Nichtrostender Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt | Definition, Eigenschaften, Anwendungen, Güteklassen und Vergleiche

Kohlenstoffreicher Edelstahl ist ein Legierungsmaterial, das die Vorteile von Kohlenstoffstahl und Edelstahl mit hervorragender Härte, Schärfe und Korrosionsbeständigkeit kombiniert. In diesem Artikel werden die Definition, Merkmale, Anwendungen, Wartungsmethoden und gängigen Sorten von kohlenstoffreichem Edelstahl erläutert und ein detaillierter Vergleich mit anderen Stahlsorten vorgenommen, damit Sie dieses Material besser verstehen.

Was ist kohlenstoffreicher Edelstahl?

Kohlenstoffreiche rostfreie Stähle sind rostfreie Stähle mit einem relativ hohen Kohlenstoffgehalt, der im Allgemeinen die Standardgrenzen für herkömmliche rostfreie Stähle überschreitet (d. h. der Kohlenstoffgehalt von gewöhnlichen rostfreien Stählen liegt zwischen 0,1% und 0,4%). Sie weisen häufig martensitische Strukturmerkmale auf, was daran liegt, dass martensitische rostfreie Stähle höhere Kohlenstoffgehalte aufnehmen können.

Vor- und Nachteile von kohlenstoffreichem Edelstahl

Vorteile

Hervorragende Schärfe und Verschleißfestigkeit: Der hohe Kohlenstoffgehalt von rostfreiem Kohlenstoffstahl ermöglicht es, dass er nach dem Feinschleifen eine extrem hohe Schärfe behält, was ihn besonders für die Herstellung verschiedener Werkzeuge geeignet macht, die präzises Schneiden erfordern, wie Küchenmesser, chirurgische Instrumente und industrielle Schneidgeräte. Darüber hinaus sorgen die hohe Härte und Verschleißfestigkeit dafür, dass rostfreier Kohlenstoffstahl auch nach längerem Gebrauch scharf bleibt, sodass er nicht mehr so oft geschliffen werden muss.

Gute Korrosionsbeständigkeit: Obwohl kohlenstoffreicher Edelstahl nicht so korrosionsbeständig ist wie einige kohlenstoffarme Edelstahlsorten, kann er durch die Zugabe von Elementen wie Chrom und Molybdän dennoch eine gute Oxidationsbeständigkeit in feuchten und korrosiven Umgebungen aufrechterhalten. Dadurch ist kohlenstoffreicher Edelstahl nicht nur für den Innenbereich geeignet, sondern auch für den Außenbereich oder feuchte Umgebungen.

Vielseitige Einsatzmöglichkeiten: Kohlenstoffreicher Edelstahl wird aufgrund seiner Kombination aus hoher Härte und Korrosionsbeständigkeit in einer Vielzahl von Branchen verwendet. Ob es sich um ein alltägliches Küchenmesser, ein professionelles chirurgisches Instrument oder hochfeste Industriegeräte handelt, kohlenstoffreicher Edelstahl bietet hervorragende Leistung.

Benachteiligungen

Hoher Wartungsaufwand: Trotz seiner Korrosionsbeständigkeit neigt kohlenstoffreicher Edelstahl in feuchten Umgebungen immer noch zum Rosten. Daher muss er nach dem Gebrauch sofort gereinigt und getrocknet werden. Bei Bedarf sollte Rostschutzöl aufgetragen werden, um eine Oxidation der Oberfläche zu verhindern. Dieser hohe Wartungsaufwand erfordert mehr Aufmerksamkeit und Zeit während des Gebrauchs.

Zerbrechlichkeit und geringe Zähigkeit: Obwohl der hohe Kohlenstoffgehalt die Härte des Stahls erhöht, macht er ihn auch spröder und besonders anfällig für Brüche oder Absplitterungen in Umgebungen mit hoher Beanspruchung. Diese Eigenschaft begrenzt die Verwendung von kohlenstoffreichem Edelstahl in bestimmten Anwendungen, die eine hohe Zähigkeit erfordern, wie z. B. bei einigen schlagfesten Industriewerkzeugen oder mechanischen Teilen.

