Welche chemische Zusammensetzung haben Zylindermuttern mit Sechskantkopf?

Hallo! Als Lieferant von Zylindermuttern mit Sechskantkopf werde ich oft gefragt, woraus diese kleinen Kerle bestehen. Lassen Sie uns also direkt in die chemische Zusammensetzung von Sechskant-Zylindermuttern eintauchen.

Verwendete Grundmetalle

Die meisten Zylindermuttern mit Sechskantkopf bestehen aus Metallen, und die Wahl des Metalls hängt von mehreren Faktoren ab, wie der Anwendung, der erforderlichen Festigkeit und der Korrosionsbeständigkeit.

Stahl

Stahl ist zweifellos das am häufigsten verwendete Material für Zylindermuttern mit Sechskantkopf. Es handelt sich um eine Legierung, die hauptsächlich aus Eisen (Fe) und Kohlenstoff (C) besteht. Der Kohlenstoffgehalt im Stahl kann variieren, und diese Variation wirkt sich auf seine Eigenschaften aus.

• Kohlenstoffarmer Stahl: Diese Stahlsorte enthält typischerweise weniger als 0,3 % Kohlenstoff. Es ist relativ weich und leicht zu bearbeiten, was es zu einer kostengünstigen Wahl für Allzweck-Zylindermuttern mit Sechskantkopf macht. Bei der Möbelmontage beispielsweise, wo die Muttern keinen extrem hohen Belastungen standhalten müssen, funktionieren Muttern aus kohlenstoffarmem Stahl einwandfrei.
• Mittelkohlenstoffstahl: Mit einem Kohlenstoffgehalt zwischen 0,3 % und 0,6 % ist Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt stärker als Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt. Es verfügt über eine bessere Verschleißfestigkeit und hält höheren Belastungen stand. Muttern aus Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt werden häufig in Maschinen und Automobilanwendungen verwendet.
• Kohlenstoffstahl: Mit einem Kohlenstoffgehalt von mehr als 0,6 % ist kohlenstoffreicher Stahl sehr hart und fest. Allerdings ist es auch spröder. Zylindermuttern mit Sechskantkopf aus Kohlenstoffstahl werden in Anwendungen eingesetzt, bei denen hohe Festigkeit und Härte von entscheidender Bedeutung sind, beispielsweise in schweren Baumaschinen.

Stahl kann neben Eisen und Kohlenstoff auch geringe Mengen anderer Elemente enthalten. Mangan (Mn) wird häufig zugesetzt, um die Festigkeit und Härtbarkeit des Stahls zu verbessern. Silizium (Si) hilft bei der Desoxidation des Stahls während des Herstellungsprozesses. Phosphor (P) und Schwefel (S) gelten üblicherweise als Verunreinigungen und ihre Gehalte werden niedrig gehalten, da sie die Duktilität und Zähigkeit des Stahls verringern können.

Edelstahl

Edelstahl ist eine weitere beliebte Wahl für Zylindermuttern mit Sechskantkopf, insbesondere wenn Korrosionsbeständigkeit ein Muss ist. Edelstahl enthält mindestens 10,5 % Chrom (Cr). Chrom bildet auf der Oberfläche des Stahls eine dünne, passive Oxidschicht, die ihn vor Rost und Korrosion schützt.

