Stahlarten

Welche Stahlarten gibt es?


Stähle werden in der Industrie, im Bauwesen oder für Gebrauchsgegenstände sowie Werkzeuge verwendet. Dabei gibt es unterschiedliche Ausführungen von Stahl. Wir zeigen Ihnen hier, wie Stähle anhand der DIN EN 10020 klassifiziert werden können und welche Stahlarten es gibt.

 

Stahlarten nach DIN EN 10020


Nach der Norm sind Stähle allgemein Legierungen aus Eisen (chemisches Element: Fe) und Kohlenstoff (chemisches Element: C) mit weniger als zwei Prozent Kohlenstoff. Eisen hat unter allen Stoffen den höchsten Anteil. Auf der Basis dieser Vorbedingung lassen sich Stähle sowohl anhand ihrer chemischen Zusammensetzung als auch über die Güteklasse einteilen. Darüber hinaus ist es möglich, Stahlarten hinsichtlich ihrer Eigenschaften und Anwendungsmöglichkeiten zu klassifizieren.

 

Unterscheidung zwischen legiertem und unlegiertem Stahl


Die DIN EN 10020 spricht von unlegiertem Stahl, wenn die Konzentration bestimmter Elemente einen vorgegebenen Gehalt nicht überschreitet. Wird bei mindestens einem dieser Elemente der Grenzgehalt überschritten, handelt es sich um legierten Stahl.

Hier einige Beispiele für den Grenzgehalt von Elementen in Stählen:

Grenzgehalt von Elementen in Stählen

 

Einteilung der legierten und unlegierten Stähle in Güteklassen


Unlegierte Stähle können anhand der DIN EN 10020 in drei Hauptgüteklassen eingeteilt werden.
  1. Grundstahl: Diese Stähle müssen keine speziellen Gütemerkmale aufweisen. Lediglich ein minimaler Gehalt an Silizium, Mangan ist vorgeschrieben. Für die Herstellung von Grundstahl müssen außerdem keine besonderen Maßnahmen bei der Herstellung getroffen werden. Er ist zudem nicht für die Wärmebehandlung vorgesehen, zum Beispiel für die Warmumformung.
  2. unlegierter Qualitätsstahl: Dieser Stahl muss keinen bestimmten Reinheitsgrad aufweisen und kann in unspezifischem Anteil nichtmetallische Elemente enthalten. Allerdings muss unlegierter Qualitätsstahl verformbar und unempfindlich gegenüber Sprödebruch sein.
  3. unlegierter Edelstahl: Bei dieser Stahlart muss ein bestimmter Reinheitsgrad gegeben sein. Er bietet die Grundlage für die weitere Verarbeitung durch Vergüten und Oberflächenhärtung. Die Eigenschaften lassen sich durch die gezielte chemische Zusammensetzung bestimmen.

Legierte Stähle gibt es in zwei Hauptgüteklassen
  1. legierter Qualitätsstahl: Dieser Stahl muss gegenüber unlegiertem Qualitätsstahl eine höhere Konzentration an Legierungselementen enthalten. Er ist jedoch nicht für die Oberflächenhärtung oder Vergütung geeignet.
  2. legierte Edelstähle: Hierbei handelt es sich um legierten Stahl, dessen Zusammensetzung der chemischen Elemente genau bestimmt wird. Davon abhängig sind die späteren Einsatz- und Verwendungsmöglichkeiten der Legierung, z.B. V4A-Edelstahl. Legierter Edelstahl kann auf vielfältige Weise weiterverarbeitet und vergütet werden. Zu den legierten Edelstählen zählen z.B. nichtrostende Stähle.
 

Einteilung der Stahlarten nach Werkstoffnummern, Kurznamen oder chemischer Zusammensetzung (DIN EN 10027-2)


Wie Edelstähle nach Werkstoffnummern und chemischer Zusammensetzung eingeteilt werden, haben wir Ihnen bereits hier erläutert. 

Nach der Norm können Stähle auch hinsichtlich ihrer physikalisch-mechanischen Eigenschaften eingeteilt werden. So gibt es sieben verschiedene Möglichkeiten, die Eigenschaften von Stählen anhand von Kürzeln zu beschreiben:
  1. Für welchen Einsatz Stahl gebraucht wird: Ein „B“ steht z.B. für Betonstahl, ein L für Stähle im Rohrleitungsbau. Gleichzeitig wird hier auch die sogenannte „Streckgrenze“ in N/mm² angegeben.
  2. Gütegruppe: Die Gütegruppe wird anhand der Kerbschlagarbeit in Joule bei 20°C bestimmt.
  3. Desoxydationsarten: Mit diesem Kürzel (z.B. G1) wird der Lieferzustand des Stahls bezeichnet.
  4. Eignung und Verwendungszweck: Ein weiterer Buchstabe gibt an, wie der Stahl weiterverarbeitet werden kann. C steht z.B. für „gut kaltumformbar“.
  5. Besondere Anforderungen: Soll der Stahl besondere Anforderungen erfüllen, kann in der Bezeichnung darauf hingewiesen werden, z.B. mit einem +F für „Feinkornstahl“.
  6. Art des Überzugs: Wurde die Oberfläche speziell behandelt, kann ein weiteres Kürzel darauf hinweisen. +OC bedeutet z.B. „organisch beschichtet“.
  7. Behandlungszustand: Wurde der Stahl z.B. weichgeglüht, findet sich in der Bezeichnung ein +A

Ein Beispiel:

B355JRG2C+A
B355 = Stahl für den Betonbau mit einer Streckgrenze von 355 N/mm²
JR = Kerbschlagarbeit 27J bei 20°C
G2 = Der Stahl wurde beruhigt vergossen.
C = Der Werkstoff kann kalt umgeformt werden.
+A = Dieser Stahl wurde weichgeglüht.

 

Einteilung von Stahl nach Anwendungsgebieten


Unabhängig von der Normierung können Stähle auch anhand ihrer Anwendungsgebiete eingeteilt werden:
  • Baustahl: Dieser Stahl wird zum Beispiel für das Errichten von Fundamenten oder Betonieren von Wänden eingesetzt.
  • Automatenstahl: Diese Stähle können industriell weiterverarbeitet werden.
  • Vergütungsstahl: Dieser Stahl eignet sich für die Vergütung.
  • Werkzeugstahl: Hierbei handelt es sich meist um Edelstähle höchster Güte und Härte.
  • Nichtrostender Stahl (=Nirosta): Das können ferritische und austenitische Edelstähle sein, wie Sie auch hier im Edelstahlrohrshop zu finden sind.
 

Fazit


Stahl lässt sich in unterschiedliche Güteklassen und in legierten bzw. unlegierten Stahl einteilen. Die Auswahl treffen Sie jedoch letztlich anhand der Werkstoffnummer oder der Kurzbezeichnung wie V2A oder V4A.


Quellen:
https://www.hs-bremen.de/internet/hsb/struktur/mitarbeiter/reinert/lehre/werk/materialien/werk_folien_kap_8.pdf