Schwer zu polieren: Aufgrund der hohen Härte von kohlenstoffreichem Edelstahl erfordert das erneute Schärfen oft mehr Zeit und Geschick als bei gewöhnlichem Edelstahl. Insbesondere bei der Reparatur der Kante oder der Durchführung von Präzisionsbearbeitungen sind die Anforderungen an Werkzeuge und Betriebstechniken hoch, was den Schleifvorgang komplizierter macht.

Verwendung von rostfreiem Kohlenstoffstahl

Aufgrund seiner einzigartigen Eigenschaften wird rostfreier Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt in vielen Bereichen eingesetzt. Hier sind einige typische Anwendungsszenarien für rostfreien Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt.

Küchengeschirr und Messer

Bei Küchenmessern hat sich kohlenstoffreicher Edelstahl aufgrund seiner hervorragenden Schärfe und Haltbarkeit zum bevorzugten Material entwickelt. Ob Aufschnittmaschine, Machete oder Hackmesser: Kohlenstoffreicher Edelstahl ermöglicht präzises Schneiden und reduziert gleichzeitig die Notwendigkeit des häufigen Schärfens. Darüber hinaus wird kohlenstoffreicher Edelstahl auch häufig zur Herstellung anderer Küchenwerkzeuge wie Schälmesser, Küchenscheren usw. verwendet.

Chirurgische Instrumente

Chirurgische Instrumente stellen extrem hohe Anforderungen an Materialien, die sowohl scharf als auch korrosionsbeständig sind. Kohlenstoffreicher Edelstahl bietet durch ein spezielles Wärmebehandlungsverfahren nicht nur präzise Schneideigenschaften, sondern behält auch bei mehrfacher Verwendung und Sterilisation eine gute Korrosionsbeständigkeit. Aus diesem Grund wird er häufig bei der Herstellung von Skalpellen, Zangen, Scheren und anderen hochpräzisen medizinischen Instrumenten verwendet.

Industrielle Ausrüstung und Teile

Im industriellen Bereich ist kohlenstoffreicher Edelstahl aufgrund seiner hohen Festigkeit und Verschleißfestigkeit ein ideales Material für die Herstellung von Geräten, die hohen Belastungen und hohem Verschleiß ausgesetzt sind. So werden beispielsweise Schlüsselkomponenten wie Pumpenwellen, Ventile und Zahnräder häufig aus kohlenstoffreichem Edelstahl hergestellt, um sicherzustellen, dass die Geräte auch unter rauen Arbeitsbedingungen lange Zeit stabil funktionieren. Darüber hinaus wird kohlenstoffreicher Edelstahl auch häufig bei der Herstellung von Bergbaumaschinen und Schwermaschinen verwendet und kann mit Arbeitsumgebungen mit hoher Belastung und hohem Verschleiß fertig werden.

Automobil- und Luftfahrtbranche

In der Automobil- und Luftfahrtindustrie wird kohlenstoffreicher Edelstahl aufgrund seines geringen Gewichts und seiner hohen Festigkeit häufig zur Herstellung wichtiger Komponenten wie Federn, Befestigungselementen und Strukturhalterungen verwendet. Diese Komponenten müssen in Umgebungen mit hoher Beanspruchung und starken Vibrationen funktionieren, und die Verwendung von kohlenstoffreichem Edelstahl kann ihre Haltbarkeit und Sicherheit erheblich verbessern.

Messer und Waffen

Kohlenstoffreicher Edelstahl wird aufgrund seiner Schärfe und Haltbarkeit auch zur Herstellung von Messern und Waffen verwendet. Insbesondere bei der Herstellung von Messern, die eine extrem hohe Schärfe und Verschleißfestigkeit erfordern, bietet kohlenstoffreicher Edelstahl unersetzliche Vorteile.

Gängige Edelstahlsorten mit hohem Kohlenstoffgehalt

Unter den fünf Hauptklassifikationen von rostfreiem Stahl weisen einige martensitische rostfreie Stähle eine hohe Härte und einen hohen Kohlenstoffgehalt auf. Hier sind einige gängige Sorten von rostfreiem Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt:

420

The carbon content of 420 rostfreier Stahl is usually between 0.15% and 0.40%. It is a common martensitic stainless steel with good hardness and wear resistance, and is widely used to make knives, scissors, surgical instruments, etc.

