselemente wie Cu, Cr und kleine Mengen P sind zentral für das Wetterungsverhalten – sie fördern eine schützende, haftende Oxidschicht. Mikrolegierungselemente (V, Nb, Ti, B) und leicht höherer Kohlenstoff oder Mangan sind die typischen Wege, um die Streckgrenze und Zugfestigkeit in hochfesten Varianten wie COR-TEN C zu erhöhen, ohne auf rostfreie oder hochlegierte Stähle umzusteigen.
3. Mikrostruktur und Reaktion auf Wärmebehandlung
Die Mikrostruktur beider Güten wird hauptsächlich durch Warmwalzen und Kühlpraxis und nicht durch umfangreiche Wärmebehandlung kontrolliert.
- COR-TEN B:
- Typische Mikrostruktur nach