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Stahlschmiede virtuell

Ein Stahl für alle Fälle

Schwert, Schraubenschlüssel, Bratpfanne - Stahl ist nicht gleich Stahl. Eisen- und Stahlsorten haben sehr verschiedene Eigenschaften. Der Kohlenstoffgehalt und die Art der Legierung bestimmen, ob ein Stahl hart, zäh, verformbar, verschleißfest, elastisch oder rostfrei ist. Welcher Stahl für ein Produkt der richtige ist, lässt sich mit dem virtuellen Stahllabor ermitteln.

Virtuelle Stahlschmiede starten

In diesem Beispiel hat man sich für die Produktion einer Bratpfanne entschieden. Gewählt wurde ein Stahl mit einem Kohlenstoffgehalt von mehr als 4%. Der Spezialtest ergibt, dass diese Gusseisenpfanne ihre Funktion optimal erfüllt. Allerdings muss man diese Pfannen nach dem Abwasch gut abtrocknen, da Gusseisen nicht rostfrei ist.

Hereinspaziert in die virtuelle Stahlschmiede!

Detailaufnahme der virtuellen Stahlschmiede: Stahlfeder

Der elastische Federstahl besteht aus folgenden Komponenten: 97% Eisen, 0.8% Kohlenstoff, 1.2% Silizium und 1% Mangan.

Hier kann man Gegenstände aus unterschiedlichen Stahllegierungen herstellen und sie in Produkttests auf ihre Eignung überprüfen. Ist die Stahlsorte schlagfest, unverbiegbar und rostfrei?

1. Produkt wählen

Zunächst muss man sich für einen zu produzierenden Gegenstand entscheiden. Zur Wahl stehen Stahlträger, Schwert, Schraubenschlüssel, Bratpfanne, Heizkörper, Hammer, Stahlfeder, Spülbecken und Bohrer.

2. Kohlenstoffgehalt festlegen

In diesem Produktionsschritt muss der Kohlenstoffgehalt des Stahls festgelegt werden. Dabei sind folgende Werte möglich: weniger als 0,8%, 1,0% und mehr als 4%.

3. Legieren

Detailaufnahme der virtuellen Stahlschmiede: Wahl der Legierung

Wurde im zweiten Produktionsschritt ein Kohlenstoffgehalt von weniger als 0,8% festgelegt, so muss der Stahl nun legiert werden. Hierfür gibt es folgende Optionen: keine Legierung, Chrom-Nickel, Chrom-Vanadium, Wolfram-Molybdaen-Vanadium-Kobalt und Silizium-Mangan.

4. Produkttest

Nun kommt die Bewährungsprobe: Der fertig geschmiedete Gegenstand kann verschiedenen Produkttests unterzogen werden! So kann man die Zähigkeit, die Biegsamkeit, Rostanfälligkeit sowie die Resistenz gegenüber einer Metallsäge testen. In einem produktspezifischen Spezialtest kann die typische Funktionsweise des Gegenstands erprobt werden. Die Bewertung und der Audiokommentar liefern weiterführende Information, ob für den entsprechenden Gegenstand die optimale Stahlsorte verwendet worden ist.  

Vom Gusseisen zum Stahl

Detailaufnahme der virtuellen Stahlschmiede: ein Heizkörper aus Edelstahl

Edelstahl kann prinzipiell für die Herstellung eines Heizkörpers verwendet werden, aber das Material ist hierfür viel zu teuer!

Als "Eisen" bezeichnet man heute nur noch Roh- und Gusseisen, das mehr als zwei Prozent Kohlenstoff enthält. Stahl hat einen Kohlenstoffanteil von weniger als zwei Prozent. Und dieser kleine Unterschied macht aus einem spröden, zerbrechlichen Material ein elastisches, aber stabiles und widerstandsfähiges Material - Stahl eben. Die Eigenschaften von Edelstählen hängen davon ab, welche Legierungsbestandteile sie enthalten. Chrom und Nickel beispielsweise machen besonders zäh, hart und korrosionsbeständig. Deshalb werden sie zum Beispiel für Antriebsachsen verwendet oder für Gebrauchsgegenstände, die lange halten sollen. Durch das Schmieden und spezielle Härteverfahren werden auch heute noch Messer von höchster Qualität hergestellt.

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