Was ist S235JR? – Vollständiger Leitfaden zur am häufigsten verwendeten Stahlsorte

Stahl ist in mehr als 1000 verschiedenen Güten erhältlich und fast jede Güte wird in unterschiedlichen Formen, Anwendungen usw. verwendet. In diesem Artikel erfahren Sie mehr über die Güte S235JR, eine dieser über 1000 Güten, ihre Anwendungen, die Norm, die sie vorschreibt, ihre chemische Zusammensetzung usw.

Was S235JR in der Norm EN 10025 bedeutet

Europäische Normen wurden Anfang des 1900. Jahrhunderts eingeführt, um die Herstellung und Verwendung von legiertem und unlegiertem Stahl zu regeln. EN10025 ist Teil der europäischen Harmonisierung von Stahlnormen. Sie definiert Anforderungen an warmgewalzte Baustähle, und S235JR ist die am häufigsten verwendete Güte nach dieser Norm.

Wofür steht der Ständer „S235JR“?

Jeder Teil dieses Namens hat eine bestimmte Bedeutung. Lassen Sie uns den Namen des Stahls „S235JR“ aufschlüsseln:

• S steht für Baustahl.
• 235 ist die Mindeststreckgrenze des Stahls, also 235 MPa.
• JR steht für die Schlagfestigkeit bei Raumtemperatur, also 20 °C.

JR kann in J0, J2 oder JR geändert werden:

• JR, wie bereits erwähnt, ist es Zimmertemperatur
• J0 bedeutet, dass es bei 0 °C gut verwendet werden kann
• J2 bedeutet, dass es gut bei Frostbedingungen verwendet werden kann, d. h. -20 °C

Platz von S235JR innerhalb der unlegierten Familie

In der europäischen Norm EN 10025-2 gehört S235JR zu den unlegierten Stählen und sein Platz ist in der folgenden Tabelle dargestellt:

Sie können sehen, dass mit zunehmendem Ziffernwert die Streckgrenze und die Zugfestigkeit zunehmen.

Warum „JR“ für die Wirkung wichtig ist

JR ist in der Welt von S235JR sehr wichtig, da es Schlagfestigkeit bedeutet. Höhere Schlagfestigkeit bedeutet, dass es widerstandsfähig ist. Wie Sie wissen, wird Stahl verwendet in:

• Konstruktionsbalken
• Brücken und Stützkonstruktionen
• Maschinenrahmen und
• und Lagertanks usw.

Bei diesen Anwendungen stellt JR sicher, dass unlegierter Stahl Stoßbelastungen erfolgreich standhält.

Chemische Zusammensetzung von S235JR

Wie Sie wissen, ist es die chemische Zusammensetzung eines Materials, die seine mechanischen Eigenschaften bestimmt. Lassen Sie uns also die chemische Zusammensetzung von S235JR besprechen:

Max. C, Mn, Si, Rückstände

Wenn wir die Zusammensetzung von S235JR mit ASTM A36 vergleichen:

EN 10025-2 weist einen geringeren C-Gehalt auf, was die Schweißbarkeit verbessert, und geringere Mengen an Verunreinigungen verbessern die Zähigkeit. Ein höherer Mn-Gehalt erhöht die Festigkeit von S235JR-Stahl. In beiden Stahlsorten werden Verunreinigungen streng kontrolliert, um die Duktilität zu erhalten und die Sprödigkeit zu verringern.

Wirkung von S, P, N

• Wird Si kontrolliert, reagiert es mit Mn und bildet MnS-Einschlüsse, die die Zähigkeit verringern und die Sprödigkeit des Materials erhöhen.
• Verringert die Duktilität und Zähigkeit, erhöht aber die Festigkeit des Materials.
• Ni wird hinzugefügt, um die Festigkeit des Materials zu erhöhen, kann jedoch zu Reckalterung führen, bei der die Sprödigkeit mit der Zeit immer weiter zunimmt.

