Laserschneiden von Cortenstahl
Laserschneiden von Cortenstahl – ONLINE-PREISE angepasst
Cortenstahl
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Der Begriff
Der Begriff Corten leitet sich von der Abkürzung der Begriffe ab, die seine Haupteigenschaften, Korrosionsbeständigkeit und Zugfestigkeit, definieren. Tatsächlich ist es gerade wegen seiner hohen Korrosionsbeständigkeit und seiner hohen mechanischen Zugfestigkeit sehr erfolgreich.
Laserschneiden von Cortenstahl
HINTERGRUND
CORTEN-Stahl wurde 1933 von der United States Steel Corporation (U.S.S.) patentiert. Er wurde als niedriglegierter Stahl mit 0,2–0,5 % Kupfer, 0,5–1,5 % Chrom und 0,1–0,2 % Phosphor eingeführt. In Amerika sehr beliebt, wo es in großem Umfang eingesetzt wird, hat es inzwischen auch in Europa und anderen Ländern zahlreiche Bestätigungen gefunden. Es wird normalerweise gerade wegen seiner Besonderheiten hoch geschätzt, die Ästhetik mit Leistung verbinden. Seine Zusammensetzung hat sich im Laufe der Jahre verändert. Beispielsweise wurden 0,4 % Nickel eingeführt und Phosphor auf 0,04 % reduziert. Es wurden auch geringe Gehalte an anderen Elementen eingeführt, um die mechanische Beständigkeit zu verbessern. Die besten Corten auf dem heutigen Markt erreichen Streckgrenzen von bis zu 580 MPa.
Zu den ersten Anwendungen als Baustahl im Bauwesen zählt das Hauptquartier von John Deere and Co (Illinois) im Jahr 1964, das vom Architekten Eero Saarinen entworfen wurde.
Schützende Patina
Cortenstahl ist ein vielseitiges Material mit außergewöhnlichen strukturellen und ästhetischen Eigenschaften.
Die Haupteigenschaft von COR-TEN-Stahl besteht darin, sich selbst vor elektrochemischer Korrosion zu schützen. Möglich wird dies durch die Bildung einer kompakten passivierenden Oberflächenpatina, die aus den Oxiden ihrer Legierungselemente besteht. Die Patina verhindert die fortschreitende Ausbreitung von Korrosion und variiert im Laufe der Zeit im Farbton. Es hat normalerweise eine braune Farbe. Es besteht aus einer porösen Außenschicht und einer amorphen Innenschicht, sehr dünn und undurchlässig, reich an Kupfer, Chrom und Phosphor.
Wie es oxidiert
Normalerweise bildet sich diese Beschichtung unter Standardumgebungsbedingungen in etwa 18–36 Monaten. Seine Farbe variiert von einem anfänglichen Orange bis zu einem rotbraunen Farbton (klassische Rostfarbe). Dadurch erhält das Material eine schützende, aber gleichzeitig ästhetische Wirkung. Die Oberfläche des Materials ist gleichmäßig opak und die Platten werden in der Regel voroxidiert eingebaut. Es gibt jedoch Fälle, in denen die Elemente zusammengesetzt werden, wenn sich der Oxidationszustand in der Anfangsphase befindet. Einige Unternehmen wie Corten + ermöglichen diese Oxidation dank Oberflächenbehandlungsprodukten in zwei Stunden. Cor-Ten-Stahl wird als lebendes Metall definiert, denn wenn die Oberflächenpatina eingekerbt oder zerkratzt wird, beginnt der Oxidationsprozess erneut und stellt den Schutz wieder her.
