Weichstahl vs. Kohlenstoffstahl: Ein detaillierter Vergleich 

Obwohl Weichstahl eine Kohlenstoffstahlart ist, weisen beide Werkstoffe einige wesentliche Unterschiede auf. Die Untersuchung dieser Unterschiede hilft Ihnen bei der Auswahl des richtigen Stahls für Ihre Fertigung oder Ihr Produktdesign. Im heutigen Artikel finden Sie einen umfassenden Vergleich zwischen Weichstahl und Kohlenstoffstahl.

Abbildung 1: Weichstahl vs. Kohlenstoffstahl

Kohlenstoffstahl: Ein Überblick 

Wie der Name schon sagt, ist Kohlenstoff ein dominierendes Element in Kohlenstoffstahl. Er enthält etwa 0,05 bis 2,1% Kohlenstoff nach Gewicht. 

Die Eigenschaften von Kohlenstoffstahl werden maßgeblich vom Kohlenstoffanteil beeinflusst. So nehmen beispielsweise Festigkeit, Sprödigkeit und Härte des Stahls mit steigendem Kohlenstoffgehalt zu. 

Der Kohlenstoffstahl kann je nach Kohlenstoffgehalt in vier Kategorien unterteilt werden. Wie zum Beispiel:

• Kohlenstoffarmer Stahl/Weichstahl: Bis zu 0,30% Kohlenstoff 
• Mittelkohlenstoffstahl: 0,30% bis 0,60% Kohlenstoff
• Kohlenstoffstahl: 0,60% bis 1,40% Kohlenstoff
• Ultrahochkohlenstoffstahl: Bis zu 2,1% Kohlenstoff

Abbildung 2: Kohlenstoffstahl

Weichstahl: Ein Einblick 

Wie Sie lesen, ist Weichstahl eine Art Kohlenstoffstahl. Er enthält einen sehr geringen Kohlenstoffgehalt von bis zu 0,30%. In diesem Stahl finden sich weitere Elemente wie Silizium, Schwefel, Phosphor usw. 

Weichstähle sind duktil und weniger spröde. Sie werden hauptsächlich als Bleche, Drähte und Baumaterialien verwendet.

Abbildung 3: Weichstahl

Unterschiede zwischen Kohlenstoffstahl und Weichstahl

Aufgrund der Zusammensetzung unterscheiden sich die Eigenschaften von Weichstahl und Kohlenstoffstahl geringfügig. Einige hervorzuhebende Eigenschaften sind:

1. Kohlenstoffstahl vs. Weichstahl: Materialfestigkeit

Im Festigkeitsvergleich ist Kohlenstoffstahl um ein Vielfaches fester als Weichstahl. Dies liegt daran, dass die Festigkeit mit steigendem Kohlenstoffgehalt zunimmt. Unter allen Kohlenstoffstählen liegt Weichstahl am unteren Ende der Festigkeitsskala, während ultrahochkohlenstoffreicher Stahl an der Spitze steht. 

Diese Aussage gilt auch für die Zugfestigkeit. Hier sehen Sie die Zugfestigkeitswerte verschiedener Kohlenstoffstähle,

2. Kohlenstoffstahl vs. Weichstahl: Korrosionsbeständigkeit

Ehrlich gesagt sind Stähle für ihre schlechte Korrosionsbeständigkeit bekannt. Alle Kohlenstoffstähle, einschließlich Weichstähle, neigen zum Rosten. Um diese Stähle vor Korrosion zu schützen, ist eine spezielle Oberflächenbehandlung erforderlich.

3. Kohlenstoffstahl vs. Weichstahl: Duktilität

Offenbar verringert ein höherer Kohlenstoffanteil im Stahl dessen Duktilität. Daher ist Kohlenstoffstahl mit dem niedrigsten Kohlenstoffanteil der flexibelste.