Wärme- vs. Pfannenanalyse

Beide Analysen werden durchgeführt, um zu ermitteln, ob die chemische Zusammensetzung den tatsächlichen Anforderungen, d. h. den Standardanforderungen, entspricht.

• Pfannenanalyse

Es wird in geschmolzenem Stahl vor dem Gießen durchgeführt, um sicherzustellen, dass die Zusammensetzung EN 10025-2 entspricht.

• Wärmeanalyse

Nach der Verfestigung wird eine Wärmeanalyse durchgeführt, um zu prüfen, ob Abweichungen in der Zusammensetzung vorliegen.

Mechanische Eigenschaften von S235JR in verschiedenen Dickenbereichen

Wir möchten Ihnen sagen, dass in EN 10025 die Streckgrenze von S235JR abnimmt, wenn Sie seine Dicke erhöhen.

Streckgrenzentabelle

Wie Sie in der folgenden Tabelle sehen können:

Der Grund, warum dünnerer Stahl eine höhere Streckgrenze aufweist, ist die Feinkornstruktur. Die Feinkornstruktur verleiht dem Stahl Festigkeit.

Wie hoch ist die Streckgrenze von S355JR?

Die Streckgrenze von S355JR beträgt 355 MPa, wenn die Dicke kleiner oder gleich 16 mm ist. Übersteigt die Dicke 100 mm, sinkt die Streckgrenze auf 295 MPa.

Zugfestigkeit und Dehnung

• Die Zugfestigkeit dieser Stahlsorte beträgt 360 – 510 MPa.
• Bei einer Dicke von weniger als oder gleich 40 mm beträgt die Dehnung 26 %, und wenn die Dicke 40 mm überschreitet, verringert sich die Dehnung auf 25 %.

Sie sehen also, dass die Streckgrenze zwar mit zunehmender Dicke abnimmt, ihre Dehnung jedoch nahezu konstant bleibt.

Charpy-Einschlag

In EN 10025 wird die Schlagzähigkeit durch den Charpy-Schlagversuch bei drei

unterschiedliche Temperaturen, wie in der folgenden Tabelle angegeben. S235JR behält seine Schlagenergie von -20 Grad Celsius bis 20 Grad Celsius. Im Charpy-Test werden V-Kerbproben verwendet, um die Schlagenergie des jeweiligen Materials zu ermitteln.

Globale Äquivalente Stahlsorten S235JR

Wie Sie wissen, ist Stahl S235JR eine Stahlsorte gemäß der Norm EN 10025. Diese Norm gilt nur in Europa. In verschiedenen Regionen gibt es jedoch mehrere Normen, die der EN 10025 entsprechen. Im Folgenden werden diese Normen näher erläutert:

ASTM A36 / A283 C

In der American Society for Testing Materials (ASTM) wird A36 als gleichwertig mit S235JR angesehen. AWS D1.1 erlaubt häufig einen Ersatz, weil:

• Ähnliche Streckgrenze.
• Beide sind Baustähle für allgemeine Zwecke.
• Der C-Gehalt ist bei A36-Stahl höher, daher muss er vorgewärmt werden. S235JR-Stahl hat eine bessere Zähigkeit als diese Sorte.

GB Q235B / Q235D

In China gibt es zwei gleichwertige Normen zur EN 10025:

GB Q235B ist ungefähr S235JR

Der einzige Unterschied ist der C-Gehalt; Q235B hat etwas mehr C, nämlich 0.22 %, weshalb es vor dem Schweißvorgang vorgewärmt werden muss. GB Q235D entspricht S235J2.

JIS SS400

In Japan entspricht JIS SS400 EN 10025. Es hat eine ähnliche Zugfestigkeit, aber die Schlagfestigkeit ist unterschiedlich. Es ist nicht für niedrige Temperaturen oder dynamische Belastungen geeignet.

