Stahl ist einer der wichtigsten Werkstoffe in allen Wirtschaftszweigen. Dies ist auf die guten mechanischen und physikalischen Eigenschaften zurückzuführen, die durch Legierungszusätze verbessert werden können. In diesem Artikel nehmen wir Sie mit auf eine spannende Reise durch die faszinierende Welt der Stahlsorten.
Was ist Stahl?
Stahl ist eine geschmiedete und wärmebehandelbare Legierung aus Eisen, dem man Kohlenstoff und andere Elemente absichtlich zusetzt, um ihnen bestimmte Eigenschaften zu verleihen, oder die aus Rohstoffen und Brennstoffen stammen, die man bei der Stahlproduktion verwendet. Die mechanischen und technologischen Eigenschaften von Stahl bestimmen die breite Anwendung dieses Werkstoffs in der Wirtschaft. Die Hauptmerkmale sind: Zug- und Druckfestigkeit, Elastizität, Plastizität, Duktilität, Stahlhärte, Schlagzähigkeit, Beständigkeit gegenüber der Umwelt. Stahl ist beständig gegen Druck, Biegung, Scherung und Verdrehung.
Elastizität bedeutet, dass es die Fähigkeit besitzt, nach Wegfall der Verformungskräfte wieder seine ursprüngliche Form anzunehmen. Darüber hinaus ist Stahl anfällig für plastische Verarbeitung, d. h. er behält seine verformte Form bei, nachdem Spannungen nachlassen. Durch Stanzen, Biegen oder Richten erfährt es auch bleibende Verformungen. Darüber hinaus ist der Stahl hart und beständig gegen dynamische Belastungen, die Auswirkungen erhöhter und niedriger Temperaturen sowie Faktoren, die chemische und atmosphärische Korrosion verursachen. Ein wichtiges Merkmal ist auch die Schweißbarkeit, also die Möglichkeit, dauerhafte Verbindungen durch Schweißen herzustellen. Lesen Sie auch unseren Beitrag über die Stahlherstellung.
Stahlsorten Übersicht
Unten finden Sie eine Auflistung von wichtigsten Stahlsorten:
- Baustahl: Baustahl ist der Allrounder unter den Stahlsorten. Er zeichnet sich durch hohe Festigkeit und gute Schweißbarkeit aus, was ihn ideal für den Bau von Gebäuden, Brücken und Infrastrukturprojekten macht.
- Edelstahl: Edelstahl ist für seine Korrosionsbeständigkeit und hygienischen Eigenschaften bekannt. Er findet Anwendung in der Lebensmittelverarbeitung, medizinischen Geräten, Architektur und sogar Schmuckherstellung.
- Werkzeugstahl: Werkzeugstahl zeichnet sich durch seine Härte, Verschleißfestigkeit und Zähigkeit aus. Er wird für die Herstellung von Werkzeugen, Formen und Schneidgeräten verwendet.
- Warmgewalzter Stahl: Warmgewalzter Stahl ist aufgrund seiner guten Umformbarkeit und Festigkeit bei hohen Temperaturen in der Automobilindustrie weit verbreitet. Er wird für Karosserieteile, Rahmen und Strukturkomponenten verwendet.
- Kaltgewalzter Stahl: Kaltgewalzter Stahl zeichnet sich durch eine glatte Oberfläche und enge Toleranzen aus. Er findet Anwendung in der Herstellung von Blechen, Behältern und elektronischen Bauteilen.
- Vergütungsstahl: Vergütungsstahl wird durch Wärmebehandlung gehärtet, um eine hohe Festigkeit und Zähigkeit zu erreichen. Er wird in der Herstellung von Achsen, Kurbelwellen und anderen belasteten Teilen eingesetzt.
Diese Liste ist nur ein kleiner Ausschnitt aus der faszinierenden Welt der Stahlsorten. Weitere Sorten wie rostfreier Stahl, hochfester Stahl und noch viele mehr bieten eine breite Palette von Anwendungen in verschiedenen Branchen. Stahl ist nicht nur ein Material, sondern ein Fundament, auf dem unsere moderne Welt aufgebaut ist.
Wissenswertes über Edelstahl
Edelstahl zeichnet sich durch sehr gute mechanische Eigenschaften aus und weist zudem eine hohe Korrosionsbeständigkeit auf. Er entstand durch die Kombination von Stahl mit Nickel und Chrom. Edelstahl verwendet man unter anderem in Schmuck. Es entstehen wunderschöne und äußerst langlebige Schmuckstücke. Es hat ähnliche Eigenschaften wie Silber, ist jedoch viel härter. Wir können auch von hoher Reinheit sprechen, weshalb es erfolgreich mit Edelmetallen konkurriert.
Die Korrosionsbeständigkeit steigt, wenn die Oberfläche glatt und gleichmäßig ist. Natürlich kann man nicht von 100 % Korrosionsbeständigkeit sprechen. Verschiedene Faktoren können zu seiner lokalen Entstehung beitragen. Wenn dies einmal geschieht, schreitet die Korrosion leider schnell voran. Edelstahl leitet Strom gut und ist schweißbar. Er ist beständig gegen Wasser, Dampf, Feuchtigkeit und Säuren. Er findet breite Anwendung in der Pharma-, Lebensmittel- und Kosmetikindustrie. Der große Vorteil dieses Materials ist die Wartungsfreiheit. Edelstahl hat einen reduzierten Kohlenstoffgehalt. Werden ihm mehr Chrom oder andere Stoffe zugesetzt, können seine Eigenschaften verbessert werden. Es gibt mehrere Dutzend Arten von Edelstahllegierungen.
