Kohlenstoffarmer Stahl: Güten, Eigenschaften und Anwendungen

Kohlenstoffarmer Stahl zählt aufgrund seines günstigen Preises und seiner Vielseitigkeit zu den weltweit am häufigsten verwendeten Werkstoffen in verschiedenen Branchen. Seine besondere Kombination mechanischer Eigenschaften und seine Wirtschaftlichkeit machen ihn zu einem unverzichtbaren Werkstoff im Bauwesen, in der Automobilindustrie und im Maschinenbau. Dieser Artikel gibt einen fundierten Überblick über kohlenstoffarmen Stahl, darunter seine Güten, wichtige Merkmale und vielfältigen Anwendungen. Wer diese Eigenschaften kennt, kann als Fachkraft oder Metallbearbeitungsbegeisterter die passende Wahl für unterschiedliche Projekte treffen. Sehen wir uns die Einzelheiten dieses bemerkenswerten Werkstoffs an und erfahren, warum er in Technik und Fertigung weiterhin so beliebt ist.

Was ist kohlenstoffarmer Stahl und worin unterscheidet er sich von anderen Stahlsorten?

Kohlenstoffarmer Stahl, auch Niedrigkohlenstoffstahl genannt, ist eine Stahlkategorie mit einem Kohlenstoffgehalt von etwa 0,05–0,25 % des Gewichts. Im Vergleich zu hochkohlenstoffhaltigen oder legierten Stählen ist er aufgrund seines niedrigen Kohlenstoffgehalts duktiler, besser umformbar und leichter zu schweißen. Anders als Edelstahl enthält kohlenstoffarmer Stahl keine nennenswerten Mengen Chrom und weist daher keine Korrosionsbeständigkeit auf. In korrosiven Umgebungen sind Schutzbeschichtungen erforderlich. Seine Festigkeit, der niedrige Preis und die einfache Verarbeitung machen kohlenstoffarmen Stahl zu einem gefragten Werkstoff im Bauwesen und bei der Herstellung von Automobilteilen.

Definition von kohlenstoffarmem Stahl

Kohlenstoffarmer Stahl, auch Niedrigkohlenstoffstahl genannt, ist eine Art Kohlenstoffstahl mit einem typischen Kohlenstoffgehalt zwischen 0,05 % und 0,25 %. Dadurch ist er duktil, schweißbar und gut zerspanbar, weist jedoch eine geringere Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit als Stähle mit höherem Kohlenstoffgehalt auf.

Vergleich mit Kohlenstoffstahl und anderen Stahlsorten

Kohlenstoffstahl wird anhand von Merkmalen wie Kohlenstoffgehalt, Festigkeit, Duktilität, Korrosionsbeständigkeit und Anwendungen mit kohlenstoffarmem Stahl, Edelstahl, legiertem Stahl und Werkzeugstahl verglichen.

Parameter	Kohlenstoffstahl	Kohlenstoffarmer Stahl	Edelstahl	Legierter Stahl	Werkzeugstahl
Kohlenstoffgehalt	0.05-2.1%	0.05-0.25%	<1.2%	Variiert	Hoch
Festigkeit	Hoch	Mittel	Mittel	Hoch	Sehr hoch
Duktilität	Niedrig bis mittel	Hoch	Mittel	Mittel	Niedrig
Korrosionsbeständigkeit.	Niedrig	Niedrig	Hoch	Mittel	Niedrig
Anwendungen	Konstruktionen, Werkzeuge	Bauwesen	Medizin, Lebensmittel	Industrie	Schneidwerkzeuge

Anwendungen und Vorteile von kohlenstoffarmem Stahl

Anwendungen

• Bauwesen: Tragkonstruktionen wie Träger und Stützen.
• Automobilindustrie: Karosseriebleche und Fahrwerkskomponenten.
• Herstellung von Maschinen und Anlagen.
• Fertigung von Rohrleitungen und Lagertanks.
• Herstellung von Haushaltsgeräten wie Kühlschränken und Waschmaschinen.
• Landwirtschaftliche Geräte wie Pflüge und Traktoren.
• Schiffbau für den Bau von Schiffsrümpfen.

