Welche Stahlsorten gibt es eigentlich?

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Autor: Maciej Skorżepo
Februar 1, 2021

Stahl ist zweifellos eines der beliebtesten und am häufigsten verwendeten Materialien. Es wird im Bauwesen, in der Automobilindustrie, in der Gastronomie und sogar in der Medizin eingesetzt. Nicht alle Stahlsorten sind jedoch für Metallkonstruktionen oder für den Einsatz in der Gastronomie geeignet. Es wurden bereits viele Stahlarten entwickelt, von denen jede für etwas anderes verwendet wird. Weitere Informationen zu den Stahlsorten und -anwendungen finden Sie in diesem Artikel.

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Stahl ist zweifellos eines der beliebtesten und am häufigsten verwendeten Materialien. Es wird im Bauwesen, in der Automobilindustrie, in der Gastronomie und sogar in der Medizin eingesetzt. Nicht alle Stahlsorten sind jedoch für Metallkonstruktionen oder für den Einsatz in der Gastronomie geeignet. Es wurden bereits viele Stahlarten entwickelt, von denen jede für etwas anderes verwendet wird. Weitere Informationen zu den Stahlsorten und -anwendungen finden Sie in diesem Artikel.

Was ist Stahl und wie wird er hergestellt?

Trotz seiner Beliebtheit wissen nur wenige Menschen, wie sich Stahl von anderen Metallen unterscheidet. Zu Beginn sollte erwähnt werden, dass es sich hier um eine Legierung aus Eisen und Kohlenstoff handelt. Nach europäischen Normen sollte die erste Komponente den größten Teil der Mischung ausmachen, während die zweite Komponente 2,11% der ganzen Mischung nicht überschreiten sollte. Bei einem höheren Kohlenstoffgehalt handelt es sich um Gusseisen. Darüber hinaus umfasst die Zusammensetzung von Stahl auch andere Metalle, Elemente oder nichtmetallische Einschlüsse, die seine Eigenschaften beeinflussen können. Mehr dazu erfahren Sie später in diesem Artikel. 

Zur Herstellung solcher Legierung werden üblicherweise zwei Methoden verwendet – die Hochofen- und die Lichtbogenofenmethode. Bei der ersten Methode werden Eisenerz, Kohle und Zusatzstoffe verwendet, aus denen das sogenannte Roheisen hergestellt wird. Dann wird es einer Raffination unterzogen, d.h. einer selektiven Oxidation, wobei unerwünschte Komponenten, einschließlich Schlacke, entfernt werden. Die Mischung wird gegossen und beispielsweise gewalzt, um Stahlprodukte wie Stangen, Bleche oder Rohre herstellen zu können. Das Lichtbogenofenverfahren basiert auf der Verwendung von recyceltem Stahlschrott. Es wird mit Hilfe von Elektrizität geschmolzen, die zwischen dem geladenen Material und den Elektroden fließt. Aufgrund der hohen Haltbarkeit von Stahl ist die Menge an Schrott, die in Lichtbogenöfen verarbeitet werden kann, relativ gering. Dies führt zu einer häufigeren Anwendung der Hochofenmethode. 

Mechanische und technologische Eigenschaften von Stahl

Stahl verfügt auch über Eigenschaften, die bei bestimmten Branchen sehr wichtig sind. Hier konzentrieren wir uns auf die konstruktionsrelevanten Merkmale. Zu nennen sind hier:

Welche Stahlsorten gibt es eigentlich?

Die Klassifizierung von Stahl beruht auf vielen Faktoren. Eine der wichtigsten ist die chemische Zusammensetzung. In dieser Hinsicht werden zwei Hauptarten unterschieden: unlegierte und legierte Stähle. Sie unterscheiden sich durch den Gehalt an Zusatzmitteln, die zur Verbesserung oder Erzielung neuer Eigenschaften verwendet werden. Eine andere häufig verwendete Stahlherstellungsmethode berücksichtigt die Verwendung von Kunststoff. Hier spricht man oft von Baustählen, Werkzeugstählen und Spezialstählen, einschließlich korrosionsbeständiger Stahlsorten. 

Unlegierte Stähle

Unlegierte Stähle werden auch als Kohlenstoffstähle bezeichnet. Sie bestehen aus vernachlässigbaren Mengen anderer Elemente. Die Norm PN-EN 10020:2003 legt die Massenkonzentrationsgrenze zusätzlicher Inhaltsstoffe bei Komponentenmischungen fest. In der folgenden Tabelle finden Sie Daten aus den geltenden Vorschriften. 