Kohlenstoffstahl – preiswert und gut
Kohlenstoffstahl hat ein sehr breites Anwendungsspektrum. Man kommt damit in der Industrie, im alltäglichen Gebrauch sowie bei Arbeiten im Zusammenhang mit dem Bau verschiedener Gebäude in Kontakt. Menschen, die Kohlenstoffstahl verwenden, betonen einhellig, dass es sich um ein langlebiges, zuverlässiges und sehr wirksames Material handelt. Der große Vorteil ist auch, dass man dafür kein Vermögen ausgeben muss. Interessanterweise gibt es in seiner Zusammensetzung neben Kohlenstoff noch mehrere andere Elemente, nämlich: Aluminium, Silizium, Kupfer, Mangan.
Kohlenstoffstahl ist frei schweißbar und spielt daher eine unschätzbare Rolle beim Bau von Brücken, Geräten und Maschinen. Darüber hinaus ist es eines der wichtigsten Elemente bei der Herstellung von Bohrern, Scheiben und Klingen aller Art. Werkzeuge dieser Kategorie zeichnen sich durch außergewöhnliche Haltbarkeit, Widerstandsfähigkeit gegen mechanische Beschädigungen und längere Lebensdauer aus. Dank der Verwendung von Kohlenstoffstahl stellt man Produkte wie Kettenräder, Bohrer, Handsägen und Sägeblätter, Schlosserhämmer und Verlängerungen her. Der Stoff eignet sich gut für viele Branchen, aber auch außerhalb der Industrie, z. B. bei der Herstellung von Messern und Spezialwerkzeugen. Er bietet unbegrenzte Möglichkeiten und ist ein relativ preiswertes Material. Es ist leicht, mögliche Mängel darin zu erkennen.
Legierter Stahl und unlegierter Stahl
Legierter Stahl ist eine Stahlsorte, die aus Eisen, Kohlenstoff und einigen anderen Elementen besteht. Zu den weiteren vorhandenen Elementen gehören typischerweise Mangan, Silizium, Nickel, Titan, Kupfer und Chrom. Diese Elemente nennt man Legierungselemente, weil man die zu einer Legierung vermischt. Der Zweck der Zugabe dieser Elemente besteht darin, die Eigenschaften des Stahls zu verbessern. Legierter Stahl ist aufgrund des Vorhandenseins von Elementen wie Chrom korrosionsbeständig. Um die Härte und Haltbarkeit des Stahls zu verbessern, setzt man in der Regel Legierungselemente zu.
Edelstahl ist beispielsweise ein legierter Stahl. Er enthält etwa 10 % Chrom sowie Eisen und Kohlenstoff im Elementgemisch. Aufgrund seiner Korrosionsbeständigkeit nutzt man Edelstahl bei der Herstellung von Küchenartikeln. Unlegierter Stahl – auch Kohlenstoffstahl genannt – ist eine Stahlsorte, der man beim Schmelzen keine weiteren Elemente hinzufügt. Beim Schmelzen gewinnt man Metall aus seinem Erz. Bei diesem Prozess wird das Erz erhitzt und geschmolzen. Beim Schmelzen entfernt man die im Eisenerz enthaltenen Verunreinigungen. Der Schmelzvorgang führt man mehrmals durch, um den Kohlenstoff zu entfernen. Wenn zu viel Kohlenstoff vorhanden ist, handelt es sich nicht um Kohlenstoffstahl. Der Kohlenstoffgehalt sollte auf etwa 1 % reduziert werden.
Cortenstahl gegen extreme Witterungsbedingungen
Cortenstahl ist eine Stahlsorte, die in Architektur und Bauwesen immer beliebter wird. Dank seiner einzigartigen Korrosionsschutzeigenschaften und ästhetischen Werte verwendet man ihn bei der Herstellung verschiedener Arten von Elementen wie Fassaden, Zäunen und Gartenmöbeln. Cortenstahl ist eine Stahllegierung, die sich besonders durch eine hohe Rostbeständigkeit auszeichnet. Dieser Stahl wurde in den 1930er Jahren vom englischen Ingenieur John Gilbert entworfen. Er enthält Kupfer, Chrom, Nickelbeschichtung, Phosphor und Silizium, die ihm die Fähigkeit verleihen, auf der Oberfläche eine Oxidschicht zu bilden, die als natürlicher Rostschutzmechanismus wirkt. Man nutzt ihn häufig zum Bau von Gebäudefassaden. Sein rustikales Aussehen und seine Widerstandsfähigkeit gegenüber rauen Bedingungen verleihen Fassaden aus diesem Stahl ein beeindruckendes und langlebiges Aussehen. Cortenstahl wird auch zum Bau von Brücken, Fußgängerbrücken, Lärmschutzwänden und anderen Infrastrukturelementen verwendet.
Stahl ist seit Jahrhunderten ein Eckpfeiler der menschlichen Zivilisation. Seine Vielseitigkeit, Haltbarkeit und Festigkeit haben ihn zu einem der am weitesten verbreiteten Materialien in allen Wirtschaftszweigen gemacht. Egal ob im Bauwesen, der Industrie, der Medizin oder dem täglichen Leben – Stahl ist ein unverzichtbarer Begleiter. Von Wolkenkratzern über Brücken bis hin zu Schiffen und Fahrzeugen – Stahl ist überall präsent. So gibt es eine Vielzahl von Stahlsorten, jede mit ihren eigenen einzigartigen Eigenschaften und Anwendungen.