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 Stahl, NE-Metalle, Sonderwerkstoffe und artverwandte Werkstoffe / Materialien 

Werkstoffgruppe

Beschreibung

Unlegierter Baustahl

Zu den unlegierten Baustählen zählen alle kohlenstoffarmen Stähle, bei denen die Eisenbegleiter festgelegte Mindestwerte nicht überschreiten. Für ihre Verwendung sind vor allem die Streckgrenze, die Umformbarkeit und die Schweißeignung entscheidend. Sie sind weich, biegsam, zäh und dehnbar, aber nicht durch Wärmebehandlung härtbar.

Die Streckgrenzen liegen zwischen 185 und 450 N/mm². Diese Stähle sind kostengünstig und reichen für die meisten einfachen Anwendungen aus. Mit steigendem Kohlenstoffgehalt erhöhen sich Festigkeit und Härte, jedoch vermindern sich dadurch die Zähigkeit, die Schmiedbarkeit und die Schweißbarkeit. Zum Einsatz kommen diese Stähle im Maschinen- und Stahlbau.

Einsatzstahl

Einsatzstähle sind legierte oder unlegierte Stähle mit niedrigen Kohlenstoffgehalten zwischen 0,05 und 0,25 %. Diese Stähle sind für die Einsatzhärtung vorgesehen. Ziel des Einsatzhärtens ist eine möglichst harte Randschicht herzustellen, während der Kern des Stahles zäh bleibt. Beim Einsatzhärten wird die Oberfläche gezielt mit Kohlenstoff angereichert und gehärtet.

Vergütungsstahl

Vergütungsstähle sind Stähle, die aufgrund ihrer chemischen Zusammensetzung für die Wärmebehandlung des Vergütens zur Erlangung höherer Festigkeiten bei guter Zähigkeit geeignet sind. Sie haben in der Regel einen Kohlenstoffgehalt von C = 0,25 – 0,60 %. Unter Vergüten versteht man eine zweistufige Wärmebehandlung, bei der der Stahl zuerst bei Vergütungstemperatur stark erwärmt und anschließend schnell abgekühlt (abgeschreckt) wird. Durch die schnelle Abkühlung verzerrt das Gefüge und so entsteht eine höhere Festigkeit. Anschließend wird der Stahl wieder leicht erwärmt (angelassen) und damit die Festigkeit etwas zurückgenommen um die Zähigkeit zu verbessern.

Vergütungsstähle sind in der DIN EN 10083 genormt.

Feinkornbaustahl

Feinkornbaustahl ist eine Bezeichnung für Baustähle, die sich in Ihren Eigenschaften speziell zum Schweißen eignen. Sie haben eine höhere Streckgrenze als vergleichbare Stähle. Aufgrund des negativen Einflusses von Kohlenstoff auf die Schweißbarkeit eines Werkstoffes beträgt der maximale Kohlenstoffgehalt bei Feinkornbaustählen weniger als 0,2 %. Diese Eigenschaften werden bei der Stahlerzeugung durch die Beisetzung von sauerstoff- und stickstoffabbindenden Elementen erreicht. Die feine Körnung im metallurgischen Gefüge wird durch Legierungselemente erreicht, deren Nitride und Carbide erst bei höheren Temperaturen in Lösung gehen. Sie sind bei gleicher Zusammensetzung fester und zäher als grobkörniger Stähle. Verwendung finden Feinkornbaustähle vor allem bei hoch auf Zug beanspruchten Stahlbetonkonstruktionen wie Brücken, beim Bau von Kränen, Hydraulikzylindern oder anderen Schweißkonstruktionen aufgrund ihrer besonderen Schweißeignung sowie im Offshore -Bereich.

Warmfester Baustahl

Warmfeste Baustähle werden für Bauteile für Kraftwerke/Wärmekraftanlagen und im Maschinenbau bei Temperaturbeanspruchungen bis ca. 550°C – 600°C verwendet. Diese Stähle besitzen auch bei hohen Temperaturen gute mechanische Eigenschaften.

Automatenstahl

Ein Automatenstahl ist ein Stahl, der für die spanenden Fertigungsverfahren Drehen und Bohren (ununterbrochener Schnitt) auf automatisierten Werkzeugmaschinen optimiert ist. Durch Legieren mit Phosphor oder Schwefel bilden sich spröde Einschüsse, an denen die Späne brechen können. Durch Legieren mit Blei entstehen feinverteilte heterogene Bleieinschlüsse im Stahl, an denen die Späne brechen können. Automatenstähle für sehr hohe Schnittgeschwindigkeiten werden mit Blei legiert. Da während des Legierens aus der Schmelze toxische Bleidämpfe frei werden, muss eine besondere Ausrüstung des Stahlwerks zum Absaugen und Abscheiden der Dämpfe eingesetzt werden. Deshalb werden bleilegierte Automatenstähle nicht mehr in großen Mengen hergestellt. Durch Legieren mit Schwefel (0,08 % – 0,4 %) und Mangan (0,7 % – 1,7 %) können ähnliche Eigenschaften eingestellt werden wie mit der Bleilegierung. Durch den Schwefelzusatz entstehen weiche, zeilenförmig ausgeprägte Mangansulfideinschlüsse im Stahl, an denen die Späne brechen. Verwendet werden Automatenstähle hauptsächlich in der Serienfertigung auf Drehautomaten und kombinierten Bearbeitungszentren. Die wichtigsten Automatenstähle sind in der DIN 1651 / EN 10087 bzw. EN 10277-3 aufgeführt.