Weicher Stahl hat einen Kohlenstoffgehalt von bis zu 0,30%, was ihn duktil macht. Mittel- und hochkohlenstoffhaltiger Stahl hingegen ist spröde und neigt zur Rissbildung.

Abbildung 4: Unterschied zwischen Kohlenstoffstahl und Weichstahl

4. Kohlenstoffstahl vs. Weichstahl: Härte

Ebenso wie die Festigkeit steigt auch die Härte von Kohlenstoffstahl mit steigendem Kohlenstoffgehalt. Das bedeutet, dass der Weichstahl weniger hart ist als andere Kohlenstoffstähle. Obwohl eine hohe Härte bei Hochleistungsanwendungen unerlässlich ist, erschwert sie die Verarbeitung der Metalle.

5. Kohlenstoffstahl vs. Weichstahl: Schweißbarkeit

Vereinfacht ausgedrückt ist Schweißbarkeit die Fähigkeit eines Metalls, geschweißt zu werden. Bei Kohlenstoffstählen verringert sich die Schweißbarkeit mit dem zusätzlichen Kohlenstoffanteil. Daher ist Weichstahl gut schweißbar. Im Gegensatz dazu benötigt man zum Schweißen von mittel- und hochkohlenstoffhaltigem Kohlenstoffstahl spezielle Maschinen. 

6. Kohlenstoffstahl vs. Weichstahl: Bearbeitbarkeit

Metalle mit guter Zerspanbarkeit lassen sich problemlos verarbeiten. Ein hoher Kohlenstoffgehalt im Stahl kann sich jedoch negativ auf die Zerspanbarkeit auswirken. 

Weichstähle haben einen niedrigen Kohlenstoffanteil und eine mittlere Härte. Daher können sie für alle Fertigungsprozesse verwendet werden. Bei mittel- und hochkohlenstoffhaltigen Stählen sind Schneid- oder Fräsvorgänge aufgrund ihrer hohen Härte jedoch energieintensiver.

Abbildung 5: Kohlenstoffreicher vs. kohlenstoffarmer Stahl

7. Kohlenstoffstahl vs. Weichstahl: Schlagfestigkeit

Weichstähle können aufgrund ihres geringen Kohlenstoffanteils mehr Energie aufnehmen, bevor sie brechen. Laut Charpy-V-Kerbschlagbiegeversuch haben diese Stähle eine Schlagzähigkeit von etwa 100 bis 150 Joule. Im Gegensatz dazu liegt die Schlagzähigkeit von Kohlenstoffstahl bei etwa 20 bis 40 Joule.

8. Kohlenstoffstahl vs. Weichstahl: Häufige Anwendungen

Mittlere Festigkeit, hohe Schlagzähigkeit und gute Formbarkeit machen den Weichstahl ideal für die Herstellung von Fahrzeugkarosserien und Haushaltsanwendungen. 

Im Gegensatz dazu wird mittelharter Stahl hauptsächlich zur Herstellung von Eisenbahnschienengetrieben und hochfesten Strukturkomponenten verwendet. Darüber hinaus findet hochharter Stahl breite Anwendung in der Schneidewerkzeug- und Industrieteilefertigung.

9. Kohlenstoffstahl vs. Weichstahl: Preis

Der Marktpreis von Stahl hängt von mehreren Parametern ab, z. B. Verfügbarkeit, Mehrwert, Anwendungen usw. Unter Berücksichtigung aller Eigenschaften und Verwendungszwecke ist Weichstahl günstiger als andere Kohlenstoffstähle.

Abbildung 6: Unterschied zwischen Weichstahl und Kohlenstoffstahl

Letzte Worte

Obwohl Weichstahl geringe Traglasten tragen kann, ist er formbar und reißfest. Mittel- und hochkohlenstoffhaltige Stähle hingegen weisen eine ausgezeichnete Festigkeit auf. Daher werden sie vor allem als robuste Strukturbauteile eingesetzt. 

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