St 44 Stahl: Eigenschaften und wichtige Anwendungen

St 44 Stahl, auch bekannt als S275JR im europäischen Standard, ist eine Stahlgüte, die in die Kategorie der niedrigen Kohlenstoff-Stahlgüten fällt. Diese Güte wird hauptsächlich in Bau- und Ingenieuranwendungen aufgrund ihrer hervorragenden Schweißbarkeit, Zerspanbarkeit und mechanischen Eigenschaften verwendet. St 44 Stahl zeichnet sich durch seine ausgewogene Zusammensetzung aus, die typischerweise Eisen als Hauptelement umfasst, mit einem kleinen Anteil an Kohlenstoff und anderen Legierungselementen, die seine Leistung verbessern.

Umfassende Übersicht

St 44 Stahl wird als niedrig-kohlenstoffhaltiger Baustahl klassifiziert, was bedeutet, dass er einen Kohlenstoffgehalt von etwa 0,2% oder weniger enthält. Die Hauptlegierungselemente in St 44 sind Mangan, das die Härte und Zugfestigkeit verbessert, und Silizium, das die Festigkeit und Deoxidation während der Stahlherstellung erhöht. Die Anwesenheit dieser Elemente trägt zur Gesamtdichtigkeit, Zähigkeit und Schweißbarkeit des Stahls bei.

Die wesentlichen Merkmale von St 44 Stahl sind:

• Gute Schweißbarkeit: Geeignet für verschiedene Schweißverfahren ohne Vorheizen.
• Hohe Festigkeit-zu-Gewicht-Verhältnis: Bietet strukturelle Integrität bei minimiertem Gewicht.
• Exzellente Zerspanbarkeit: Kann leicht in komplexe Geometrien geformt werden.

Vorteile:
- Kostenwirksam für strukturelle Anwendungen.
- Leicht in verschiedenen Formen erhältlich (Platten, Träger usw.).
- Gute Leistung in moderaten Umgebungen.

Beschränkungen:
- Begrenzte Korrosionsbeständigkeit im Vergleich zu höher legierten Stählen.
- Für Hochtemperaturanwendungen ohne Behandlung nicht geeignet.

Historisch gesehen wurde St 44 in Europa weit verbreitet im Bau und in der Fertigung verwendet, was ihn zu einer gängigen Wahl für Ingenieure und Architekten macht. Seine Marktposition bleibt aufgrund seiner Vielseitigkeit und Zuverlässigkeit in verschiedenen Anwendungen stark.

Alternative Namen, Standards und Äquivalente

Standardorganisation	Bezeichnung/Güte	Land/Region des Ursprungs	Hinweise/Anmerkungen
EN	S275JR	Europa	Nächster Entsprechung zu St 44
DIN	St 44	Deutschland	Geringfügige Zusammensetzungsunterschiede
ASTM	A36	USA	Ähnliche mechanische Eigenschaften, aber andere chemische Zusammensetzung
JIS	SS400	Japan	Vergleichbar, aber mit unterschiedlicher Streckgrenze
ISO	S275	International	Allgemeines Äquivalent mit ähnlichen Anwendungen

Die Unterschiede zwischen diesen entsprechenden Güten können die Leistung in spezifischen Anwendungen beeinflussen. Zum Beispiel, während A36 Stahl in der Festigkeit ähnlich ist, kann sein höherer Kohlenstoffgehalt zu einer reduzierten Duktilität im Vergleich zu St 44 führen.

Schlüsseleigenschaften

Chemische Zusammensetzung

Element (Symbol und Name)	Prozentsatzbereich (%)
C (Kohlenstoff)	0,12 - 0,20
Mn (Mangan)	0,60 - 0,90
Si (Silizium)	0,10 - 0,40
P (Phosphor)	≤ 0,045
S (Schwefel)	≤ 0,045
Fe (Eisen)	Rest

Die Hauptrolle der wichtigsten Legierungselemente im St 44 Stahl umfasst:
- Kohlenstoff: Erhöht Festigkeit und Härte, kann jedoch die Duktilität verringern.
- Mangan: Verbessert die Härtbarkeit und Zugfestigkeit, trägt zur Gesamtzähigkeit des Stahls bei.
- Silizium: Dient als Deoxidationsmittel während der Stahlproduktion und verbessert die Festigkeit.

