Eisen und Stahl sind zwei der am häufigsten verwendeten Metalle weltweit. Die beiden Materialien verfügen über besondere Eigenschaften, die sie von anderen unterscheiden, und moderne Technologien und Verfahren haben neue Untergruppen entwickelt – Gusseisen und verzinkter Stahl. Diese finden vielfältige Einsatzmöglichkeiten in verschiedenen Branchen, Haushalten und Abwassersystemen. In diesem Artikel werden die Unterschiede zwischen Gusseisen und verzinktem Eisen beschrieben und erörtert, wie sich diese Unterschiede auf ihre Verwendbarkeit in Rohrleitungen und Abwasserzwecken auswirken.
Zusammensetzung
Der Hauptbestandteil von Gusseisen stammt aus Eisenerzen. Dann eine Legierung aus Eisen, Kohlenstoff und Silizium. Es besteht normalerweise aus 2 bis 4 % Kohlenstoff und kleineren Anteilen Silizium. In Gusseisen sind manchmal Verunreinigungen wie Mangan, Schwefel und Phosphat enthalten. Diese zusätzlichen Bestandteile sind in der Regel zu klein, um die Eigenschaften von Gusseisen zu beeinflussen.
Verzinkter Stahl besteht aus Kohlenstoffstahl oder reinem Kohlenstoffstahl, bei denen es sich um Metalllegierungen handelt. Kohlenstoffstahl besteht aus zwei Elementen: Eisen und Kohlenstoff. Weitere Metalle, die in dieser Legierung enthalten sein können, sind Mangan, Silizium und Kupfer. Sie machen in der Regel weniger als 0,60 % der Legierung aus, was bedeutet, dass ihr Einfluss auf die Eigenschaften der Legierung vernachlässigbar ist.
Vorbereitung
Gusseisen wird im Hochofen aufbereitet und aus Eisen-Kohlenstoff-Legierungen oder Roheisen hergestellt. Bei diesem Prozess entsteht direkt aus der Metallschmelze Gusseisen. In dieser Phase können die genannten Verunreinigungen ausgebrannt werden. Auf die gleiche Weise kann jedoch auch Kohlenstoff ausbrennen, der vor Fertigstellung der Gusseisenform ersetzt werden sollte. Gusseisen wäre fehlerhaft, wenn ihm Kohlenstoff- und Siliziumelemente fehlen würden. Nach dem Ofen muss Gusseisen nicht mit Hämmern oder anderen Geräten verfeinert werden. Das Ergebnis ist ein weniger intensiver Raffinierungsprozess und ein günstigeres Endprodukt.
Verzinkter Stahl besteht aus Kohlenstoffstahl, der mit einer schützenden Zinkschicht überzogen ist. Dies erfolgt in einem Prozess namens Galvanisierung, von dem es verschiedene Arten gibt, wie z. B. thermisches Spritzen, Feuerverzinken, Galvanisieren und mehr. Bei der Feuerverzinkung wird der Kohlenstoffstahl in bis zu 460 °C heißes geschmolzenes Zink getaucht. Nachdem es vollständig beschichtet ist, wird es wieder angehoben und der Atmosphäre ausgesetzt. Durch diese Einwirkung reagiert das Zink mit Sauerstoff und es entsteht Zinkoxid. Anschließend reagiert es mit dem in der Luft vorhandenen Kohlenstoff zu Zinkcarbonat, das eine graue Schicht auf der Stahloberfläche bildet. Obwohl er mit einem anderen Element beschichtet wurde, bleibt der Stahl formbar und lässt sich leicht mit anderen Metallherstellungsmaschinen bearbeiten.
Widerstand
Gusseisen ist im Allgemeinen beständig gegen atmosphärische Korrosion. Sie haben eine höhere Beständigkeit als einige Stahllegierungen. Gusseisen ist außerdem verschleißfest und kann Vibrationen dämpfen. Gusseisen ist jedoch sehr anfällig gegenüber Meerwasser und kann leicht korrodieren und Lochfraß bilden, wenn es längere Zeit einer Umgebung mit hohem Salzgehalt ausgesetzt wird. Gusseisen kann außerdem spröder sein als andere verarbeitete Metalle.
