Fe 360 Stahl (S235JR): Eigenschaften und wichtige Anwendungen

Fe 360 Stahl, auch bekannt als S235JR, ist ein niedriglegierter Baustahl, der häufig in Bau- und Ingenieuranwendungen verwendet wird. Er fällt in die Kategorie der unlegierten Baustähle und wird speziell als Baustahl mit geringem Kohlenstoffgehalt klassifiziert. Das hauptsächliche Legierungselement in Fe 360 ist Kohlenstoff, mit einem typischen Kohlenstoffgehalt von etwa 0,2 % oder weniger, was zu seiner guten Schweißbarkeit und Umformbarkeit beiträgt. Diese Stahlgüte ist bekannt für ihre hervorragenden mechanischen Eigenschaften, einschließlich guter Zugfestigkeit und Verformbarkeit, was sie für eine Vielzahl von Strukturbauteilen geeignet macht.

Umfassender Überblick

Fe 360 Stahl zeichnet sich durch sein ausgewogenes Verhältnis von Festigkeit und Verformbarkeit aus, was ihn zu einer beliebten Wahl für strukturelle Komponenten in Gebäuden, Brücken und anderen Infrastrukturprojekten macht. Sein niedriger Kohlenstoffgehalt verbessert die Schweißbarkeit und ermöglicht eine einfache Verarbeitung und Montage. Der Stahl zeigt eine gute Stoßfestigkeit und ist in der Lage, mäßige Lasten zu tragen, was in Bauanwendungen entscheidend ist.

Vorteile von Fe 360 Stahl:
- Schweißbarkeit: Hervorragend zum Schweißen, was die Bauprozesse vereinfacht.
- Verformbarkeit: Hoher Dehnungsprozentsatz ermöglicht Verformung ohne Bruch.
- Kosteneffektivität: Im Allgemeinen niedrigere Kosten im Vergleich zu höher legierten Stählen, was ihn zu einer budgetfreundlichen Option für großflächige Projekte macht.

Einschränkungen von Fe 360 Stahl:
- Korrosionsbeständigkeit: Eingeschränkte Beständigkeit gegen korrosive Umgebungen ohne Schutzbeschichtungen.
- Festigkeitsbeschränkungen: Nicht geeignet für Anwendungen, die hohe Festigkeit oder Härte im Vergleich zu höherwertigen Stählen erfordern.

Historisch gesehen war Fe 360 ein Basismaterial in der Bauindustrie aufgrund seiner günstigen Eigenschaften und Kosteneffektivität. Seine weit verbreitete Verwendung hat ihn als Standardmaterial in vielen Ingenieuranwendungen etabliert.

Alternative Namen, Standards und Entsprechungen

Normierungsorganisation	Bezeichnung/Größe	Land/Region des Ursprungs	Hinweise/Randbemerkungen
EN	S235JR	Europa	Nächste Entsprechung zu Fe 360
ASTM	A36	USA	Kleine Zusammensetzungsunterschiede
JIS	SS400	Japan	Ähnliche Eigenschaften, aber niedrigere Streckgrenze
ISO	S235	International	Allgemeine Entsprechung, ähnliche Anwendungen
DIN	St37-2	Deutschland	Historische Bezeichnung, ähnliche Eigenschaften

Obwohl S235JR oft als Äquivalent zu anderen Graden wie A36 und SS400 betrachtet wird, ist es wichtig zu beachten, dass subtile Unterschiede in der Streckgrenze und Schlagzähigkeit die Leistung in bestimmten Anwendungen beeinflussen können. Zum Beispiel kann A36 eine leicht höhere Streckgrenze aufweisen, was es für tragende Anwendungen bevorzugter macht.

Wichtige Eigenschaften

Chemische Zusammensetzung

Element (Symbol und Name)	Prozentsatzbereich (%)
C (Kohlenstoff)	0,12 - 0,20
Si (Silicium)	0,10 - 0,40
Mn (Mangan)	0,40 - 1,20
P (Phosphor)	≤ 0,045
S (Schwefel)	≤ 0,045
Fe (Eisen)	Balance

Die primären Legierungselemente im Fe 360 Stahl spielen entscheidende Rollen in seinen Eigenschaften:
- Kohlenstoff (C): Erhöht die Festigkeit und Härte, kann jedoch die Verformbarkeit bei höheren Mengen reduzieren.
- Mangan (Mn): Verbessert die Härtbarkeit und Zugfestigkeit, was zur Gesamtfestigkeit des Stahls beiträgt.
- Silicium (Si): Fungiert als Entgasungsmittel während der Stahlherstellung und kann die Festigkeit erhöhen.

