Unterschied zwischen Gusseisen und Kohlenstoffstahl

Hauptunterschied - Gusseisen gegen Kohlenstoffstahl

Eisen ist ein wichtiges metallisches Element. Es wird zur Herstellung vieler verschiedener nützlicher Metalllegierungen wie Stahl verwendet. Es gibt verschiedene Arten von Eisenlegierungen, einschließlich Stahl, Schmiedeeisen, Gusseisen, Anthraziteisen usw. Gusseisen besteht aus einem hohen Kohlenstoffgehalt und neigt dazu, spröde zu sein. Kohlenstoffstahl ist eine Form von Stahl, die aus Eisen und Kohlenstoff zusammen mit Spuren von einigen Elementen besteht. Der Hauptunterschied zwischen Gusseisen und Kohlenstoffstahl ist das Gusseisen enthält 2-4% Kohlenstoff, während Kohlenstoffstahl bis zu 1% Kohlenstoff enthält.

Wichtige Bereiche

1. Was ist Gusseisen?
      - Definition, Eigenschaften und unterschiedliche Formen
2. Was ist Kohlenstoffstahl?
      - Definition, Eigenschaften und unterschiedliche Formen
3. Was ist der Unterschied zwischen Gusseisen und Kohlenstoffstahl?
      - Vergleich der wichtigsten Unterschiede

Schlüsselbegriffe: Legierung, Kohlenstoffstahl, Gusseisen, kohlenstoffhaltiger Stahl, Eisen, kohlenstoffarmer Stahl, Flussstahl, Stahl

Was ist Gusseisen?

Gusseisen ist eine harte, relativ spröde Legierung aus Eisen und Kohlenstoff, die leicht in eine Form gegossen werden kann. Es enthält einen höheren Kohlenstoffanteil als Stahl. Gusseisen ist eine Metalllegierung. Der Kohlenstoffgehalt dieser Legierung beträgt 2-4%. Gusseisen hat eine relativ niedrige Schmelztemperatur als andere Eisenlegierungen.

Gusseisen besteht neben Kohlenstoff und Eisen auch aus Silizium, Mangan und Spuren von Schwefel und Phosphor. Sein Kohlenstoffgehalt ist hoch. Gusseisen erstarrt als heterogene Legierung. Gusseisen hat auch etwa 1-3% Silizium. Daher ist Gusseisen eigentlich eine Metalllegierung aus Eisen-Kohlenstoff-Silizium. Geschmolzenes Gusseisen ist mit Formmaterial weniger reaktiv. Gusseisen ist jedoch nicht so duktil. Daher ist es nicht zum Rollen geeignet.

Abbildung 1: Gusseisenpfannen

Es gibt wenige Arten von Gusseisen, die auf der Mikrostruktur der Legierung basieren. Sie sind,

• Grauguss
• Duktiles Gusseisen
• Temperguss
• Weißes Gusseisen

Gusseisen ist aufgrund des hohen Kohlenstoffgehalts spröder. Kohlenstoff neigt dazu, zu Karbiden zu klumpen oder Graphitplatten zu bilden, wodurch das Gusseisen unregelmäßiger und spröder wird. Daher ist Gusseisen weniger duktil. Es hat eine geringere Stärke. Gusseisen hat auch ein hohes Gewicht aufgrund des hohen Eisen-Kohlenstoff-Verhältnisses.

Was ist Kohlenstoffstahl?

Kohlenstoffstahl besteht aus Eisen und Kohlenstoff. Legierungselemente sind in Spuren vorhanden. Einige dieser Elemente sind Silizium, Mangan, Schwefel und Phosphor. Kohlenstoffstahl ist ebenfalls in drei Gruppen unterteilt.

