S350GD Stahl: Eigenschaften und wichtige Anwendungen

S350GD-Stahl ist eine feuerverzinkte Stahlgüte, die hauptsächlich in der Automobil- und Bauindustrie verwendet wird. Er gehört zur Kategorie des Low-Carbon-Stahls, der speziell für Anwendungen entwickelt wurde, die eine gute Bearbeitbarkeit und Korrosionsbeständigkeit erfordern. Die Hauptlegierungselemente in S350GD sind Eisen (Fe), Kohlenstoff (C) und Zink (Zn), wobei Zink entscheidend für den Verzinnungsprozess ist, der die Korrosionsbeständigkeit erhöht.

Umfassende Übersicht

S350GD-Stahl wird als Low-Carbon-Stahl klassifiziert, der sich durch ein ausgezeichnetes Gleichgewicht zwischen Festigkeit, Zähigkeit und Korrosionsbeständigkeit auszeichnet. Das Hauptlegierungselement ist Zink, das durch einen Feuerverzinkungsprozess aufgetragen wird und eine Schutzschicht bietet, die die Haltbarkeit des Stahls in korrosiven Umgebungen erheblich erhöht. Der Kohlenstoffgehalt ist typischerweise niedrig, was zur guten Schweißbarkeit und Bearbeitbarkeit beiträgt.

Hauptmerkmale:
- Hohe Festigkeit: S350GD zeigt eine Mindeststreckgrenze von 350 MPa, was ihn für strukturelle Anwendungen geeignet macht.
- Gute Zähigkeit: Der niedrige Kohlenstoffgehalt ermöglicht eine signifikante Verformung ohne Bruch.
- Korrosionsbeständigkeit: Die Zinkbeschichtung bietet ausgezeichneten Schutz gegen Rost und Korrosion, wodurch die Lebensdauer von Komponenten aus diesem Stahl verlängert wird.

Vorteile:
- Kostenwirksam: Der Verzinnungsprozess ist wirtschaftlich und bietet langlebigen Schutz ohne zusätzliche Beschichtungen.
- Vielseitige Anwendungen: Geeignet für verschiedene Anwendungen, einschließlich Kfz-Teile, Baukomponenten und Haushaltsgeräte.

Beschränkungen:
- Temperaturempfindlichkeit: Die mechanischen Eigenschaften können bei erhöhten Temperaturen abnehmen.
- Begrenzte Hochfestigkeitsanwendungen: Obwohl stark, könnte es für Anwendungen, die ultrahochfeste Materialien erfordern, nicht geeignet sein.

S350GD hat aufgrund seines Gleichgewichts zwischen Leistung und Kosten an Beliebtheit auf dem Markt gewonnen und ist eine bevorzugte Wahl in vielen Ingenieuranwendungen.

Alternative Namen, Standards und Äquivalente

Normungsorganisation	Bezeichnung/Grad	Land/Region der Herkunft	Hinweise/Anmerkungen
UNS	S350GD	International	Ähnlich wie EN 10346
EN	S350GD	Europa	Häufig in Automobilanwendungen verwendet
ASTM	A653	USA	Ähnliche Eigenschaften, aber unterschiedliche Beschichtungsspezifikationen
JIS	G3302	Japan	Kleinere zusammensetzungsbedingte Unterschiede zu beachten

Die obige Tabelle hebt die verschiedenen Standards und Äquivalente für S350GD-Stahl hervor. Während diese Grades als äquivalent betrachtet werden können, können subtile Unterschiede in der Zusammensetzung und den Beschichtungsprozessen deren Leistung in spezifischen Anwendungen beeinflussen. Beispielsweise kann ASTM A653 unterschiedliche Anforderungen an die Beschichtungsdicke haben, was die Korrosionsbeständigkeit beeinflussen kann.

Wichtige Eigenschaften

Chemische Zusammensetzung

Element (Symbol und Name)	Prozentsatzbereich (%)
Fe (Eisen)	Balance
C (Kohlenstoff)	0,06 - 0,12
Zn (Zink)	0,5 - 1,5
Mn (Mangan)	0,3 - 0,8
P (Phosphor)	≤ 0,04
S (Schwefel)	≤ 0,03

Die Hauptlegierungselemente im S350GD-Stahl spielen entscheidende Rollen:
- Zink (Zn): Bietet Korrosionsbeständigkeit durch Verzinkung.
- Kohlenstoff (C): Erhöht die Festigkeit, muss jedoch niedrig gehalten werden, um die Zähigkeit zu erhalten.
- Mangan (Mn): Verbessert die Härtbarkeit und Festigkeit.