Mechanische Eigenschaften

Eigenschaft	Zustand/Temperatur	Typischer Wert/Bereich (metrisch)	Typischer Wert/Bereich (imperial)	Referenzstandard für Prüfmethoden
Zugfestigkeit	Warmgewalzt	360 - 510 MPa	52 - 74 ksi	ASTM E8
Streckgrenze (0,2% Offset)	Warmgewalzt	235 MPa	34 ksi	ASTM E8
Dehnung	Warmgewalzt	20%	20%	ASTM E8
Querschnittsreduzierung	Warmgewalzt	30%	30%	ASTM E8
Härte (Brinell)	Warmgewalzt	120 - 160 HB	120 - 160 HB	ASTM E10
Schlagfestigkeit	Charpy-V-Kerbe, -20°C	≥ 27 J	≥ 20 ft-lbf	ASTM E23

Die mechanischen Eigenschaften des Fe 360 Stahls machen ihn für verschiedene Strukturbauelemente geeignet. Seine Streckgrenze ermöglicht es ihm, bedeutende Lasten zu tragen, während seine Dehnung und Querschnittsreduzierung auf gute Verformbarkeit hinweisen, die für Strukturen, die dynamischen Lasten oder Verformungen ausgesetzt sein könnten, entscheidend ist.

Physikalische Eigenschaften

Eigenschaft	Zustand/Temperatur	Wert (metrisch)	Wert (imperial)
Dichte	Raumtemperatur	7850 kg/m³	490 lb/ft³
Schmelzpunkt	-	1425 - 1540 °C	2600 - 2800 °F
Wärmeleitfähigkeit	Raumtemperatur	50 W/m·K	34,5 BTU·in/h·ft²·°F
Spezifische Wärmekapazität	Raumtemperatur	460 J/kg·K	0,11 BTU/lb·°F
Elektrischer Widerstand	Raumtemperatur	0,0000017 Ω·m	0,0000017 Ω·ft

Die Dichte des Fe 360 Stahls macht ihn zu einer robusten Wahl für strukturelle Anwendungen, während seine Wärmeleitfähigkeit und spezifische Wärmekapazität für Anwendungen mit Wärmeübertragung wichtig sind. Der Schmelzpunkt zeigt an, dass er hohen Temperaturen während der Bearbeitungsprozesse standhalten kann.

Korrosionsbeständigkeit

Korroderendes Medium	Konzentration (%)	Temperatur (°C)	Beständigkeitsbewertung	Hinweise
Atmosphärisch	-	-	Ausreichend	Empfindlich gegenüber Rost
Chloride	3-5	20-60	Schlecht	Risiko von Lochkorrosion
Säuren	10-20	20-40	Nicht empfohlen	Schnelle Degradation
Alkalien	5-10	20-60	Ausreichend	Moderate Beständigkeit

Fe 360 Stahl zeigt eine moderate Beständigkeit gegen atmosphärische Korrosion, ist jedoch anfällig für Rostbildung ohne Schutzbeschichtungen. In Chloridumgebungen, wie Küstengebieten, steigt das Risiko von Lochkorrosion erheblich an. Im Vergleich zu rostfreien Stählen ist die Korrosionsbeständigkeit von Fe 360 begrenzt, was ihn weniger geeignet für Anwendungen in rauen Umgebungen macht.

Hitzebeständigkeit

Eigenschaft/Grenzwert	Temperatur (°C)	Temperatur (°F)	Bemerkungen
Maximale kontinuierliche Betriebstemperatur	400 °C	752 °F	Geeignet für strukturelle Verwendung
Maximale intermittierende Betriebstemperatur	500 °C	932 °F	Begrenzte Exposition
Skalierungstemperatur	600 °C	1112 °F	Risiko von Oxidation

Fe 360 Stahl kann moderate Temperaturen standhalten, was ihn für verschiedene Anwendungen geeignet macht. Bei erhöhten Temperaturen kann jedoch Oxidation auftreten, die seine mechanischen Eigenschaften beeinträchtigen kann. In Anwendungen mit hohen Temperaturen sollte auf eine mögliche Degradation geachtet werden.

Bearbeitungseigenschaften

Schweißbarkeit

Schweißprozess	Empfohlene Füllmetall (AWS-Klassifikation)	Typisches Schutzgas/Flux	Hinweise
MIG	ER70S-6	Argon/CO2	Gut für dünne Bereiche
TIG	ER70S-2	Argon	Saubere Schweißnähte, geringe Verzerrungen
SMAW	E7018	-	Geeignet für dickere Bereiche

Fe 360 Stahl ist hoch schweißbar, was ihn ideal für Bauanwendungen macht. Vorwärmung kann für dickere Abschnitte erforderlich sein, um Rissbildung zu vermeiden. Eine Nachbehandlung der Schweißnähte kann die Eigenschaften des Schweißbereichs verbessern und die strukturelle Integrität gewährleisten.