Oxidationsbedingungen
Die passive Bildung des Schutzfilms tritt jedoch unter bestimmten Bedingungen auf. Zunächst einmal sind abwechselnde Trocken-/Nasszyklen erforderlich, da der schützende Oxidfilm im Wechsel von kontinuierlichem Befeuchten und Trocknen gebildet wird. Wichtig sind auch der Kontakt mit der Atmosphäre und die Einwirkung von Sonnenlicht sowie das Fehlen einer dauerhaften Stagnation mit Wasser. Wichtig ist auch, dass keine Substanzen (Farben, Wachse und Lacke) vor der Bildung und dem Wachstum des passivierenden schützenden Oxidfilms aufgetragen werden. Das Cor-Ten darf nicht in der Nähe von Chloriden wie Meerwasser platziert werden. Diese verhindern nämlich die Filmbildung oder können die Korrosion fördern. Werden diese Bedingungen nicht erfüllt, bildet sich der Schutzfilm nicht und COR-TEN-Stahl verhält sich wie ein gewöhnlicher Kohlenstoffstahl.
Arten von Stahl
Es gibt hauptsächlich drei Arten von Corten:
• COR-TEN Typ A, auch Phosphor-Corten genannt, wird häufig für architektonische Anwendungen verwendet. Es hat eine 5- bis 8-mal höhere Beständigkeit gegen Witterungseinflüsse als Kohlenstoffstahl;
• COR-TEN Typ B oder Vanadium-Corten, verwendet für Strukturen mit mittlerer Beanspruchung. Es hat eine etwa 4-mal höhere Beständigkeit gegen Witterungseinflüsse als herkömmlicher Kohlenstoffstahl;
• COR-TEN Typ C, hauptsächlich verwendet für hochbeanspruchte Konstruktionen. Es hat eine etwa 4-mal höhere Beständigkeit gegen Witterungseinflüsse als Kohlenstoffstahl.
COR-TEN-Produkte haben Eigenschaften, die den Anforderungen der ASTM-Normen entsprechen.
ASTM International hat die Standards A242 (COR-TEN A), A588 (COR-TEN B) und A606 für dünne Bleche definiert.
CORTEN A-Stahl
Corten Typ A hat eine große Beständigkeit gegen Angriffe durch Witterungseinflüsse. Im Durchschnitt widersteht es fünf- bis achtmal mehr als ein gewöhnlicher Kohlenstoffstahl.
Es ist der Stahl, der am besten für den Einsatz ohne schützende Oberflächenbehandlung geeignet ist. Aufgrund seiner angenehmen Optik wird es besonders in „architektonischen“ Anwendungen geschätzt.
Unter normalen Umgebungsbedingungen hört die Korrosion des unlackierten CORTEN A auf, nachdem eine Dickenabnahme von etwa 50 Mikrometern verursacht wurde. In einer marinen Umgebung hingegen schreitet sie im Laufe der Jahre leicht voran. Allerdings immer in geringerem Ausmaß als die Korrosion, die bei gewöhnlichen Kohlenstoffstählen auftritt.
Normalerweise wird CORTEN A in Dicken bis zu 12,5 mm hergestellt.
PROZENTSATZ CHEMISCHE ZUSAMMENSETZUNG – GUSSANALYSE
C<= 0,12; Mn 0,20 – 0,50; P 0,07 – 0,15; S <= 0,035; Ja 0,25 – 0,75; Cu 0,25 – 0,55; Cr 0,30–1,25; Ni <= 0,65.
CORTEN B-Stahl
Diese Art von CORTEN, auch als Vanadium-Corten bekannt, zeichnet sich durch seine Fähigkeit aus, auch bei großen Dicken hohe mechanische Eigenschaften beizubehalten. Es hat eine etwa viermal höhere Korrosionsbeständigkeit in der Atmosphäre als herkömmlicher Kohlenstoffstahl.
Typ B wird wie CORTEN A auch ohne Oberflächenbehandlung verwendet. Das Ergebnis aus ästhetischer Sicht ist jedoch ähnlich, aber etwas schlechter.
In Anbetracht der Möglichkeit, Produkte mit größeren Dicken herzustellen, sogar über 100 mm, ist CORTEN B-Stahl gut für strukturelle Anwendungen geeignet. Im Baubereich sind sowohl Korrosionsbeständigkeit als auch eine hohe mechanische Beständigkeit gefordert.