Mechanische Eigenschaften

Eigenschaft	Zustand/Temperatur	Typischer Wert/Bereich (metrisch)	Typischer Wert/Bereich (imperial)	Referenzstandard für Prüfmethoden
Streckgrenze (0,2% Stufenversatz)	Feuerverzinkt	350 MPa	50,8 ksi	ASTM E8
Zugfestigkeit	Feuerverzinkt	450 MPa	65,3 ksi	ASTM E8
Elongation	Feuerverzinkt	22%	22%	ASTM E8
Härte (Brinell)	Feuerverzinkt	120 HB	120 HB	ASTM E10
Schlagfestigkeit	-	27 J (bei -20 °C)	20 ft-lbf (bei -4 °F)	ASTM E23

Die mechanischen Eigenschaften von S350GD-Stahl machen ihn für strukturelle Anwendungen geeignet, bei denen Festigkeit und Zähigkeit entscheidend sind. Seine Streckgrenze von 350 MPa gewährleistet, dass er erheblichen Lasten standhalten kann, während sein Prozentsatz an Elongation auf eine gute Formbarkeit hinweist.

Physikalische Eigenschaften

Eigenschaft	Zustand/Temperatur	Wert (metrisch)	Wert (imperial)
Dichte	-	7,85 g/cm³	0,284 lb/in³
Schmelzpunkt	-	1425 - 1540 °C	2600 - 2800 °F
Wärmeleitfähigkeit	20 °C	50 W/m·K	34,5 BTU·in/(hr·ft²·°F)
Spezifische Wärmekapazität	-	0,46 kJ/kg·K	0,11 BTU/lb·°F
Elektrischer Widerstand	-	0,0000017 Ω·m	0,0000017 Ω·in

Die Dichte und der Schmelzpunkt des S350GD-Stahls zeigen seine Eignung für Hochtemperatureinsätze. Die Wärmeleitfähigkeit und die spezifische Wärmekapazität deuten darauf hin, dass er Wärme effektiv abführen kann, was in Automobilanwendungen vorteilhaft ist.

Korrosionsbeständigkeit

Korrosives Agens	Koncentration (%)	Temperatur (°C)	Widerstandsbewertung	Hinweise
Chloride	3%	25 °C	Schlecht	Risiko von Lochkorrosion
Schwefelsäure	10%	20 °C	Schlecht	Nicht empfohlen
Natriumhydroxid	5%	25 °C	Gut	Begrenzte Exposition akzeptabel

S350GD-Stahl zeigt eine gute Beständigkeit gegen atmosphärische Korrosion und eine mäßige Beständigkeit gegen Chloride. Er ist jedoch anfällig für Korrosion in sauren Umgebungen, was zu einer schnellen Zersetzung führen kann. Im Vergleich zu anderen Graden wie S235 und S355 bietet S350GD aufgrund seiner Verzinkung eine überlegene Korrosionsbeständigkeit, was ihn zur bevorzugten Wahl in feuchten und korrosiven Umgebungen macht.

Hitzebeständigkeit

Eigenschaft/Grenzwert	Temperatur (°C)	Temperatur (°F)	Bemerkungen
Maximale Dauerbetriebstemperatur	200 °C	392 °F	Über diesem Punkt können die Eigenschaften abnehmen
Maximale intermittierende Betriebstemperatur	250 °C	482 °F	Kurzzeitige Exposition akzeptabel
Skalierungstemperatur	300 °C	572 °F	Risiko von Oxidation steigt

Bei erhöhten Temperaturen behält S350GD-Stahl bis zu einem bestimmten Limit seine mechanischen Eigenschaften. Jenseits von 200 °C erhöht sich das Risiko für Oxidation und Festigkeitsverlust, was ihn ohne spezielle Maßnahmen für Hochtemperatureinsätze ungeeignet macht.

Bearbeitungseigenschaften

Schweißbarkeit

Schweißprozess	Empfohlene Füllmetall (AWS-Klassifikation)	Typisches Schutzgas/Flussmittel	Hinweise
MIG	ER70S-6	Argon/CO2	Gut für dünne Abschnitte
TIG	ER70S-2	Argon	Vorwärmen erforderlich für dickere Abschnitte

S350GD-Stahl wird allgemein als schweißbar angesehen, jedoch muss darauf geachtet werden, Probleme wie durch Wasserstoff verursachte Risse zu vermeiden. Vorwärmen kann für dickere Abschnitte erforderlich sein, um eine ordnungsgemäße Fusion sicherzustellen und Restspannungen zu minimieren.

Bearbeitbarkeit

Bearbeitungsparameter	S350GD	AISI 1212	Hinweise/Tipps
Relativer Bearbeitungsindex	60	100	Moderate Bearbeitbarkeit
Typische Schnittgeschwindigkeit (Drehen)	90 m/min	150 m/min	Verwenden Sie scharfe Werkzeuge für beste Ergebnisse

S350GD zeigt eine moderate Bearbeitbarkeit, die durch geeignete Werkzeuge und Schnittbedingungen verbessert werden kann. Es ist wichtig, scharfe Werkzeuge und geeignete Schnittgeschwindigkeiten zu verwenden, um optimale Ergebnisse zu erzielen.