Tipps zur spezifikationsübergreifenden Bestellung

Sie sollten diese Tipps befolgen, wenn Sie S235JR ersetzen möchten oder müssen:

• Prüfen Sie vor allem die Streckgrenze und die Zugfestigkeit.
• Überprüfen Sie die Zähigkeit.
• Schweißkompatibilität.
• Prüfen Sie, ob eine Zertifizierung vorliegt.
• Überprüfen Sie die Prüfberichte der Mühle.

S235JR Fertigungsrichtlinien – Schneiden, Formen, Schweißen

Wie Sie wissen, ist S235JR ein unlegierter Baustahl, weshalb er sich gut schweißen, formen und schneiden lässt. Diese Eigenschaften sind für die strukturellen Eigenschaften von wesentlicher Bedeutung.

Schneiden S235JR

Sie können einige Schneidmethoden für S235JR lesen. Sie können sehen, dass unterschiedliche Methoden für unterschiedliche Dicken geeignet sind.

Formen & Biegen S235JR

• Sie sollten sich für Kaltwalzen entscheiden, da diese Sorte einen geringeren Kohlenstoffgehalt aufweist. Durch Kaltwalzen wird die Festigkeit durch die Verfeinerung der Körner erhöht.
• Sie können eine Warmumformung durchführen, wenn die Dicke des Teils 50 mm überschreitet.
• Die minimale Biegedicke beträgt das 1-fache der Materialdicke.

Schweißen S235JR

Wenn Sie rissfreie und feste Schweißnähte wünschen, wählen Sie diese Schweißverfahren:

1. SMAW
2. MIG
3. TIG

Wenn die Dicke mehr als 30 mm beträgt, ist es ratsam, das Teil vorzuwärmen.

CNC-Bearbeitung S235JR für kundenspezifische Teile

S235JR ist aufgrund seines geringen Kohlenstoffgehalts von 0.17 % ein Weichstahl, der sich daher sehr leicht bearbeiten lässt. Bei kundenspezifischen CNC-Projekten hat er stets hohe Priorität.

Kundenspezifische CNC-Bearbeitungsvorgänge

In diesem Abschnitt machen wir Sie mit einigen gängigen CNC-Operationen vertraut:

Kundenspezifisches CNC-Drehen

Sie können CNC-Drehbearbeitungen für zylindrische Teile durchführen, um glatte Oberflächen zu erzielen. Dieses Verfahren ist hilfreich bei der Herstellung von Zahnrädern, Wellen, Stößen und Stiften.

Kundenspezifisches CNC-Fräsen

Wenn Sie 2D- oder 3D-Teile anpassen müssen, können Sie diesen Vorgang problemlos auswählen. Er sorgt für eine gute Spanabfuhr. In der Industrie wird dieses Verfahren für Halterungen, Platten und Strukturteile verwendet.

Kundenspezifische CNC-Dreh- und Fräsmaschine

Wie der Name schon sagt, handelt es sich um eine kombinierte Dreh- und Fräsbearbeitung. Für die Herstellung komplexer Teile empfiehlt sich die CNC-Dreh-Fräsbearbeitung, da sie den Rüstaufwand reduziert. Mit diesem Verfahren werden Armaturen und Flanschkomponenten hergestellt.

Kundenspezifische 5-Achsen-Bearbeitung

Dies ist die fortschrittlichste CNC-Bearbeitung in der Fertigungsindustrie. Wenn Sie Hinterschnitte oder tiefe Hohlräume mit hoher Präzision und einer einzigen Aufspannung benötigen, wählen Sie diese CNC-Bearbeitung. Sie wird hauptsächlich in der Luft- und Raumfahrt sowie der Automobilindustrie eingesetzt.

Bearbeitbarkeitsbewertung

Die Bearbeitungsleistung für jedes Material wird anhand der folgenden drei Faktoren berechnet:

• Bearbeitungsindex: Diese Sorte hat 70 % freie Bearbeitung
• Spanbildung: S235JR erzeugt kontinuierliche und handhabbare Späne
• Oberflächenbeschaffenheit: Diese Sorte kann bei Verwendung geeigneter Werkzeuge eine Oberflächenbeschaffenheit von Ra 6–3.2 µm erzielen.