Vorteile

• Die ausgezeichnete Schweißbarkeit erleichtert die Fertigung und das Fügen.
• Dank seiner hohen Duktilität kann der Werkstoff vor dem Versagen erhebliche Verformungen aufnehmen.
• Der günstige Preis macht den Werkstoff bei Anwendungen in großem Maßstab wirtschaftlich.
• In verschiedenen Formen und Größen erhältlich, um unterschiedliche Anforderungen zu erfüllen.
• Ausreichende Zugfestigkeit für die Aufnahme erheblicher Lasten.
• Gut recycelbar und damit ein Beitrag zur ökologischen Nachhaltigkeit.

Eigenschaften von kohlenstoffarmem Stahl im Überblick

Mechanische Eigenschaften im Überblick

Zu den mechanischen Eigenschaften von kohlenstoffarmem Stahl zählen Zugfestigkeit, Streckgrenze, Duktilität, Umformbarkeit, Zerspanbarkeit, Schweißbarkeit, Schlagzähigkeit und eine mittlere Härte.

Eigenschaft	Beschreibung
Zugfestigkeit	Mittel (400-550 MPa)
Streckgrenze	Niedrig (250-350 MPa)
Duktilität	Hohe Dehnbarkeit
Umformbarkeit	Leicht formbar
Zerspanbarkeit	Leicht zu schneiden und zu formen
Schweißbarkeit	Ausgezeichnet
Schlagbeanspruchung	Gute Widerstandsfähigkeit
Härte	Mittel (120-160 Brinell)

Wichtige chemische Zusammensetzung

Kohlenstoffarmer Stahl besteht hauptsächlich aus Eisen sowie Kohlenstoff (0,05 %-0,25 %), Mangan, Phosphor, Schwefel und manchmal Spuren von Elementen wie Silizium und Kupfer.

Übersichtstabelle wichtiger Parameter der chemischen Zusammensetzung

Parameter	Details
Eisen (Fe)	Basiselement
Kohlenstoff (C)	0.05%-0.25%
Mangan	0.3%-1.6%
Phosphor	≤0,04%
Schwefel (S)	≤0,05%
Silizium (Si)	≤0.6%
Kupfer (Cu)	≤0.55%

Rolle des niedrigen Kohlenstoffgehalts und seine Auswirkungen

Der niedrige Kohlenstoffgehalt in kohlenstoffarmem Stahl beeinflusst seine mechanischen Eigenschaften und die Gesamtleistung erheblich. Dadurch eignet sich der vielseitige Werkstoff für zahlreiche industrielle Anwendungen. Kohlenstoff ist ein wichtiges Legierungselement und bestimmt die Härte und Duktilität von Stahl. Mit einem Kohlenstoffgehalt zwischen 0,05 % und 0,25 % bietet kohlenstoffarmer Stahl ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Festigkeit und Umformbarkeit. Im Vergleich zu Stählen mit höherem Kohlenstoffgehalt ist er dadurch duktiler und leichter zu schweißen, zu schneiden und umzuformen.

Aktuelle Daten zu Werkstoffeigenschaften zeigen, dass ein niedriger Kohlenstoffgehalt die Zerspanbarkeit verbessert und die Sprödigkeit von kohlenstoffarmem Stahl verringert. Das ist ideal für Anwendungen im Bauwesen, etwa für Träger, Bleche und Bewehrungsstäbe. Zudem hemmt ein niedriger Kohlenstoffgehalt die Rissausbreitung bei mechanischer Beanspruchung und trägt so zur Zuverlässigkeit und Sicherheit von Tragwerkskonstruktionen bei. Der Nachteil ist die geringere Zugfestigkeit gegenüber Stählen mit höherem Kohlenstoffgehalt. Daher sind häufig Oberflächenbehandlungen oder die Legierung mit Elementen wie Mangan erforderlich, um die Festigkeit zu erhöhen und zugleich die Duktilität zu erhalten.

Welche verschiedenen Güten kohlenstoffarmen Stahls gibt es?