Formbarkeit

S350GD-Stahl eignet sich gut für sowohl Kalt- als auch Warmumformungsverfahren. Sein niedriger Kohlenstoffgehalt erlaubt bedeutende Verformungen ohne Risse, was ihn ideal für Anwendungen macht, die komplexe Formen erfordern. Der empfohlene Biegeradius beträgt typischerweise das Dreifache der Materialdicke, um Risse während der Umformung zu vermeiden.

Wärmebehandlung

Behandlungsprozess	Temperaturbereich (°C)	Typische Haltezeit	Kühlmethode	Hauptzweck / Erwünschtes Ergebnis
Glühen	600 - 700	1 - 2 Stunden	Luft	Verbesserung der Zähigkeit und Reduzierung der Härte
Normalisieren	850 - 900	1 - 2 Stunden	Luft	Verfeinerung der Korngröße

Wärmebehandlungsverfahren wie Glühen und Normalisieren können die Mikrostruktur von S350GD-Stahl erheblich verändern, wodurch seine Zähigkeit verbessert und Restspannungen reduziert werden. Diese Behandlungen sind entscheidend für Anwendungen, die eine verbesserte Formbarkeit erfordern.

Typische Anwendungen und Endverwendungen

Branche/Sektor	Beispiel für spezifische Anwendung	Schlüsseleigenschaften des Stahls, die in dieser Anwendung genutzt werden	Auswahlgrund (kurz)
Automobil	Karosserieteile	Hohe Festigkeit, gute Formbarkeit	Leicht und langlebig
Bau	Strukturelle Komponenten	Korrosionsbeständigkeit, Schweißbarkeit	Langlebige Leistung
Geräte	Waschmaschinen	Gute Bearbeitbarkeit, ästhetische Oberfläche	Kostenwirksam und zuverlässig

• Automobil: Verwendet für Karosserieteile und strukturelle Komponenten aufgrund seiner Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit.
• Bau: Ideal für strukturelle Anwendungen, bei denen Haltbarkeit entscheidend ist.
• Geräte: Häufig bei der Herstellung von Waschmaschinen und anderen Haushaltsgeräten eingesetzt.

S350GD wird für diese Anwendungen aufgrund seines ausgezeichneten Gleichgewichts zwischen mechanischen Eigenschaften, Korrosionsbeständigkeit und Kostenwirksamkeit gewählt.

Wichtige Überlegungen, Auswahlkriterien und weitere Einblicke

Merkmal/Eigenschaft	S350GD	S235	S355	Kurze Pro-/Contra- oder Trade-off-Anmerkung
Streckgrenze	350 MPa	235 MPa	355 MPa	Höhere Festigkeit in S355
Korrosionsbeständigkeit	Gut	Schlecht	Schlecht	Überlegen aufgrund der Verzinkung
Schweißbarkeit	Gut	Ausgezeichnet	Gut	S235 hat eine bessere Schweißbarkeit
Bearbeitbarkeit	Moderat	Gut	Moderat	S235 ist leichter zu bearbeiten
Formbarkeit	Gut	Ausgezeichnet	Gut	S235 bietet eine bessere Formbarkeit
Ungefährer relativer Preis	Moderat	Niedrig	Hoch	S350GD ist kosteneffektiv
Typische Verfügbarkeit	Allgemein	Sehr allgemein	Allgemein	S235 ist weit verbreitet erhältlich

Bei der Auswahl von S350GD-Stahl sind Überlegungen zu seinen mechanischen Eigenschaften, der Korrosionsbeständigkeit und der Kostenwirksamkeit wichtig. Während S235 eine bessere Schweißbarkeit und Formbarkeit bietet, sorgt die Verzinkung von S350GD für eine überlegene Korrosionsbeständigkeit, die ihn zur bevorzugten Wahl für viele Anwendungen macht. Darüber hinaus machen seine moderaten Kosten und die Verfügbarkeit ihn zu einer attraktiven Option für die Hersteller.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass S350GD-Stahl ein vielseitiges Material ist, das Festigkeit, Zähigkeit und Korrosionsbeständigkeit ausbalanciert, was ihn für eine breite Palette von Anwendungen in der Automobil-, Bau- und Geräteindustrie geeignet macht. Seine einzigartigen Eigenschaften und Kostenwirksamkeit positionieren ihn günstig auf dem Markt und sichern seine fortdauernde Bedeutung in der modernen Technik.