Verzinkter Stahl ist im Vergleich zu den meisten anderen Metallen äußerst korrosionsbeständig. Es verfügt über zwei Methoden zur Korrosionsreduzierung, die sich aus dem Verzinkungsprozess ergeben. Das geschmolzene Zink legt sich wie ein Lack auf die Oberfläche des Kohlenstoffstahls und bildet eine sehr haftende Oxidschicht. Es verfügt außerdem über eine Zinkanode, die anstelle des Stahls die Korrosion aufnimmt.
Sollte die Zinkbeschichtung beschädigt oder abgekratzt sein, kann die Zinkanode dennoch den umgebenden Stahl schützen. Das verbleibende Zink kann auch seine Schutzschicht aus Zinkoxid neu bilden. Ähnlich wie Aluminium ist Zink sehr reaktionsfreudig gegenüber Sauerstoff und absorbiert daher den größten Teil des Sauerstoffs, mit dem es in Kontakt kommt. Dadurch wird verhindert, dass der Stahl unter der Beschichtung weiter oxidiert.
Verwendungsmöglichkeiten
Gusseisen ist ein haltbarer und mäßig widerstandsfähiger Metallwerkstoff, der sich für eine Vielzahl von Zwecken eignet. Gusseisen kann zur Herstellung von Autogetrieben, Komponenten und Rohren für Automobile verwendet werden. Es kann in Metallwerkzeugen und Maschinenteilen für die Fertigung verwendet werden. Gusseisen kommt auch häufig in Küchenutensilien vor, da es sich gut für Heizzwecke eignet, und die häufigste Form von Kochgeräten aus Gusseisen sind Bratpfannen. Sie finden aber auch Utensilien, Backformen und Kochtöpfe aus Gusseisen. Man findet sie auch in Sanitäranlagen, obwohl sie nicht so weit verbreitet sind und im Allgemeinen nicht für neuere Häuser empfohlen werden.
Verzinkter Stahl wird aufgrund seiner Langlebigkeit und Widerstandsfähigkeit bevorzugt. Ein prominentes Anwendungsbeispiel sind Sanitärrohre. Seine schützende Zinkschicht schützt es leicht vor Rost – einer Form der Korrosion. Auch in Stahlrahmen im Hausbau wird verzinkter Stahl verwendet. Es kann auch zur Herstellung der meisten Karosserieteile und Käfige von Automobilen verwendet werden. Dieses Metall findet sich auch in Schutzausrüstung und Autobahnschildern auf der Straße.
Vorteile
Beide Metalle haben im Vergleich zu anderen Metallarten dickere Oberflächen, was zu ihrer Zähigkeit und Verschleißfestigkeit beiträgt. Der Vorteil von Gusseisen gegenüber Stahl liegt in seiner Fähigkeit, Wärme länger zu speichern als die meisten Stahlsorten. Dadurch eignet es sich besser für Anwendungen, die starke und konstante Temperaturen erfordern, wie zum Beispiel beim Kochen. Da es jedoch weniger korrosionsbeständig und spröde ist, eignet es sich weniger für Anwendungen, bei denen es Flüssigkeiten und hohem Druck ausgesetzt ist, wie z. B. in Rohrleitungen.
Verzinkter Stahl bietet alle Vorteile, die Sie normalerweise bei Stahl finden, und außerdem eine verbesserte Widerstandsfähigkeit in den meisten Umgebungen. Verzinkter Stahl ist außerdem formbarer als Gusseisen, was bedeutet, dass verzinkte Stahlrohre und -schläuche einfacher hergestellt und an den vorgesehenen Zweck angepasst werden können. Verzinkter Stahl hat den zusätzlichen Vorteil, dass er periodischen Nässe- und Trockenperioden standhält, die bei den meisten anderen Metallen zum Rosten führen würden. Dadurch eignet es sich hervorragend für die Herstellung von Sanitärkomponenten.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 11. Mai 2022