CNC-Schneidwerkzeuge und Beschichtungen

Diese Tabelle gibt Aufschluss über die Werkzeuge und die erforderlichen Beschichtungen, die bei der Präzisions-CNC-Bearbeitung verwendet werden.

Empfohlene Vorschübe und Geschwindigkeiten

Mit diesen Vorschubgeschwindigkeiten und Drehzahlen erzielen Sie optimale Ergebnisse:

Halten Sie die Toleranz nach dem Stressabbau aufrecht

Im Allgemeinen ist bei Weichstahl aufgrund der guten Bearbeitbarkeit nach der Spannungsentlastung keine Haltetoleranz erforderlich. Zur Sicherheit können Sie jedoch eine Haltetoleranz von bis zu ±0.05 mm wählen.

Was ist die Oberflächenbehandlung und der Korrosionsschutz

Nach der Bearbeitung können Sie das Teil nicht mehr verwenden, da Fe eine starke Elektronegativität gegenüber Sauerstoff aufweist und daher sehr schnell rostet. Um Rost zu vermeiden, müssen Sie eine der folgenden Behandlungen anwenden:

Feuerverzinken

Es ist eines der ältesten Verfahren zum Schutz der Oberfläche von Teilen. Bei dieser Methode wird ein Teil in geschmolzenes Zink getaucht. Auf dem Stahlteil lagert sich eine Zinkschicht ab. Diese Zinkschicht fungiert als Barriere zwischen der Oberfläche des Teils und der Umgebung. Diese Schicht wird aufgrund ihrer höheren Korrosionsneigung auch Opferschicht genannt. Auf diese Weise bleibt das Material unter dieser Schicht korrosionsfrei.

Strahl- und Lackiersysteme

Wie Sie wissen, verschmutzen Staub, Öl, Fett usw. die Oberfläche während der Bearbeitung. Um die Oberfläche zu reinigen, wird zunächst ein Sandstrahlverfahren durchgeführt, bei dem schnell fliegende kleine Kugeln ständig auf die Oberfläche treffen und sie reinigen. Anschließend wird die Farbe aufgetragen, die zusätzlich als Schutzschicht dient und Oxidation und Feuchtigkeit vorbeugt.

Warum brauchen wir den Korrosionsschutz

Wenn Sie ein Teil aus Weichstahl in einer offenen Umgebung verwenden, wie z. B. einen Turm aus Weichstahl, korrodiert es innerhalb weniger Monate vollständig. Nach einiger Zeit verliert das Material seine Integrität und beginnt, an Festigkeit zu verlieren. Letztendlich bricht es katastrophal und verursacht schwere Schäden (Personenschäden + finanzielle Verluste). Deshalb ist es sehr wichtig, jedes Teil vor Korrosion zu schützen.

Typische Anwendungen des Werkstoffs S235JR

Lassen Sie uns in diesem Abschnitt einige typische Anwendungen des Materials S235JR besprechen:

Maschinensockel

S235JR wird in den Sockeln vieler Maschinen verwendet. Dieses Material findet sich beispielsweise in den Sockeln folgender Maschinen:

• Drehbankbetten und CNC-Maschinenrahmen

Die Festigkeit dieses Materials ermöglicht es, dynamischen Belastungen während der Bearbeitung eines Teils standzuhalten.

• Untergestellplatte für Fräsmaschinen

Für ein stabiles und starres Fundament für schwere Maschinen ist S235JR aufgrund der Kombination aus Zähigkeit und Festigkeit eine sehr gute Wahl.

Fahrzeugchassis

• 6 mm gebogene LKW-Anhänger-Seitenschienen

Um einer hohen dynamischen Belastung standzuhalten, benötigen Sie ein Material mit guter Schlagfestigkeit. In solchen Fällen ist S235JR eine gute Wahl.