• Milder Kohlenstoffstahl - Kohlenstoffgehalt bis 0,3%
• Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt - Kohlenstoffgehalt bis 0,3-0,6%
• Kohlenstoffarmer Stahl - Kohlenstoffgehalt bis zu 1%

Abbildung 2: Kohlenstoffstahl wird als Baumaterial verwendet

Baustahl hat mehr Eisen als Kohlenstoff. Daher ist es in feuchten Umgebungen stark ätzend. Kohlenstoffstahl ist sehr stark und wird als Baumaterial verwendet. Aufgrund der hohen Kohlenstoffmenge, die in Kohlenstoffstahl vorhanden ist, weist es Eigenschaften wie Härte, geringere Duktilität, reduzierte Schweißbarkeit und niedrigen Schmelzpunkt auf. Kohlenstoffarmen Stahl enthalten etwa 0,04-0,30% Kohlenstoffgehalt. Je nach den gewünschten Eigenschaften werden weitere Elemente hinzugefügt, um die Qualität des Stahls zu verbessern. Diese Form ist stärker als bei Weichkohlenstoffstahl und weniger stark als bei Hartstahl. 

Im Allgemeinen ist Kohlenstoffstahl sehr duktil. Aufgrund der Anwesenheit einer geringeren Kohlenstoffmenge im Vergleich zu der in der Legierung vorhandenen Eisenmenge ist Kohlenstoffstahl weniger spröde und besitzt eine hohe Festigkeit.

Unterschied zwischen Gusseisen und Kohlenstoffstahl

Definition

Gusseisen: Gusseisen ist eine harte, relativ spröde Legierung aus Eisen und Kohlenstoff, die leicht in eine Form gegossen werden kann und einen höheren Kohlenstoffanteil als Stahl enthält.

Kohlenstoffstahl: Kohlenstoffstahl ist ein Stahltyp mit einem hohen Kohlenstoffgehalt und geringen Mengen anderer Elemente.

Kohlenstoffgehalt

Gusseisen: Gusseisen enthält bis zu 2-4% Kohlenstoff.

Kohlenstoffstahl: Kohlenstoffstahl enthält bis zu 1% Kohlenstoff.

Stärke

Gusseisen: Gusseisen ist aufgrund der hohen Kohlenstoffmenge spröder.

Kohlenstoffstahl: Kohlenstoffstahl ist stärker als Gusseisen.

Duktilität

Gusseisen: Gusseisen ist weniger duktil.

Kohlenstoffstahl: Kohlenstoffstahl ist duktiler.

Schmelzpunkt

Gusseisen: Gusseisen hat einen relativ niedrigen Schmelzpunkt.

Kohlenstoffstahl: Kohlenstoffstahl hat einen relativ hohen Schmelzpunkt.

Andere Elemente

Gusseisen: Gusseisen besteht aus Eisen zusammen mit Kohlenstoff, Siliziummangan und Spuren von Schwefel und Phosphor.

Kohlenstoffstahl: Kohlenstoffstahl enthält hauptsächlich Eisen und Kohlenstoff. Andere Elemente können in Spuren vorhanden sein.

Fazit

Gusseisen und Kohlenstoffstahl sind Eisenlegierungen, die aus Eisen und Kohlenstoff bestehen. Sie unterscheiden sich in Abhängigkeit von der vorhandenen Kohlenstoffmenge und den anderen der Legierung zugesetzten Elementen. Der Hauptunterschied zwischen Gusseisen und Kohlenstoffstahl ist der Kohlenstoffgehalt.

Verweise:

1. „Gusseisen“. Wikipedia, Wikimedia Foundation, 25. November 2017, hier verfügbar.
2. Medien, Site by Reshift. „Die vier Stahlsorten | Metall-Supermärkte. ”Metall-Supermärkte - Stahl, Aluminium, Edelstahl, warmgewalzt, kaltgewalzt, Legierung, Kohlenstoff, verzinkt, Messing, Bronze, Kupfer, 15. September 2016, hier verfügbar.
3. „Kohlenstoffstahl gegen Gusseisen“. Cook's Illustrated, hier erhältlich.

Bildhöflichkeit:

1. „Castiron-Skillets“ von FiveRings in der Wikipedia auf Englisch - Von en.wikipedia an commons von pd_THOR., (Public Domain) über Commons Wikimedia übertragen
2. "53176" (CC0) über PEXELS