In diesem umfassenden Beitrag erklären wir dir alles, was du über Stahlbezeichnungen wissen musst. Von den grundlegenden Definitionen über die Normen bis hin zu anschaulichen Beispielen und häufig gestellten Fragen: Dieser Text bietet dir eine Top-Erklärung, um perfekt auf deine Prüfung oder den praktischen Einsatz vorbereitet zu sein.
Was ist die Stahlbezeichnung?
Definition
Die Stahlkennzeichnung [nicht selten Stahlbezeichnung] beschreibt die standardisierte Klassifizierung von Stählen, um deren Zusammensetzung, Eigenschaften, Herstellungs- und Behandlungsprozesse eindeutig zu identifizieren. Diese Kennzeichnungen sind für den technischen Einsatz unverzichtbar, da sie eine klare Grundlage für Auswahl, Verarbeitung und Anwendung bieten.
Als Stahl bezeichnet man alle Werkstoffe deren Massenanteil an Eisen größer ist als der aller anderen Elemente. Der Kohlenstoffgehalt muss jedoch weniger als 2 % C betragen. Als Ausnahme gelten einiger Chromstähle, deren Gehalt leicht über 2 % C liegt.
Wichtige Eigenschaften von Stahl:
-
Hervorragende Festigkeit: Stahl ist belastbar und langlebig.
-
Vielfalt an Legierungen: Durch Hinzufügen von Elementen wie Chrom, Nickel oder Mangan kann Stahl an spezifische Anforderungen angepasst werden.
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Leichte Bearbeitbarkeit: Stahl lässt sich gut formen, schneiden und schweißen.
Normen zur Stahlbezeichnung
Die Bezeichnung von Stählen folgt den europäischen Normen DIN EN 10020 und DIN 17006. Diese Normen helfen, die Eigenschaften und die Anwendungsbereiche von Stählen klar zu klassifizieren.
DIN EN 10020: Stahl nach Reinheitsgrad
Hier wird Stahl nach dem Gehalt seiner Hauptbestandteile unterschieden. Die Norm unterteilt in:
-
Unlegierte Stähle: Der Anteil an Legierungselementen bleibt unter definierten Grenzwerten. Beispiele:
-
Aluminium (Al): max. 0,30 %
-
Chrom (Cr): max. 0,30 %
-
-
Legierte Stähle: Legierungselemente überschreiten die Grenzwerte. Beispiele:
-
Chrom (Cr): ≥ 0,50 %
-
Nickel (Ni): ≥ 0,50 %
-
-
Nicht rostende Stähle: Chromgehalt ≥ 10,5 %, Kohlenstoffgehalt max. 1,2 %.
Elementgrenzwerte für unlegierte Stähle:
| Element | Grenzwert in % |
|---|---|
| Aluminium (Al) | ≤ 0,30 |
| Bor (B) | ≤ 0,0008 |
| Bismut (Bi) | ≤ 0,10 |
| Blei (Pb) | ≤ 0,40 |
| Chrom (Cr) | ≤ 0,30 |
| Cobalt (Co) | ≤ 0,30 |
| Kupfer (Cu) | ≤ 0,40 |
| Mangan (Mn) | ≤ 1,65 |
| Molybdän (Mo) | ≤ 0,08 |
| Niob (Nb) | ≤ 0,06 |
| Nickel (Ni) | ≤ 0,30 |
| Selen (Se) | ≤ 0,10 |
| Silicium (Si) | ≤ 0,60 |
| Tellur (Te) | ≤ 0,10 |
| Titan (Ti) | ≤ 0,05 |
| Vanadium (V) | ≤ 0,10 |
| Wolfram (W) | ≤ 0,30 |
| Zirconium (Zr) | ≤ 0,05 |
| Weitere Elemente | ≤ 0,10 |
Nicht rostende Stähle:
-
Enthalten mindestens 10,5 % Chrom.
-
Der Kohlenstoffanteil beträgt maximal 1,2 %.
Elementgrenzwerte für legierte Stähle:
| Element | Grenzwert in % |
| Chrom (Cr) | > 0,50 |
| Kupfer (Cu) | > 0,50 |
| Mangan (Mn) | > 1,80 |
| Molybdän (Mo) | > 0,10 |
| Niob (Nb) | > 0,08 |
| Nickel (Ni) | > 0,50 |
| Titan (Ti) | > 0,12 |
| Vanadium (V) | > 0,12 |
| Zirconium (Zr) | > 0,12 |
DIN 17006: Stahl nach Verwendungszweck
Diese Norm klassifiziert Stähle nach ihrem Verwendungszweck und Herstellungsverfahren. Sie gibt an:
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Den Kurznamen des Stahls (z. B. ST37, C60).