Zerspanbarkeit

Zerspanungsparameter	Fe 360 Stahl	AISI 1212 Stahl	Hinweise/Tips
Relativer Zerspanungsindex	70%	100%	Gute Zerspanbarkeit, aber langsamer
Typische Schnittgeschwindigkeit (Drehen)	30 m/min	50 m/min	Verwenden Sie Hochgeschwindigkeitsstahlwerkzeuge

Fe 360 Stahl bietet eine angemessene Zerspanbarkeit, auch wenn er nicht so leicht zerspanbar ist wie einige höher legierte Stähle. Optimale Schnittgeschwindigkeiten und Werkzeuge können die Leistung während der Bearbeitungsoperationen verbessern.

Umformbarkeit

Fe 360 Stahl zeigt eine hervorragende Umformbarkeit und ermöglicht kalte und warme Umformprozesse. Seine Verformbarkeit erlaubt es, ihn zu biegen und zu formen, ohne zu brechen, was ihn für verschiedene strukturelle Komponenten geeignet macht. Der minimale Biegeradius sollte während der Verarbeitung berücksichtigt werden, um eine Verfestigung zu vermeiden.

Wärmebehandlung

Behandlungsprozess	Temperaturbereich (°C)	Typische Haltezeit	Kühlmethode	Primäres Ziel / Erwünschtes Ergebnis
Glühen	600 - 700	1 - 2 Stunden	Luft	Verbesserung der Verformbarkeit und Reduzierung der Härte
Normalisieren	850 - 900	1 - 2 Stunden	Luft	Verfeinerung der Kornstruktur
Härte	800 - 900	30 min	Wasser/Öl	Erhöhung der Härte

Wärmebehandlungsverfahren wie Glühen und Normalisieren können die Mikrostruktur des Fe 360 Stahls erheblich beeinflussen und seine mechanischen Eigenschaften verbessern. Glühen verbessert die Verformbarkeit, während Normalisieren die Kornstruktur verfeinert und somit zu einer verbesserten Zähigkeit führt.

Typische Anwendungen und Endverwendungen

Industrie/Sektor	Beispiel für spezifische Anwendung	Wichtige Stahleigenschaften, die in dieser Anwendung genutzt werden	Auswahlgrund (kurz)
Bau	Träger und Säulen	Hohe Festigkeit, gute Schweißbarkeit	Strukturelle Integrität
Automobil	Chassis-Komponenten	Verformbarkeit, Umformbarkeit	Leicht und stark
Maschinenbau	Rahmen und Stützen	Schlagfestigkeit, Zerspanbarkeit	Haltbarkeit unter Last
Schiffbau	Rumpfstrukturen	Korrosionsbeständigkeit, Schweißbarkeit	Kosteneffektiv und zuverlässig

Fe 360 Stahl wird häufig im Bauwesen für Träger und Säulen verwendet, aufgrund seiner hohen Festigkeit und guten Schweißbarkeit. In der Automobilindustrie wird er für Chassis-Komponenten eingesetzt, wo ein Gleichgewicht zwischen Gewicht und Festigkeit entscheidend ist.

Wichtige Überlegungen, Auswahlkriterien und weitere Einblicke

Merkmal/Eigenschaft	Fe 360 Stahl	A36 Stahl	S235J2 Stahl	Kurzer Pro-/Kontra- oder Abwägungshinweis
Streckgrenze	235 MPa	250 MPa	235 MPa	A36 hat eine leicht höhere Streckgrenze
Korrosionsbeständigkeit	Ausreichend	Ausreichend	Gut	S235J2 bietet bessere Korrosionsbeständigkeit
Schweißbarkeit	Exzellent	Gut	Exzellent	Alle Grade sind schweißbar, aber Fe 360 wird bevorzugt
Zerspanbarkeit	Moderat	Gut	Moderat	A36 ist leichter zu zerspanen
Umformbarkeit	Exzellent	Gut	Exzellent	Alle Grade haben eine gute Umformbarkeit
Ungefähre relative Kosten	Niedrig	Niedrig	Mäßig	Fe 360 ist im Allgemeinen kostengünstiger
Typische Verfügbarkeit	Hoch	Hoch	Mäßig	Fe 360 ist weit verbreitet verfügbar

Bei der Auswahl von Fe 360 Stahl für ein Projekt sind Überlegungen wie Kosten, Verfügbarkeit und spezifische mechanische Eigenschaften von entscheidender Bedeutung. Seine hervorragende Schweißbarkeit und Umformbarkeit machen ihn zu einer bevorzugten Wahl für viele strukturelle Anwendungen. Für Umgebungen mit höheren Korrosionsrisiken können jedoch alternative Grade wie S235J2 geeigneter sein, obwohl sie möglicherweise höhere Kosten verursachen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Fe 360 Stahl (S235JR) eine vielseitige und weit verbreitete Baustahlgüte ist, die ein ausgewogenes Verhältnis von Festigkeit, Verformbarkeit und Kosteneffektivität bietet und ihn zu einer zuverlässigen Wahl für verschiedene Ingenieuranwendungen macht.