Überblick über gängige Stahlgüten: EN8, EN1A, EN3B

EN8, EN1A und EN3B sind gängige Stahlgüten mit jeweils spezifischen Eigenschaften und Anwendungen: EN8 ist ein Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt und guter Zugfestigkeit, EN1A ist ein Automatenstahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt und eignet sich besonders gut für die Zerspanung, und EN3B ist ein vielseitig einsetzbarer Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt, der sich zum Schweißen und Zerspanen eignet.

Die folgende Tabelle fasst die wichtigsten Merkmale zusammen:

Güte	Typ	Kohlenstoff	Festigkeit	Zerspanung	Schweißen	Anwendungen
EN8	Mittel	0.4%	Hoch	Mittel	Begrenzt	Wellen, Bolzen
EN1A	Niedrig	Niedrig	Niedrig	Ausgezeichnet	Begrenzt	CNC-Teile
EN3B	Niedrig	Niedrig	Mittel	Gut	Ausgezeichnet	Allgemeine Verwendung

Merkmale und Anwendungen der einzelnen Güten kohlenstoffarmen Stahls

Die Güten kohlenstoffarmen Stahls unterscheiden sich in Kohlenstoffgehalt und Eigenschaften. Sie kommen unter anderem im Bauwesen, in der Automobilindustrie, im Maschinenbau und bei Haushaltsanwendungen zum Einsatz.

Übersichtstabelle der Güten kohlenstoffarmen Stahls

Güte	Kohlenstoff (%)	Wichtige Eigenschaft	Typische Anwendung
1008	<0.1	Umformbarkeit	Karosserien
1010	0.08-0.13	Magnetkerne	Elektrotechnik
1015	0.13-0.18	Verschleißbeständig	Maschinenbau
1018	0.14-0.2	Aufkohlen	Zahnräder
1020	0.17-0.23	Festigkeit und Duktilität	Wellen
S275JR	0.25	Konstruktionen	Fahrzeugrahmen
S355JR	0.23	Zähigkeit	Schwere Maschinen
C22	0.18-0.23	Zerspanbarkeit	Nockenwellen
C45	0.42-0.50	Hohe Festigkeit	Achsen
EN1A	0.15	Gute Zerspanbarkeit	Schrauben
EN3B	0.16-0.24	Präzision	Maschinenteile

So wählen Sie die richtige Stahlgüte für Ihr Projekt

Bei der Wahl der passenden Güte kohlenstoffarmen Stahls für ein Projekt berücksichtige ich einige entscheidende Faktoren. Zunächst bewerte ich die mechanischen Anforderungen, etwa hinsichtlich Festigkeit, Duktilität oder Zerspanbarkeit. Für Anwendungen, die eine präzise Zerspanung oder Gewindebearbeitung erfordern, wähle ich oft Güten wie EN1A, da sie sich ausgezeichnet zerspanen lassen. Bei Bauteilen, die höheren Spannungen ausgesetzt sind oder besonders langlebig sein müssen, ist EN8 aufgrund seiner höheren Zugfestigkeit eine gute Wahl. Außerdem prüfe ich die Umgebungsbedingungen, etwa die Einwirkung von Feuchtigkeit oder korrosiven Stoffen, und ob für die gewählte Güte zusätzliche Oberflächenbehandlungen oder eine Legierung erforderlich sind. Entscheidend für ein zuverlässiges und wirtschaftliches Ergebnis ist letztlich, dass die Stahlgüte den funktionalen Anforderungen und Betriebsbedingungen des Projekts entspricht.

Wie beeinflussen Schweißbarkeit und Zerspanbarkeit die Verwendung von kohlenstoffarmem Stahl?

Schweißbarkeit und ihre Bedeutung

Bei der Auswahl von kohlenstoffarmem Stahl für verschiedene Bau- und Fertigungsprojekte ist die Schweißbarkeit ein entscheidender Faktor. Sie beschreibt, wie leicht sich ein Werkstoff schweißen lässt, ohne seine strukturelle Integrität oder Leistung zu beeinträchtigen. Aktuelle Daten zufolge ist kohlenstoffarmer Stahl aufgrund seines niedrigen Kohlenstoffgehalts von typischerweise 0,05 % bis 0,25 % sehr gut schweißbar. Die geringe Kohlenstoffkonzentration senkt das Risiko einer Aufhärtung beim Schweißen und verringert so die Gefahr von Rissen oder Verzug in den Wärmeeinflusszonen. Zudem ermöglicht das relativ gleichmäßige Gefüge von kohlenstoffarmem Stahl gleichbleibende Schweißergebnisse mit verschiedenen Verfahren, darunter Lichtbogenhandschweißen (SMAW), Metall-Schutzgasschweißen (GMAW) und Unterpulverschweißen (SAW).