420HC

420HC ist eine verbesserte Version von 420 Edelstahl mit einem höheren Kohlenstoffgehalt, normalerweise zwischen 0,4% und 0,5%. Es wird häufig bei der Messerherstellung verwendet, da es eine gute Härte und Verschleißfestigkeit bei gleichzeitig guter Korrosionsbeständigkeit bietet.

440A

Der Kohlenstoffgehalt liegt zwischen 0,60% und 0,75%, mit guter Korrosionsbeständigkeit und Härte, und wird üblicherweise zur Herstellung von hochverschleißfesten Messern und Lagern verwendet.

440B

Der Kohlenstoffgehalt liegt zwischen 0,75% und 0,95% und seine Leistung liegt zwischen 440A und 440C, geeignet für Werkzeuge, die eine höhere Härte und Verschleißfestigkeit erfordern.

440C

Dies ist einer der am häufigsten verwendeten kohlenstoffreichen Edelstähle mit einem Kohlenstoffgehalt von etwa 0,95% bis 1,20%. 440C-Stahl wird aufgrund seiner extrem hohen Härte und hervorragenden Verschleißfestigkeit häufig zur Herstellung hochwertiger Messer, Lager und verschleißfester Werkzeuge verwendet. Er ist außerdem korrosionsbeständig und eignet sich für nasse oder korrosive Umgebungen.

154 cm

154CM ist ein hochmolybdänmodifizierter Stahl 440C mit einem Kohlenstoffgehalt von etwa 1,05%. Dieser Stahl erhöht nicht nur die Härte, sondern verbessert auch die Korrosionsbeständigkeit und Zähigkeit. Er wird häufig im Militär-, Outdoor- und Industriebereich zur Herstellung hochwertiger Messer, Werkzeuge und Teile verwendet, die eine hohe Verschleißfestigkeit erfordern.

M390

M390 ist ein martensitischer Chromstahl, der mithilfe der Pulvermetallurgie-Technologie mit einem Kohlenstoffgehalt von etwa 1,9% und hohen Anteilen an Chrom, Vanadium und Molybdän hergestellt wird. Dieser Stahl gilt als einer der besten Messerstähle auf dem heutigen Markt und ist für seine extreme Härte, hervorragende Korrosionsbeständigkeit und Schnitthaltigkeit bekannt. Er wird häufig zur Herstellung hochwertiger Messer und hochwertiger Industriewerkzeuge verwendet.

Kohlenstoffreicher Edelstahl vs. kohlenstoffreicher Stahl

Kohlenstoffreicher Edelstahl und kohlenstoffreicher Stahl weisen erhebliche Unterschiede in Zusammensetzung und Leistung auf, wodurch sie in verschiedenen Anwendungen unterschiedliche Vor- und Nachteile aufweisen.

Korrosionsbeständigkeit

High carbon stainless steel improves Korrosionsbeständigkeit by adding chromium, while high carbon steel is prone to rust in humid environments due to the lack of sufficient antioxidant elements. Therefore, high carbon stainless steel is more suitable for use in humid or highly corrosive environments, while high carbon steel requires more care and maintenance.

Härte und Zähigkeit

High carbon steel is usually harder than high carbon stainless steel, especially after proper heat treatment, the hardness of high carbon steel can reach a very high level. However, the higher hardness also makes high carbon steel more fragile and prone to fracture in high stress environments. In contrast, high carbon stainless steel can achieve better toughness and reduce the risk of fracture while maintaining a higher Härte through proper alloy design and heat treatment.

Kosten

Die Produktionskosten von rostfreiem Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt sind normalerweise höher als die von Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt, da der Preis von Elementen wie Chrom und Nickel, die in rostfreiem Stahl enthalten sind, höher ist. Darüber hinaus ist auch der Verarbeitungs- und Wärmebehandlungsprozess von rostfreiem Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt komplizierter. Aufgrund seiner längeren Lebensdauer und der geringeren Wartungskosten kann rostfreier Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt in vielen Anwendungen jedoch wirtschaftlicher sein als Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt.

Anwendungsszenarien

Kohlenstoffstahl wird aufgrund seiner extrem hohen Härte und Verschleißfestigkeit häufig zur Herstellung von Messern, Formen und anderen Werkzeugen verwendet, die eine hohe Festigkeit erfordern. Kohlenstoffstahl wird aufgrund seiner hervorragenden Korrosionsbeständigkeit und guten Gesamtleistung häufig für Küchenutensilien, chirurgische Instrumente, Industriegeräte und andere Anwendungen verwendet, bei denen sowohl Schärfe als auch Haltbarkeit erforderlich sind.