PROZENTSATZ CHEMISCHE ZUSAMMENSETZUNG – GUSSANALYSE
C 0,10 – 0,19 ; Mn 0,90 – 1,25 ; P <=0,025 ; S <= 0,035 ; Si 0,15 – 0,30 ; Cu 0,25 – 0,40 ; Cr 0,40 – 0,65 ; V 0,02 – 0,10.
CORTEN C-Stahl
Der CORTEN C ist der Typ, der vor kurzem auf dem Markt eingeführt wurde. Es behält immer eine Beständigkeit gegen atmosphärische Korrosion bei, die etwa viermal höher ist als die von Kohlenstoffstählen, aber mit einer viel höheren mechanischen Beständigkeit als die beiden anderen Typen. Typ C eignet sich für die anspruchsvollsten Anwendungen, bei denen die mechanische Beständigkeit sehr hoch sein muss. Zum Beispiel wird es in komplexen Architekturprojekten verwendet, bei denen Spannungen sehr wichtig sind.
Die im Allgemeinen produzierten Dicken gehen bis zu 25 Millimeter, aber für die Profile ist die maximale Dicke sogar noch geringer.
PROZENTSATZ CHEMISCHE ZUSAMMENSETZUNG – GUSSANALYSE
C 0,12 – 0,19 ; Mn 0,90 – 1,35 ; P <=0,025 ; S <= 0,035 ; Si 0,15 – 0,30 ;Cu 0,25 – 0,40 ; Cr 0,40 – 0,70 ; V 0,04 – 0,10.
VERARBEITBARKEIT
KALTES BIEGEN
Das Kaltbiegen von COR-TEN wird im Allgemeinen bis zu nicht zu hohen Dicken durchgeführt, etwa unter 12,5 mm. Natürlich ist es wichtig, immer die von den Materialherstellern angegebenen Mindestkrümmungsradien einzuhalten. Für größere Dicken oder extremere Biegungen wechseln wir vom Kaltbiegen zum Warmbiegen. Diese Bearbeitung erfolgt in der Regel nach dem Corten-Laserschneiden.
WARMUMFORMUNG
Die Warmumformung von COR-TEN ist nicht besonders problematisch. Es wird normalerweise empfohlen, das Material auf eine Temperatur von nicht mehr als 1.100 ° C zu erhitzen und den Umformvorgang bei einer Temperatur zwischen 815 ° C und 900 ° C abzuschließen.
Nach der Warmumformung härtet das Material in der Abkühlphase in der Regel nicht nennenswert aus. Bei Vorliegen einer korrekt durchgeführten Umformung können somit nachträgliche Wärmebehandlungen vermieden werden. Unterhalb von 650 °C wird dringend von einer Warmumformung abgeraten.
SCHWEISSEN
Die allgemein zum Schweißen von COR-TEN-Stahl verwendeten Verfahren sind: Lichtbogenschweißen mit umhüllten Elektroden, Unterpulver, Lichtbogen unter Schutzgas und Widerstand. Kohlenstoff-Mangan-Stähle haben ähnliche Eigenschaften wie Corten. Aus diesem Grund werden häufig die gleichen Zusatzwerkstoffe verwendet, die zum Schweißen dieser Stähle verwendet werden.
Wenn COR-TEN aus ästhetischen Gründen unbehandelt verwendet wurde, wird das Schweißen in mehr als zwei Durchgängen durchgeführt. Mit speziellen Elektroden ist es möglich, Schnüre mit einer Farbe zu erhalten, die der von oxidiertem Corten ähnelt. Die minimalen Vorwärmtemperaturen sind sehr wichtig und müssen immer eingehalten werden.
Vorteile
Cortenstahl hat sich auf dem Markt durchgesetzt, weil er einige interessante Vorteile hat.
Erstens hat es im Vergleich zu normalen Stählen sehr wettbewerbsfähige Kosten. Dank der hohen mechanischen Festigkeit ist es möglich, die Dicke der Teile zu reduzieren und damit das Gewicht zu reduzieren.