Die Schweißbarkeit wirkt sich unmittelbar auf die Produktivität und die Werkstoffleistung aus. Werkstoffe mit guter Schweißbarkeit wie kohlenstoffarmer Stahl lassen sich effizient verarbeiten und benötigen seltener eine Vorbehandlung oder Wärmebehandlung nach dem Schweißen. Das spart Zeit und Kosten. Darüber hinaus ermöglicht die hohe Schweißbarkeit von kohlenstoffarmem Stahl feste und langlebige Verbindungen, die bei Anwendungen von der Automobilfertigung bis hin zu großen Infrastrukturprojekten entscheidend sind. Diese Kombination aus Vielseitigkeit, Wirtschaftlichkeit und Zuverlässigkeit macht kohlenstoffarmen Stahl zu einem der beliebtesten Werkstoffe im modernen Ingenieur- und Bauwesen.

Faktoren, die die Zerspanbarkeit von kohlenstoffarmem Stahl beeinflussen

1. Werkstoffzusammensetzung: Unterschiede im Kohlenstoffgehalt und bei Legierungselementen wie Mangan, Schwefel und Phosphor können die Zerspanbarkeit von kohlenstoffarmem Stahl erheblich beeinflussen. Ein höherer Schwefelgehalt kann beispielsweise aufgrund der Bildung von Mangansulfideinschlüssen die Zerspanbarkeit verbessern.
2. Gefüge: Korngröße und Phasenverteilung im Stahl beeinflussen das Zerspanungsverhalten. Feinkörnige Gefüge verbessern in der Regel die Zerspanbarkeit, da sie den Werkzeugverschleiß verringern und glattere Oberflächen erzeugen.
3. Wärmebehandlung: Eine Wärmebehandlung oder ihr Ausbleiben verändert Härte und Duktilität des Werkstoffs und damit auch seine Zerspanbarkeit. Geglühter kohlenstoffarmer Stahl lässt sich beispielsweise in der Regel leichter zerspanen.
4. Oberflächenzustand: Der Zustand der Oberfläche des Ausgangsmaterials, etwa ob es warm- oder kaltgewalzt wurde, beeinflusst die Werkzeugleistung und die Effizienz des Schneidvorgangs.
5. Schnittgeschwindigkeit und Vorschub: Die Parameter des Zerspanungsvorgangs, darunter die Geschwindigkeit des Schneidwerkzeugs und der Vorschub, beeinflussen unmittelbar die Abtragsrate, die Oberflächenqualität und die Standzeit des Werkzeugs.
6. Werkzeugwerkstoff und Beschichtung: Der Werkzeugwerkstoff, beispielsweise Schnellarbeitsstahl oder Hartmetall, und etwaige Spezialbeschichtungen wie Titannitrid beeinflussen maßgeblich, wie effizient das Werkzeug kohlenstoffarmen Stahl zerspant und Verschleiß widersteht.
7. Kühlmittel und Schmierung: Geeignete Kühlschmierstoffe verbessern die Wärmeabfuhr, verringern die Reibung und erhöhen die Oberflächengüte. Dadurch verbessern sie die Zerspanbarkeit.
8. Härte des Werkstücks: Härteunterschiede innerhalb eines Werkstücks aus kohlenstoffarmem Stahl, die häufig durch vorherige Verarbeitung entstehen, können zu einem uneinheitlichen Zerspanungsverhalten führen.
9. Zerspanungsumgebung: Schwingungen, Maschinensteifigkeit und Ausrichtung des Werkstücks beeinflussen unmittelbar die Präzision und die Zerspanbarkeit insgesamt.