• Austenitischer Edelstahl: Dies ist die am häufigsten für Muttern verwendete Edelstahlsorte. Es enthält neben Chrom auch Nickel (Ni). Austenitischer Edelstahl ist nicht magnetisch, hat eine gute Formbarkeit und eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit. Muttern aus austenitischem Edelstahl werden häufig in Schiffsanwendungen, Geräten für die Lebensmittelverarbeitung und architektonischen Strukturen verwendet. In einem Küstengebäude beispielsweise rosten Zylindermuttern mit Sechskantkopf aus austenitischem Edelstahl nicht, selbst wenn sie Salzwasser und feuchter Luft ausgesetzt sind.
• Ferritischer Edelstahl: Ferritischer Edelstahl hat im Vergleich zu austenitischem Edelstahl einen geringeren Nickelgehalt. Es ist magnetisch und weist eine gute Beständigkeit gegen Spannungs- und Korrosionsrisse auf. Muttern aus ferritischem Edelstahl werden in Anwendungen verwendet, bei denen die Kosten eine Rolle spielen und eine mäßige Korrosionsbeständigkeit erforderlich ist, beispielsweise in einigen Abgassystemen von Kraftfahrzeugen.
• Martensitischer Edelstahl: Martensitischer rostfreier Stahl ist hart und fest, weist jedoch im Vergleich zu austenitischen und ferritischen rostfreien Stählen eine relativ geringere Korrosionsbeständigkeit auf. Es wird häufig in Anwendungen eingesetzt, bei denen hohe Festigkeit und Verschleißfestigkeit erforderlich sind, beispielsweise bei einigen Schneidwerkzeugen und bestimmten mechanischen Komponenten.

Messing

Messing ist eine Legierung aus Kupfer (Cu) und Zink (Zn). Der Anteil an Kupfer und Zink kann variieren, wodurch Messing unterschiedliche Eigenschaften erhält.

• Gelbes Messing: Diese Art von Messing enthält etwa 67 % Kupfer und 33 % Zink. Es verfügt über eine gute Korrosionsbeständigkeit, ist leicht zu bearbeiten und hat eine attraktive goldgelbe Farbe. Sechskant-Zylindermuttern aus gelbem Messing werden häufig in dekorativen Anwendungen verwendet, beispielsweise in Möbeln und Beleuchtungskörpern.
• Rotmessing: Rotguss hat einen höheren Kupfergehalt, normalerweise etwa 85 % Kupfer und 15 % Zink. Es ist korrosionsbeständiger als Gelbmessing und hat eine bessere Wärmeleitfähigkeit. Muttern aus Rotguss finden sich in Sanitäranwendungen und einigen elektrischen Geräten.

Oberflächenbehandlungen und ihre Chemikalien

Manchmal werden Zylindermuttern mit Sechskantkopf einer Oberflächenbehandlung unterzogen, um ihre Eigenschaften zu verbessern.

Verzinken

Beim Verzinken wird eine Zinkschicht auf die Oberfläche der Mutter aufgetragen. Dadurch ist ein hervorragender Korrosionsschutz gegeben. Die Zinkschicht fungiert als Opferanode, d. h. sie korrodiert vor dem darunter liegenden Metall. Das Zink reagiert mit Sauerstoff und Feuchtigkeit in der Luft und bildet Zinkoxid (ZnO) und Zinkhydroxid (Zn(OH)₂), die weiter mit Kohlendioxid in der Luft reagieren und eine Schutzschicht aus Zinkcarbonat (ZnCO₃) bilden. Verzinkte Muttern werden häufig im Außenbereich verwendet, beispielsweise bei Zäunen und im Bauwesen.

Schwarze Oxidbeschichtung

Bei der Schwarzoxidbeschichtung handelt es sich um eine chemische Umwandlungsbeschichtung, die eine dünne Schicht aus Eisenoxid (Fe₃O₄) auf der Oberfläche von Stahlmuttern bildet. Diese Beschichtung verleiht den Muttern nicht nur ein schwarzes, ästhetisch ansprechendes Aussehen, sondern sorgt auch für eine gewisse Korrosionsbeständigkeit und reduziert die Lichtreflexion. Schwarzoxidbeschichtete Muttern werden häufig in Militär- und Luft- und Raumfahrtanwendungen sowie in einigen High-End-Maschinen verwendet.

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Referenzen

• ASM-Handbuch Band 1: Eigenschaften und Auswahl: Eisen, Stähle und Hochleistungslegierungen
• Metals Handbook Desk Edition, dritte Auflage
• Grundlagen der Korrosion: Eine Einführung von Mars G. Fontana