Die Beständigkeit gegen atmosphärische Korrosion ermöglicht den Einsatz von Corten auch ohne nachträgliche Oberflächenbehandlungen und dieser Aspekt ist offensichtlich eine Quelle von Einsparungen.
Mit der Zeit verschlechtert sich das Material nicht in ästhetischer Hinsicht, sondern steigert seine Attraktivität. Es ist kein Zufall, dass Architekten und Designer davon sehr angezogen werden.
Aus immer denselben Gründen ist es nicht erforderlich, Wartungs- oder Reinigungsarbeiten an den Teilen durchzuführen.
Corten eignet sich für vielfältige Bearbeitungen wie Schmieden, Biegen, Ziehen, Laserschneiden und Schweißen. Es ist außerdem sehr langlebig, nicht verformbar und natürlich zu 100 % recycelbar, da es natürlich ist.
Nachteile
Wenn das Wasser die Oberflächen berührt, setzt der Stahl Eisenionen frei. Deren Niederschlag verursacht rostfarbene Abdrücke auf den Oberflächen neben den Corten-Details. Im Allgemeinen werden Kanäle zum Sammeln von Regenwasser an den Seiten der Corten-Teile vorbereitet, um dieses Problem zu begrenzen.
So erkennen Sie gefälschtes Corten.
Angesichts der Verbreitung und des Interesses an COR-TEN-Stahl sind auch Systeme auf dem Markt erschienen, die seine Eigenschaften nachahmen.
Eine erste Methode, um den ästhetischen Effekt zu simulieren, ist die Metallisierung. Auf gewöhnlichen Stahl wird eine dünne Schicht Corten aufgetragen, um dessen ästhetische Wirkung zu simulieren. Das Problem ist jedoch, dass bei zerkratzten oder beschädigten Oberflächen keine spontane Regeneration des Materials stattfindet. Unebenheiten sind daher immer sichtbar.
Eine zweite Methode besteht darin, Farben zu verwenden, die den Rosteffekt reproduzieren. Lokal ist der Effekt ähnlich, aber der visuelle Effekt bei einer breiteren Betrachtung ist völlig frei von der starken Buntheit, die für Corten charakteristisch ist.
Schließlich ist es möglich, gewöhnlichen Stahl als COR-TEN-Stahl zu übergeben, indem man ihn oxidieren und dann rosten lässt. Der Effekt ist ziemlich ähnlich, aber im Laufe der Zeit neigt der Rost dazu, sich abzulösen. Die Oberflächen verlieren dadurch ihre Regelmäßigkeit und Ebenheit und werden sehr unregelmäßig.
Anwendungen
Heute sind die Kontexte, in denen Cor-ten verwendet wird, die unterschiedlichsten.
- Projekte mit Integration zwischen Architektur, Landschaft und Kunst;
- Details für den Innen- und Außenbereich, die eine starke Charakterisierung in Bezug auf Eleganz oder Industriestil erfordern;
- Objekte und Accessoires für den Außenbereich oder öffentliche Außenräume und Stadtmöblierung. Zum Beispiel Pflanzgefäße, Abfallbehälter, Poller, Bänke usw.
- Grenzen, die den Boden umschließen und enthalten, wodurch Blumenbeete, Hänge und kleine Hänge angelegt werden können;
- Bodenbeläge für den Innen- oder Außenbereich oder Bodeneinlagen aus anderen Materialien;
- Fassadenverkleidung, die je nach den atmosphärischen Bedingungen des Montageorts eine charakteristische und einzigartige Farbe annimmt;
- tragende Konstruktionen für Gebäude, Wände, Einbauten, Zäune;
- geniale Arbeiten mit hohem ästhetischen Gehalt für Straßen wie Infrastrukturen, Straßen- und Eisenbahnbrücken.
- Auch in der Welt der Kommunikation und Werbung sind Schilder und Plaketten sehr gefragt. Sie integrieren sich harmonisch in die unterschiedlichsten Umgebungen, von den raffiniertesten bis zu den industriellsten.