Verfahren für eine verbesserte Zerspanung und Fertigung

Die ausgezeichnete Schweißbarkeit und Zerspanbarkeit machen kohlenstoffarmen Stahl vielseitig einsetzbar. Verfahren wie Wärmebehandlung, Oberflächenbeschichtung und Präzisionszerspanung verbessern die Fertigung und die Leistung des Werkstoffs.

Vorteile von kohlenstoffarmem Stahl im Bauwesen

Vorteile eines niedrigen Kohlenstoffgehalts In Baustahl

1. Erhöhte Duktilität: Ein niedriger Kohlenstoffgehalt verbessert die Duktilität von Baustahl. Dadurch kann er sich unter Spannung verformen, ohne zu reißen oder zu versagen.
2. Gute Schweißbarkeit: Kohlenstoffarmer Stahl ist gut schweißbar, wodurch die Gefahr von Versprödung oder Rissen an Schweißverbindungen sinkt.
3. Verbesserte Zerspanbarkeit: Werkstoffe mit niedrigerem Kohlenstoffgehalt lassen sich leichter schneiden, bohren und zerspanen, was Fertigungsprozesse effizienter macht.
4. Widerstand gegen Sprödbruch: Baustahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt neigt auch bei niedrigen Temperaturen weniger zu Sprödbruch. Das erhöht die Sicherheit bei unterschiedlichen Anwendungen.
5. Korrosionsbeständigkeit (bei geeigneter Behandlung): Die inhärente Korrosionsbeständigkeit hängt zwar von zusätzlichen Legierungselementen ab, doch kohlenstoffarmer Stahl ist mit Schutzbeschichtungen besser verträglich.
6. Wirtschaftlichkeit: Der geringere Kohlenstoffanteil vereinfacht die Fertigungsprozesse und ergibt einen wirtschaftlichen Werkstoff für Großprojekte.
7. Gleichmäßigkeit und Vorhersagbarkeit: Der niedrige Kohlenstoffgehalt sorgt für ein gleichmäßigeres Gefüge, eine zuverlässige Leistung und eine einfachere Qualitätskontrolle während der Bauausführung.

Korrosionsbeständigkeit und Duktilität im Überblick

Kohlenstoffarmer Stahl bietet Vorteile im Bauwesen: erhöhte Korrosionsbeständigkeit, hohe Duktilität, gute Schweißbarkeit und einen günstigen Preis.

Vergleichende Analyse mit Stählen mit höherem Kohlenstoffgehalt

Im Vergleich zu Stählen mit höherem Kohlenstoffgehalt bietet kohlenstoffarmer Stahl Vorteile wie bessere Verarbeitbarkeit, Korrosionsbeständigkeit, Langlebigkeit, Nachhaltigkeit und Wirtschaftlichkeit.

Die folgende Tabelle fasst die wichtigsten Punkte zusammen:

Parameter	Kohlenstoffarmer Stahl	Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt
Verarbeitbarkeit	Hoch	Niedrig
Langlebigkeit	Mittel	Hoch
Korrosion	Beständig	Weniger beständig
Kosten	Niedrig	Hoch
Nachhaltigkeit	Hoch	Mittel
Sprödigkeit	Niedrig	Hoch
Schweißbarkeit	Einfach	Schwierig
Festigkeit	Mittel	Hoch

Häufig gestellte Fragen (FAQs)

F: Welche physikalischen Eigenschaften hat kohlenstoffarmer Stahl?

A: Kohlenstoffarmer Stahl und Niedrigkohlenstoffstahl zeichnen sich durch Duktilität, Zähigkeit und Schweißbarkeit aus. Zu seinen physikalischen Eigenschaften zählen eine mittlere Zugfestigkeit, eine hohe Umformbarkeit und eine gute Schlagzähigkeit. Er lässt sich leicht zerspanen, warmwalzen oder kaltziehen, was seine Einsatzmöglichkeiten erweitert.

F: Welche chemischen Eigenschaften hat kohlenstoffarmer Stahl?