Kohlenstoffreicher Edelstahl vs. Edelstahl

Die Unterschiede in Zusammensetzung und Leistungsfähigkeit von kohlenstoffreichem Edelstahl und normalem Edelstahl führen zu unterschiedlichen Leistungen im Einsatz. 

Schärfe

Aufgrund des hohen Kohlenstoffgehalts können Messer aus kohlenstoffreichem Edelstahl sehr scharf geschärft werden und eignen sich für feine Schneidarbeiten. Dadurch eignen sich Messer aus kohlenstoffreichem Edelstahl gut für Anwendungen, die extrem hohe Präzision erfordern, wie etwa Küchen- und chirurgische Instrumente. Obwohl auch gewöhnliche Messer aus Edelstahl eine gute Schärfe behalten können, müssen sie nach längerem Gebrauch oft häufiger geschärft werden.

Dauerhaftigkeit

Aufgrund seiner hohen Härte und Verschleißfestigkeit kann kohlenstoffreicher Edelstahl bei längerem Gebrauch einen guten Kantenzustand beibehalten, wodurch die Häufigkeit von Verschleiß und Schleifen verringert wird. Im Gegensatz dazu ist gewöhnlicher Edelstahl aufgrund seines geringeren Kohlenstoffgehalts leichter zu verarbeiten und zu pflegen, aber seine Haltbarkeit und Verschleißfestigkeit sind bei intensiver Nutzung möglicherweise nicht so gut wie bei kohlenstoffreichem Edelstahl.

Einfache Wartung

Gewöhnliche Edelstahlmesser sind aufgrund ihres geringeren Kohlenstoffgehalts und höheren Chromgehalts im Allgemeinen leichter zu pflegen und weniger anfällig für Rost als kohlenstoffreicher Edelstahl. Im täglichen Gebrauch haben gewöhnliche Edelstahlmesser geringere Umweltanforderungen und eignen sich für Benutzer, die nicht zu viel Zeit mit der Wartung verbringen möchten. Messer aus kohlenstoffreichem Edelstahl erfordern mehr Aufmerksamkeit und regelmäßige Wartung, um Rost vorzubeugen und die Schärfe zu erhalten.

Korrosionsbeständigkeit

Gewöhnliche Edelstahlmesser sind aufgrund ihres höheren Chromgehalts im Allgemeinen korrosionsbeständiger, insbesondere in feuchten und sauren Umgebungen. Obwohl kohlenstoffreicher Edelstahl ebenfalls eine gewisse Korrosionsbeständigkeit aufweist, ist seine Korrosionsbeständigkeit in extremen Umgebungen möglicherweise nicht so gut wie bei gewöhnlichem Edelstahl.

Wie pflegt man kohlenstoffreichen Edelstahl?

Befolgen Sie zur Pflege von kohlenstoffreichem Edelstahl diese wichtigen Schritte:

1. Regelmäßig reinigen: Waschen Sie den Artikel nach jedem Gebrauch mit warmem Seifenwasser und einem weichen Tuch oder Schwamm. Vermeiden Sie aggressive Chemikalien oder Scheuermittel, die die Oberfläche beschädigen können.
2. Gründlich trocknen: Trocknen Sie den Gegenstand sofort ab, um Wasserflecken zu vermeiden und das Korrosionsrisiko zu minimieren, da ein hoher Kohlenstoffgehalt den Stahl anfälliger für Rost machen kann.
3. Vermeiden Sie längere Feuchtigkeitseinwirkung: Lassen Sie den Stahlgegenstand nicht in feuchten Umgebungen wie Spülbecken oder Geschirrspülern liegen, da längere Feuchtigkeitsbelastung zu Rost führen kann.
4. Oberfläche ölen: Tragen Sie eine dünne Schicht lebensmittelechtes Öl (für Küchenutensilien) oder ein leichtes Öl (für andere Gegenstände) auf, um die Oberfläche zu schützen und die Korrosionsbeständigkeit zu erhöhen.
5. Regelmäßig schärfen und schleifen: Regelmäßiges Schärfen und Abziehen von Messern und Schneidwerkzeugen sorgt für die Erhaltung ihrer Schärfe und Leistungsfähigkeit.
6. Richtig lagern: Bewahren Sie die Gegenstände an einem trockenen Ort auf und verwenden Sie bei Messern Messerblöcke oder Messerscheiden, um die Klinge zu schützen.