Chemische Elemente Massenkonzentration [%] 
Aluminium <0,3 
Bor <0,0008 
Bismut <0,1 
Chrom <0,3 
Cobalt <0,3 
Silizium <0,6 
Mangan <1,65 
Kupfer <0,4 
Molybdän <0,08 
Nickel <0,3 
Niob <0,06 
Blei <0,40 
Selen <0,1 
Tellur <0,1 
Titan < 0,05 
Vanadium <0,1 
Wolfram <0,3 
Andere (außer C, P, S, N) < 0,05 

Die weitere Aufteilung von unlegierten Stählen ist mit dem Kohlenstoffgehalt verbunden. Das Kohlenstoff beeinflusst die Gesamthärte und Plastizität des Materials. Daher wird es in verschiedenen Mengen verwendet, um den gewünschten Effekt zu erzielen. Folgende Stahlsorten werden unterschieden: 

Legierter Stahl 

Manchmal muss ein Material mit bestimmten Eigenschaften verwendet werden, über die die unlegierte Stahlform nicht verfügt. Zu diesem Zweck werden während der Herstellungsphase Elemente hinzugefügt, die neue Eigenschaften verleihen. Dafür steht legierter Stahl. Nach europäischen Normen sollte der Gehalt von zusätzlichen Komponenten gleich oder größer sein als der in der Tabelle mit der zulässigen Massenkonzentration angegebene Wert. Was sind die Vorteile von Zusatzkomponenten? 

  • Durch die Verwendung von Zusatzmitteln nimmt der Härtegrad von Stahl zu. 
  • Spezifische Festigkeitseigenschaften werden erreicht. 
  • Strukturelle Änderungen der Legierung kommen auch ins Spiel. 
  • Die Wärmebehandlung ist einfacher und führt zu besseren Ergebnissen. 
  • Stahl erhält neue chemische und physikalische Eigenschaften. 

Welche Parameter mit Hilfe von Zusatzkomponenten verbessert werden, hängt vom ausgewählten Element ab. Jeder führt zu unterschiedlichen Eigenschaften. Oft werden mehrere Zusatzmittel gleichzeitig verwendet, um völlig neue Legierungseigenschaften zu erhalten. Hier sind einige der gebräuchlichsten Elemente, die bei der Herstellung von legierten Stählen verwendet werden: 

Legierter Stahl kann nach der Menge der zur Herstellung verwendeten Zusatzmittel unterteilt werden. Hier sind drei Arten zu nennen: 

Stahlbezeichnung nach Anwendungszweck

Aufgrund der sehr breiten Verwendung von Stahl in verschiedenen Branchen kann er je nach Anwendungszweck unterteilt werden. Jede Stahlart verfügt über unterschiedliche mechanische und technologische Eigenschaften, die es ermöglichen, verschiedene Aufgaben auszuführen. 

Baustahl ist ein ideales Beispiel einer solchen Aufteilung. Wie der Name schon sagt, werden damit Bauwerke hergestellt, aber auch Maschinenteile oder andere Legierungen verstärkt. Es gibt verschiedene Baustahlarten: 

Werkzeugstähle sind auch sehr beliebt. Sie zeichnen sich durch einen sehr hohen Robustheitsgrad sowie durch eine hohe Abriebfestigkeit aus. Sie verformen sich auch nach langem Gebrauch nicht und sind unempfindlich gegen Überhitzung. Daher werden sie bei der Herstellung von Werkzeugen und Messgeräten verwendet. Ein relativ hoher Kohlenstoffgehalt sowie eine richtige Wärmebehandlung ermöglichen es, diese Eigenschaften zu erhalten. Werkzeugstähle können in folgende Gruppen unterteilt werden: 

Zu den Spezialstählen gehören Legierungen, die viele zusätzliche Elemente enthalten. Sie zeichnen sich durch sehr spezifische Parameter aus und erfordern eine komplexe Wärmebehandlung. Diese Stahlgruppe umfasst verschiedene gegen bestimmte externe Faktoren beständige Stahlsorten. Nachfolgend finden Sie einige Beispiele von Spezialstählen/Sonderstählen:  

Stahlbezeichnungen – wie erkennt man die Unterschiede zwischen einzelnen Stahlsorten?