A: Kohlenstoffarmer Stahl besteht hauptsächlich aus Eisen und Kohlenstoff. Der Kohlenstoffgehalt ist mit etwa 0,25 % niedrig. Außerdem enthält er geringe Mengen Mangan, die Festigkeit und Härte erhöhen. Diese chemischen Eigenschaften machen ihn duktil, schweißbar und in vielen Bereichen vielseitig einsetzbar.

F: Worin unterscheidet sich kohlenstoffarmer Stahl von anderen Stahlsorten?

A: Anders als Stahl mit niedrigem, mittlerem oder hohem Kohlenstoffgehalt enthält kohlenstoffarmer Stahl etwa 0,25 % Kohlenstoff und wird daher als Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt eingestuft. Er wird wegen seiner hohen Duktilität und guten Schweißbarkeit bevorzugt, erreicht jedoch nicht die Zugfestigkeit und Verschleißbeständigkeit anderer Stähle.

F: Was ist EN8-Stahl und in welcher Beziehung steht er zu kohlenstoffarmem Stahl?

A: EN8-Stahl beziehungsweise EN 1.1121 wird als Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt eingestuft. Sein höherer Kohlenstoffgehalt unterscheidet ihn von kohlenstoffarmem Stahl. Er ist zugfester und härter und eignet sich daher zur Fertigung von Bauteilen, die fest und verschleißbeständig sein müssen. Zudem kann EN8-Stahl wärmebehandelt werden, um seine mechanischen Eigenschaften weiter zu verbessern.

F: Worin unterscheidet sich verzinkter kohlenstoffarmer Stahl von unverzinktem kohlenstoffarmem Stahl?

A: Verzinkter kohlenstoffarmer Stahl ist mit einer Zinkschicht überzogen, die ihn vor Korrosion schützt. Dadurch eignet er sich für den Einsatz im Freien und in industriellen Umgebungen, in denen Wasser und andere korrosive Stoffe die Stahlkonstruktion angreifen können.

F: Für welche Anwendungen wird kohlenstoffarmer Stahl üblicherweise eingesetzt?

A: Dank seiner Vielseitigkeit und seines niedrigen Preises kann kohlenstoffarmer Stahl im Bauwesen und in der Automobilindustrie eingesetzt werden. Er ist auch als Rundstahl und Automatenstahl erhältlich. Seine gute Schweißbarkeit und Umformbarkeit erweitern seine Einsatzmöglichkeiten im konstruktiven Ingenieurbau.

F: Stimmt es, dass kohlenstoffarmer Stahl leicht zu schweißen ist?

A: Kohlenstoffarmer Stahl lässt sich leicht schweißen. Da er nur wenig Kohlenstoff enthält, kann er ohne Rissgefahr geschweißt werden. Diese Stahlsorte wird im Bauwesen und in der Automobilindustrie zum Schweißen verwendet.

F: Welche Vorteile bietet kohlenstoffarmer Stahl im Bauwesen?

A: Im Bauwesen bietet kohlenstoffarmer Stahl ein hohes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht, gute Schweißbarkeit, Duktilität und Vielseitigkeit. Er kann zu unterschiedlichen Formen und Größen wie Trägern und Rundstahl verarbeitet werden und kommt beim Bau von Gebäuden, Brücken und anderen Konstruktionen zum Einsatz.

F: Für welche Anwendungen wird Rundstahl aus kohlenstoffarmem Stahl verwendet?

A: Rundstahl aus kohlenstoffarmem Stahl wird häufig in der Fertigungsindustrie und im Bauwesen verwendet. Als Ausgangsmaterial lässt er sich per CNC-Bearbeitung und Laserschneiden zu Teilen für unterschiedliche Komponenten in verschiedenen Branchen verarbeiten. Rundstahl wird in vielen Bereichen benötigt, in denen Maßgenauigkeit und Festigkeit gefragt sind.

F: Welche Rolle spielen Legierungselemente in kohlenstoffarmem Stahl?

A: Mit Legierungselementen wie Mangan lassen sich die mechanischen Eigenschaften von Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt, etwa Zugfestigkeit und Härte, weiter verbessern. Diese Elemente können die Leistung von kohlenstoffarmem Stahl für bestimmte technische Anwendungen steigern, ohne wesentliche Eigenschaften wie Duktilität und Schweißbarkeit zu verändern.