Rostet Edelstahl mit hohem Kohlenstoffgehalt?

Ja, Edelstahl mit hohem Kohlenstoffgehalt kann rosten, obwohl er korrosionsbeständiger ist als normaler Kohlenstoffstahl. Der hohe Kohlenstoffgehalt kann seine Korrosionsbeständigkeit im Vergleich zu Edelstahl mit niedrigerem Kohlenstoffgehalt verringern. Der Chromgehalt in Edelstahl hilft jedoch dabei, eine schützende Oxidschicht zu bilden, die das Rosten verlangsamt. Wenn die Schutzschicht beschädigt ist oder der Stahl rauen Bedingungen wie Salzwasser oder sauren Umgebungen ausgesetzt ist, kann er mit der Zeit dennoch rosten.

Ist Edelstahl mit hohem Kohlenstoffgehalt magnetisch?

Yes, high carbon stainless steel is generally magnetisch, as it usually has a martensitic structure, which retains magnetic properties.

Ist Edelstahl 304 ein Edelstahl mit hohem Kohlenstoffgehalt?

Rostfreier Stahl 304 is not usually classified as high carbon stainless steel. 304 stainless steel has a lower carbon content, generally below 0.08%. Due to the low carbon content, 304 stainless steel does not perform as well as high carbon stainless steel in terms of hardness and strength, but has superior corrosion resistance, weldability and machinability.

Ist Edelstahl mit hohem Kohlenstoffgehalt sicher?

Ja, kohlenstoffreicher Edelstahl ist sicher für die Verwendung, insbesondere bei Küchenwerkzeugen. Sein Chromgehalt verhindert Rost, aber um Rost zu vermeiden und langfristige Sicherheit zu gewährleisten, sind die richtige Pflege und Wartung erforderlich.

Ist kohlenstoffreicher Edelstahl gut für Messer?

Ja, rostfreier Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt eignet sich hervorragend für Messer. Er kombiniert die Härte und Schnitthaltigkeit von Kohlenstoffstahl mit der Korrosionsbeständigkeit von rostfreiem Stahl. Dadurch eignet er sich perfekt für Messer, die lange scharf und rostfrei bleiben müssen, aber dennoch regelmäßig gepflegt werden müssen, um seine Schärfe zu erhalten und Korrosion unter rauen Bedingungen zu verhindern.

Wie schärft man Messer aus kohlenstoffreichem Edelstahl?

1. Wählen Sie ein Schärfwerkzeug: Verwenden Sie einen Schleifstein, Diamantstein oder Keramik-Schleifstab. Schleifsteine sind ideal für Präzision, während Diamantsteine bei hartem Stahl schneller sind.
2. Den Schleifstein einweichen (falls vorhanden): Wenn Sie einen Schleifstein verwenden, legen Sie ihn 10–15 Minuten in Wasser.
3. Den Winkel einstellen: Halten Sie den richtigen Schleifwinkel (normalerweise 15–20 Grad) für Küchenmesser ein. Halten Sie das Messer während des gesamten Schleifvorgangs in diesem Winkel.
4. Schärfen Sie die Klinge:
   • Auf einem Schleifstein: Beginnen Sie mit einer groben Körnung (ca. 1000) und ziehen Sie die Klinge mit leichtem Druck von der Ferse bis zur Spitze über den Stein. Wiederholen Sie dies auf beiden Seiten.
   • Für eine feinere Kante: Wechseln Sie zum Polieren der Kante zu einem Stein mit feinerer Körnung (3000–6000).
5. Schärfen Sie die Schneide: Verwenden Sie nach dem Schärfen einen Wetzstahl, um die Klingenkante auszurichten und die Schärfe zu verbessern.
6. Reinigen und trocknen Sie das Messer: Spülen Sie die Klinge ab, wischen Sie sie trocken und lagern Sie sie ordnungsgemäß, um Korrosion zu vermeiden.

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