Mechanische Eigenschaften

Eigenschaft	Zustand/Temperatur	Prüftemperatur	Typischer Wert/Bereich (metrisch)	Typischer Wert/Bereich (imperial)	Referenzstandard für Prüfmethoden
Fließgrenze (0,2% Offset)	Warmgewalzt	Raumtemperatur	275 - 355 MPa	40 - 51 ksi	EN 10002-1
Zugfestigkeit	Warmgewalzt	Raumtemperatur	430 - 550 MPa	62 - 80 ksi	EN 10002-1
Dehnung	Warmgewalzt	Raumtemperatur	≥ 20%	≥ 20%	EN 10002-1
Wegfall der Querschnittsfläche	Warmgewalzt	Raumtemperatur	≥ 50%	≥ 50%	EN 10002-1
Härte (Brinell)	Warmgewalzt	Raumtemperatur	≤ 170 HB	≤ 170 HB	EN 10003-1
Schlagfestigkeit (Charpy)	Warmgewalzt	-20°C (-4°F)	≥ 27 J	≥ 20 ft-lbf	EN 10045-1

Die Kombination dieser mechanischen Eigenschaften macht St 44 Stahl geeignet für verschiedene strukturelle Anwendungen, insbesondere dort, wo moderate Festigkeit und gute Duktilität erforderlich sind. Seine Fließgrenze erlaubt es ihm, erheblichen Lasten standzuhalten, während seine Dehnung und der Wegfall der Querschnittsfläche auf eine gute Duktilität hindeuten, was ihn ideal für Umformprozesse macht.

Physikalische Eigenschaften

Eigenschaft	Zustand/Temperatur	Wert (metrisch)	Wert (imperial)
Dichte	Raumtemperatur	7850 kg/m³	0.284 lb/in³
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
Elektrische Widerstandsfähigkeit	Raumtemperatur	0.0000017 Ω·m	0.0000017 Ω·in
Thermischer Ausdehnungskoeffizient	Raumtemperatur	11.0 x 10⁻⁶ /K	6.1 x 10⁻⁶ /°F

Wichtige physikalische Eigenschaften wie Dichte und Wärmeleitfähigkeit sind entscheidend für Anwendungen, bei denen Gewicht und Wärmeübertragung kritisch sind. Die relativ hohe Dichte von St 44 Stahl trägt zu seiner Festigkeit bei, während seine Wärmeleitfähigkeit für strukturelle Anwendungen, bei denen Wärmedissipation erforderlich ist, ausreichend ist.

Korrosionsbeständigkeit

Korrsives Medium	Konzentration (%)	Temperatur (°C)	Beständigkeitsbewertung	Hinweise
Atmosphärisch	Variiert	Umgebung	Ausreichend	Empfindlich gegenüber Rost
Chloride	Variiert	Umgebung	Schlecht	Risiko von Lochkorrosion
Säuren	Variiert	Umgebung	Schlecht	Nicht empfohlen
Alkalien	Variiert	Umgebung	Ausreichend	Moderat resistent
Organische Lösungsmittel	Variiert	Umgebung	Gut	Allgemein widerstandsfähig

St 44 Stahl zeigt eine moderate Korrosionsbeständigkeit, insbesondere unter atmosphärischen Bedingungen. Er ist jedoch anfällig für Rost- und Lochkorrosion in Chlorid-Umgebungen, was ihn ohne Schutzbeschichtungen weniger geeignet für maritime Anwendungen macht. Im Vergleich zu rostfreien Stählen wie AISI 304, die hervorragende Korrosionsbeständigkeit bieten, ist St 44 in korrosiven Umgebungen weniger vorteilhaft.

Hitzebeständigkeit

Eigenschaft/Grenze	Temperatur (°C)	Temperatur (°F)	Bemerkungen
Maximale kontinuierliche Betriebstemperatur	400 °C	752 °F	Geeignet für moderate Hitze
Maximale intermittierende Betriebstemperatur	500 °C	932 °F	Nur kurzfristige Exposition
Skalierungstemperatur	600 °C	1112 °F	Risikobehaftet für Oxidation

Bei erhöhten Temperaturen behält St 44 Stahl seine mechanischen Eigenschaften bis zu einem bestimmten Limit bei. Über seine maximale kontinuierliche Betriebstemperatur hinaus kann das Material beginnen, an Festigkeit zu verlieren und Oxidation zu erleiden, was die strukturelle Integrität gefährden kann. Daher ist es wichtig, diese Grenzen in Anwendungen, die Wärmeexposition umfassen, zu berücksichtigen.

Bearbeitungseigenschaften

Schweißbarkeit

Schweißverfahren	Empfohlener Zusatzwerkstoff (AWS-Klassifikation)	Typisches Schutzgas/Flussmittel	Hinweise
MIG	ER70S-6	Argon + CO₂	Gut für dünne Abschnitte
TIG	ER70S-2	Argon	Ausgezeichnet für Präzision
Elektroden	E7018	N/A	Geeignet für Arbeiten im Freien

St 44 Stahl ist gut schweißbar, was ihn für verschiedene Schweißverfahren geeignet macht. Vorheizen ist in der Regel nicht erforderlich, aber eine Wärmebehandlung nach dem Schweißen kann vorteilhaft sein, um Spannungen abzubauen. Häufige Mängel sind Risse und Porosität, die mit der richtigen Technik minimiert werden können.