Quellen

1. Titel: Die hemmende Wirkung eines abgekochten Zitronenmelissenextrakts (Melissa officinalis) auf die Korrosion von kohlenstoffarmem Stahl in schwefelsaurer Lösung

• Autoren: P.A. Nikolaychuk et al.
•  Veröffentlichungsdatum: 1. März 2024

Wichtigste Ergebnisse:

• In dieser Studie wird das Potenzial von Zitronenmelissenextrakt als Korrosionsinhibitor für kohlenstoffarmen Stahl in einer 0.5 M Schwefelsäurelösung untersucht.
• Es wurde gezeigt, dass die Zugabe des Extrakts in einer Konzentration von 100 mg/L die Korrosionsrate um 15 % verringerte. Bei einer Konzentration von 10 g/L/ stieg die Verringerung auf 75 %.
• Die Adsorptionsisotherme der Extraktbestandteile auf der Stahloberfläche entspricht dem Langmuir-Modell, was auf einen Mechanismus der physikalischen Adsorption hindeutet.
• Die Gibbs-Energie der Adsorption wurde berechnet und lag unter -20 kJ/mol. Das bestätigt den physikalischen Charakter dieser Adsorption.

Methodik:

• Die Wirksamkeit der Korrosionshemmung wurde mithilfe elektrochemischer Verfahren und der elektrochemischen Impedanzspektroskopie (EIS) bewertet (Nikolaychuk et al., 2024).

2. Korrosionshemmung von kohlenstoffarmem Stahl in schwefelsauren Lösungen von Eriobotrya Japonica Lindl.

• Autoren: Zheng Xingwen et al.
• Veröffentlicht am: 14. Juni 2018

Wichtigste Ergebnisse:

• Der Extrakt aus den Blättern der Japanischen Wollmispel wirkt als schwacher kathodischer Inhibitor und erreicht bei einer Konzentration von 100 % V/V eine maximale Hemmwirkung von 96 %.
• Höhere Temperaturen führten zu einer geringeren Hemmwirkung.
• Die Adsorption des Extrakts entspricht bei der Korrosion von kohlenstoffarmem Stahl der Langmuir-Adsorptionsisotherme.

Vorgehensweise:

• Die Autoren untersuchten die Oberflächen der Proben mithilfe der Rasterelektronenmikroskopie (SEM), bewerteten ihr elektrochemisches Verhalten und erfassten ihren Gewichtsverlust. Anschließend ordneten sie die Proben Gruppen mit unterschiedlichen Konzentrationen von Pflanzenextrakten zu (Zheng et al., 2018).

3. Korrosionshemmung von kohlenstoffarmem Stahl in 1M HCl durch D-Glucosederivate von Dihydropyrido [2,3-d:6,5-d′] Dipyrimidin-2, 4, 6, 8(1H,3H, 5H,7H)-tetraon

• Autoren: C. Verma et al.
• Veröffentlichungsdatum: 20.03.2017

Wichtigste Erkenntnisse:

• Die Untersuchung dieser Verbindungen ergab eine gemischte Hemmungsart, überwiegend kathodischer Natur.
• Die hemmenden Verbindungen adsorbierten gemäß der Langmuir-Adsorptionsisotherme auf Oberflächen aus kohlenstoffarmem Stahl.

Vorgehensweise: 

• In dieser Studie wurden gravimetrische und elektrochemische Verfahren, Oberflächenanalysen sowie quantenchemische Berechnungen im Rahmen der Korrosionshemmung degr…….. eingesetzt (Verma et al., 2017).

4. Werkstoffübersicht • ANSI – Dieses Dokument enthält unter anderem Werkstoffnormen für EN-Klassifizierungen. 5. Ein neuer Korrosionsinhibitor und seine Erprobung an kohlenstoffarmem Stahl – Eine Untersuchung industrieller Anwendungen von kohlenstoffarmem Stahl und Korrosionsinhibitoren für kohlenstoffarmen Stahl. 6. Kohlenstoffstahl