-
Das Herstellungsverfahren.
-
Die Vergießungsart (z. B. Kokillenguss).
Wichtige Hauptgüte-Klassen
1. Unlegierte Stähle
Diese Stahlsorten enthalten keine oder nur minimale Mengen von Legierungselementen. Beispiele:
-
ST37 (Baustahl): Ein einfacher Stahl mit einer Zugfestigkeit von 37-45 kp/mm². Verwendet im Maschinen- und Gebäudebau.
-
C10 (Einsatzstahl): Kohlenstoffgehalt von 0,10 %. Ideal für härtere Randschichten durch Einhärtung.
2. Nicht rostende Stähle
Stähle mit einem Chromgehalt von mindestens 10,5 %, die gegen Korrosion resistent sind. Beispiel:
-
X5CrNi18-10: Häufig in Küchengeräten und Medizintechnik verwendet.
3. Legierte Stähle
Der Gehalt bestimmter Legierungselemente übersteigt definierte Mindestwerte. Beispiel:
-
C60 (Vergütungsstahl): Enthält 0,6 % Kohlenstoff, ideal für Teile mit hohen Festigkeitsanforderungen.
Anschauliche Beispiele
Beispiel 1:
-
Eigenschaften: Niedrige Festigkeit, hohe Duktilität.
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Einsatzgebiet: Gebäudebau, einfache Maschinen.
-
Vorteile: Preiswert, leicht bearbeitbar.
Beispiel 2:
-
Eigenschaften: Korrosionsbeständig, höherer Preis.
-
Einsatzgebiet: Spülbecken, chirurgische Instrumente.
-
Vorteile: Langlebig, hygienisch.
Beispiel 3:
-
Eigenschaften: Härte durch Wärmebehandlung.
-
Einsatzgebiet: Zahnräder, Wellen.
-
Vorteile: Hohe Verschleißfestigkeit.
Erweiterte Beispiele und Anwendungstipps
Werkzeugstähle
Diese Stahlsorten werden speziell für die Herstellung von Werkzeugen verwendet. Sie zeichnen sich durch hohe Härte und Verschleißfestigkeit aus. Beispiel:
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1.2379 (D2): Hoher Kohlenstoff- und Chromgehalt, ideal für Schneidwerkzeuge.
Hochfeste Feinkornbaustähle
Verwendet im Maschinenbau und bei hochbelasteten Bauteilen. Beispiel:
-
S690QL: Höhere Festigkeit und Zähigkeit durch thermomechanische Walzverfahren.
Mögliche Fragestellungen | Häufig gestellte Fragen (FAQs)
1. Warum sind Stahlbezeichnungen wichtig?
Stahlbezeichnungen helfen Ingenieuren und Technikern, den richtigen Stahl für spezifische Anwendungen zu wählen. Sie informieren über Zusammensetzung, Eigenschaften und Verwendungszweck.
2. Wie unterscheidet sich unlegierter Stahl von legiertem Stahl?
Unlegierter Stahl hat einen niedrigen Gehalt an Legierungselementen, während legierter Stahl höhere Anteile besitzt, die spezifische Eigenschaften wie Korrosionsbeständigkeit oder Härte verbessern.
3. Was bedeuten die Zahlen in Stahlbezeichnungen wie C60?
Die Zahlen geben den Kohlenstoffgehalt in Hundertsteln an. C60 bedeutet z. B. 0,60 % Kohlenstoff.
4. Welche Normen regeln die Stahlbezeichnungen in Europa?
DIN EN 10020 regelt die Einteilung nach Reinheitsgrad, DIN 17006 nach Verwendungszweck.
5. Wie unterscheidet man nicht rostende Stähle?
Nicht rostende Stähle haben einen Chromanteil von mindestens 10,5 % und sind korrosionsbeständig.
Zusammenfassung
Stahlbezeichnungen sind ein essenzieller Bestandteil des Ingenieur- und Technikeralltags. Die Normen DIN EN 10020 und DIN 17006 bieten klare Richtlinien, um die Eigenschaften und Einsatzbereiche verschiedener Stahlsorten zu verstehen. Anschauliche Beispiele wie ST37, C10 oder X5CrNi18-10 zeigen, wie vielseitig Stahl eingesetzt werden kann. Mit diesem Wissen kannst du sicher und kompetent mit Stahl arbeiten und den passenden Werkstoff für deine Projekte auswählen.
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