Zerspanbarkeit

Zerspanungsparameter	St 44 Stahl	AISI 1212	Hinweise/Tipps
Relativer Zerspanungsindex	70	100	Gute Zerspanbarkeit
Typische Schnittgeschwindigkeit (Drehen)	80 m/min	120 m/min	Verwenden Sie HSS-Werkzeuge

St 44 Stahl bietet eine gute Zerspanbarkeit, die eine effiziente Bearbeitung ermöglicht. Optimale Bedingungen umfassen den Einsatz von scharfen Werkzeugen und geeigneten Schnittgeschwindigkeiten, um Werkzeugsverschleiß zu minimieren und die gewünschten Oberflächenveredelungen zu erreichen.

Formbarkeit

St 44 Stahl zeigt eine ausgezeichnete Formbarkeit, die kalte und heiße Umformprozesse ermöglicht. Er kann leicht gebogen, gewalzt und in verschiedene Konfigurationen geformt werden. Die Duktilität des Materials ermöglicht, dass es signifikante Deformationen ohne Rissbildung aushält, was es für komplexe Formen geeignet macht.

Wärmebehandlung

Behandlungsprozess	Temperaturbereich (°C/°F)	Typische Haltezeit	Kühlmethode	Hauptzweck / Erwartetes Ergebnis
Glühen	600 - 700 °C / 1112 - 1292 °F	1 - 2 Stunden	Luft oder Wasser	Duktilität verbessern und Härte reduzieren
Normalisieren	850 - 900 °C / 1562 - 1652 °F	1 - 2 Stunden	Luft	Korngliederung verfeinern
Abschrecken	800 - 850 °C / 1472 - 1562 °F	30 Minuten	Wasser oder Öl	Härte erhöhen

Wärmebehandlungsprozesse wie Glühen und Normalisieren können die Mikrostruktur von St 44 Stahl erheblich verändern und seine mechanischen Eigenschaften verbessern. Glühen verbessert die Duktilität, während Normalisieren die Korngröße verfeinert und zu einer verbesserten Zähigkeit führt.

Typische Anwendungen und Endverwendungen

Branche/Sektor	Konkretes Anwendungsbeispiel	Wichtige Stahleigenschaften, die in dieser Anwendung genutzt werden	Grund für die Auswahl
Bau	Strukturelle Träger	Hohe Streckgrenze, gute Schweißbarkeit	Wesentlich für tragende Strukturen
Automobil	Chassiskomponenten	Exzellente Zerspanbarkeit, Formbarkeit	Leichte und starke Komponenten
Fertigung	Maschinenrahmen	Gute Duktilität, Zähigkeit	Haltbarkeit und Zuverlässigkeit im Betrieb
Schiffsbau	Rumpfstruktur	Moderate Korrosionsbeständigkeit, Schweißbarkeit	Kostenwirksames und starkes Material

Weitere Anwendungen umfassen:
- Brücken und Überführungen
- Industrielle Ausrüstung
- Lagertanks

St 44 Stahl wird für diese Anwendungen aufgrund seiner Balance zwischen Stärke, Duktilität und Kostenwirksamkeit ausgewählt, wodurch er eine vielseitige Option für verschiedene strukturelle Anforderungen darstellt.

Wichtige Überlegungen, Auswahlkriterien und weitere Einblicke

Merkmal/Eigenschaft	St 44 Stahl	A36 Stahl	S235 Stahl	Kurze Pro/Contra- oder Abwägungsnotiz
Wichtige mechanische Eigenschaft	Streckgrenze: 275-355 MPa	Streckgrenze: 250 MPa	Streckgrenze: 235 MPa	St 44 bietet höhere Festigkeit als A36 und S235
Wichtiger Korrosionsaspekt	Ausreichende Beständigkeit	Schlechte Beständigkeit	Ausreichende Beständigkeit	St 44 eignet sich besser für moderate Umgebungen
Schweißbarkeit	Ausgezeichnet	Gut	Gut	Alle Güten sind schweißbar, aber St 44 hat einen Vorteil
Zerspanbarkeit	Gut	Ausreichend	Gut	St 44 ist leichter zu zerspanen als A36
Formbarkeit	Ausgezeichnet	Gut	Gut	St 44 bietet überlegene Formbarkeit
Ungefährer relativer Preis	Moderat	Niedrig	Moderat	Kostenwirksam für strukturelle Anwendungen
Typische Verfügbarkeit	Hoch	Sehr hoch	Hoch	Alle Güten sind weit verbreitet verfügbar

Bei der Auswahl von St 44 Stahl sind Überlegungen zu seinen mechanischen Eigenschaften, Verfügbarkeit und Kostenwirksamkeit zu treffen. Er ist besonders geeignet für strukturelle Anwendungen, bei denen moderate Stärke und gute Duktilität erforderlich sind. Seine Schweißbarkeit und Zerspanbarkeit erhöhen zusätzlich seine Attraktivität in verschiedenen ingenieurtechnischen Kontexten.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass St 44 Stahl eine zuverlässige Wahl für strukturelle Anwendungen bleibt, da er Leistung und Kosten in Einklang bringt und somit ein wesentlicher Bestandteil der Ingenieur- und Bauindustrie ist.