• Bus- und LKW-Fahrgestellkomponenten

Aufgrund des geringeren C-Gehalts ist S235JR gut schweißbar. Aus diesem Grund wird dieses Material zur Herstellung von Fahrwerkskomponenten verwendet.

Andere typische Anwendungen

Sie werden S235 in vielen anderen Anwendungen sehen, wie zum Beispiel:

1. Treppen und Handläufe
2. Lagertanks und Regale
3. Konstruktionsbalken und -stützen
4. Sicherheitsbarrieren

Als  hoch recycelbar Aufgrund seiner Langlebigkeit ist S235JR auch eine beliebte Wahl für die umweltfreundliche Fertigung in der EU und wird bei der Herstellung von energieeffizienten Komponenten eingesetzt.

S235JR im Vergleich zu höherfesten Strukturgüten

Außer S235JR gibt es in der Norm EN 3 noch drei weitere Güten, die als höherfeste Konstruktionsgüten bezeichnet werden.

Was ist eine höherfeste Qualität?

Bei den folgenden Güten handelt es sich um die höherfesten Güten der EN 10025, die bessere mechanische Eigenschaften bieten und daher eher für Anwendungen mit hohen Belastungen nachgefragt werden.

Wie bereits im Fall von S235JR erwähnt, zeigt 235 seine Streckgrenze. Dasselbe gilt für diese 3 Sorten:

• S275: 275 MPa Streckgrenze
• S355: bedeutet 355 MPa Streckgrenze
• S420: 420 MPa Streckgrenze

S235JR vs. S355JR

Ein Unterschied der mechanischen Eigenschaften zwischen S235JR und S355JR ist unten in der Tabelle aufgeführt:

Kraft & Gewicht

Bei Verwendung von Trägern aus S355JR-Material benötigen Sie weniger Material als bei S235JR, da S355 eine höhere Streckgrenze aufweist. Das bedeutet, wenn Sie Festigkeit und Gewicht reduzieren möchten, verwenden Sie S355JR anstelle von S235JR.

Kosten und Verfügbarkeit

Beide Stahlsorten sind gängig und auf dem Markt leicht erhältlich. S355JR ist 10–20 % teurer (600–700 €/Tonne) als S235JR (500–600 €/Tonne), bei größeren Strukturanwendungen bleibt S355JR jedoch aufgrund des geringeren Materialverbrauchs kostengünstig.

Ermüdung und dynamische Belastung

Für dynamische Belastungen, wie sie beispielsweise bei Kränen, Brücken und Fahrzeugchassis auftreten, ist S355JR aufgrund der höheren Dauerfestigkeit die bessere Wahl als S235JR.

Fazit

Wir kommen zu dem Schluss, dass S235JR ein wichtiger, kostengünstiger Werkstoff ist, der hauptsächlich in strukturellen Anwendungen eingesetzt wird. Um die strukturelle Integrität zu erhalten, werden zusätzliche Oberflächenbehandlungen durchgeführt, um die Korrosionsbeständigkeit und Haltbarkeit zu erhöhen. Die Norm EN 10025 bietet verschiedene Güten an. Daher sollten Sie sich vor der Wahl der Stahlsorte zunächst über die Anforderungen Ihres Projekts im Klaren sein. Wählen Sie beispielsweise bei dynamischen Belastungen die Güte S355JR anstelle von S235JR.

Wenn Sie Unterstützung bei Ihrem Projekt benötigen, z. B. bei der Bearbeitung, wenden Sie sich an TUOFA. Wir sind mit modernsten CNC-Maschinen ausgestattet und können mit unserem Fachwissen Ihre Anforderungen erfüllen. Wir liefern unsere Dienstleistungen schnell und zu niedrigeren Preisen als der Markt.

FAQs zu S235JR

Ist S355JR stärker als S235JR?

Ja, S355JR hat eine Streckgrenze von 355 MPa, die höher ist als die Streckgrenze von S235JR (235 MPa).