Wenn Sie kein professioneller Stahlarbeiter sind und nicht auf einen Blick erkennen können, um welche Stahlsorte es sich handelt, müssen Sie sich zum Glück keine Sorgen machen. Um die Erkennung verschiedener Legierungstypen zu erleichtern, wurden spezielle Bezeichnungen eingeführt, die sich auf die Verwendung und die mechanischen Eigenschaften des Materials beziehen. Sie bestehen aus zwei Hauptsymbolen und mindestens einem Zusatzsymbol. Das erste Symbol gibt an, wofür die Stahlsorte bestimmt ist. Zu diesem Zweck wird ein Großbuchstabe des lateinischen Alphabets verwendet. Nachfolgend finden Sie die Bezeichnungen für jeden Legierungstyp: 

Das zweite Symbol beinhaltet dreistellige Zahlen, die die minimale Plastizitätsgrenze R e (MPa) darstellen. Diese Plastizitätsgrenze wird bei den meisten Stahlsorten für Produkte mit einer Dicke von weniger als oder gleich 16 mm verwendet. Die Ausnahme bilden hier die legierte Stähle, die mit Wärme behandelt werden. Bei legierten Stählen beträgt dieser Wert max. 5 mm. Bei Baustahl beträgt die minimale Plastizitätsgrenze 235, 275, 355, 420 oder 460 MPa. Erwähnenswert ist, dass die dreistellige Zahl, die mit „R” und „Y” gekennzeichneten Legierungen zu tun hat, bezieht sich auf die Mindestzugfestigkeit Rm (MPa). 

Das letzte zusätzliche Symbol hängt von seiner Art ab. Bei unlegiertem Stahl werden zwei Zeichen verwendet. Die erste bezieht sich auf die Plastizität, die durch die durchschnittliche Brucharbeit bei einer gegebenen Temperatur ausgedrückt wird. Für den Betrieb in Höhe von 24 Joule bei 20 ° C, 0 ° C und -20 ° C werden die Bezeichnungen JR, J0 bzw. J2 erwendet. Wenn der Arbeitswert 40 J beträgt und die Temperatur gleich ist, wird das Symbol „K” (KR, K0, K2) anstelle von „J” verwendet. Gn stellt das zweite zusätzliche Symbol dar, wobei n zwischen 1 und 4 liegen kann: 

Nachfolgend finden Sie beispielhafte Bezeichnungen für unlegierte Baustähle: S235J0, S235J2G3, S355K2G3. 

Ähnliche Bezeichnungen gelten für korrosionsbeständige legierte Stähle. Der Unterschied liegt darin, dass das Zeichen „W” oder „WP” am Ende verwendet wird, was auf einen erhöhten Phosphorgehalt hinweist. Beispiele: S355J2WP, S355J0W, S355J2G1W, S355K2G1W. 

Bei feinkörnigem legiertem Stahl werden auch andere zusätzliche Symbole verwendet. Das erste Symbol bezeichnet den Zustand des angefertigten Stahls: 

Das zweite Zeichen (L, L1, L2) definiert wiederum die Brucharbeit von Legierungen mit Hilfe von zusätzlichen Bezeichnungen N, M oder Q. Beispiele für feinkörnigen legierten Stahl: S275M (oder ML), S355M (oder ML). 

Besonders interessant sind die Bezeichnungen von rostfreien, säurebeständigen und hitzebeständigen Stählen. Weltweit gibt es verschiedene Normen für die Symbole, die den Qualitäten dieser Legierung zugeordnet sind. Sie können daher auf verschiedene Bezeichnungen derselben Stahlsorte stoßen. Beispielsweise trägt austenitischer Stahl die Bezeichnung X10CrNi18-8 nur in Deutschland. Glücklicherweise finden Sie im Internet öffentlich zugängliche Tabellen mit Edelstahlsorten, die alle erforderlichen Daten enthalten, um ihre Identifizierung zu erleichtern. 

Je mehr Herstellungsmethoden, desto mehr gibt es Stahlsorten

Wir können endlos über Stahl, seine Eigenschaften und alle damit verbundenen Themen sprechen. Mit der Entwicklung der Technologie wird die Anzahl neuer Legierungstypen sicherlich zunehmen. Glücklicherweise kennen Sie bereits die wichtigsten Merkmale von Stahl. Irgendeine Neuigkeiten von der Stahlbranche sollten daher kein Problem für Sie darstellen. 

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