Kaltzäher Baustahl

Kaltzähe Baustähle sind Stähle, die speziell für niedrige Temperaturen ausgelegt sind. Es handelt sich dabei um Stähle, die bei Temperaturen zwischen 0°C und -273°C eingesetzt werden. Während normalerweise bei Stählen mit sinkenden Temperaturen die Zähigkeit sinkt, wird bei kaltzähen Stählen dieser Effekt durch bestimmte Legierungselemente verzögert und somit in tiefere Temperaturbereiche verschoben. Kaltzähe Stähle werden in der chemischen und petrochemischen Industrie, der Kältetechnik und der Luft- und Raumfahrttechnik verwendet.

Nitrierstahl

Bei Nitrierstählen handelt es sich um besondere Vergütungsstähle, die sich aufgrund der Legierungselemente Al, Cr und Mo besonders für das Nitrieren eignen. Diese chemischen Elemente wirken als Nitridbildner. Nitrierstähle haben einen Kohlenstoffgehalt von C = 0,31 – 0,41 %. Beim Nitrieren wird die Oberfläche mit Stickstoff behandelt. Dazu wird der Stahl in einem mit Stickstoff abgebenden Medium (Gas/Flüssigkeit) geglüht. Dabei bilden sich extrem harte Nitride, die die Oberfläche verschleißfest machen.

Wälzlagerstahl

Wälzlagerstähle zeichnen sich durch ein hohes Maß an Härte, Standzeit, Verschleißfestigkeit und Maßbeständigkeit aus. Auf Grund dieser guten Eigenschaften werden diese Legierungen für verschleißbeanspruchte Bauteile im Maschinenbau und in der Automobilbranche verwendet. Sie finden ihren Einsatz z. B. als Kugel-, Rollen- und Nadellager sowie in verschleißbeanspruchten Bauteilen wie Pumpenwellen.

Nichtmagnetisierbarer Stahl

Nichtmagnetisierbare Stähle zeichnen sich durch eine niedrige Permeabilität , das Fehlen jeglicher Magnetisierbarkeit und eine hohe Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit aus. Durch das Zulegieren der Legierungselemente Mangan und Molybdän wird gegenüber normalen rost- und säurebeständigen Stählen das austenitischen Gefüge stabilisiert. und die Ferritbildung vermieden. Dadurch erreicht man die amagnetischen Eigenschaften sowie eine höhere Beständigkeit gegen Seewasser. Diese Legierungen werden auch U-Boot-Stahl genannt.
Verwendung finden diese Stähle im U-Boot Bau, bei Navigationsinstrumenten und in Taucheruhren.

Wetterfester Baustahl

Als Wetterfester Baustahl wird eine Gruppe von Baustählen bezeichnet, die durch die Zulegierung sehr geringer Anteile von Chrom, Kupfer, Nickel oder Phosphor eine witterungsbeständige Deckschicht (Patina) bilden. Weil diese Legierungsbestandteile so gering sind(unter 1%), unterscheiden diese Stähle sich außer in der Wetterfestigkeit nur sehr gering von den üblichen Baustähle. In der chemischen Zusammensetzung ähneln die wetterfesten Stähle den Baustählen, weshalb diese in EN 10025-5 mit erfasst sind. Die Bezeichnung der wetterfesten Baustähle, die wegen ihrer geringen Verunreinigung mit unerwünschte Elementen, wie beispielsweise Schwefel gemäß EN 10020 zu den Edelstählen gehören, wird dort analog zu den unlegierten Baustählen vorgenommen. Als letzter Buchstabe wird ein W für wetterfest bzw. WP für phosphorlegierte wetterfeste Stähle angehängt: S235J2W ist folgerichtig ein wetterfester Baustahl mit 235 N/mm² Streckgrenze. In Deutschland sind allerdings gemäß Bauregelliste A nur solche Stähle bauaufsichtlich zugelassen, die nicht phosphorlegiert sind. Die phosphorlegierten Stähle sind zwar grundsätzlich auch schweißgeeignet, allerdings müssten bei ihnen besondere Vorsichtsmaßnahmen beachtet werden.
Wetterfeste Stähle, die auch COR-TEN Stähle genannt werden, finden hauptsächlich in der Architektur, bei Skulpturen und im sichtbaren Stahlbau Ihre Verwendung.

Mikrolegierter Stahl

Federstahl

Höherfester Stahl

Dualphasen-Stahl

Complexphasenstahl

Hochfester Mehrphasenstahl

Feinkorn-Kaltpressstahl

Kaltfließpressstahl

Stahl für Oberflächenhärtung

Unlegierter Werkzeugstahl

Werkzeugstahl für Kaltarbeit

Werkzeugstahl für Warmarbeit

Schnellarbeitsstahl

Rost- und Säurebeständiger Stahl

Hitzebeständiger Stahl

Ventilstahl

Hochwarmfester Stahl

Hochfester Stahl

Druckwasserstoffbeständiger Stahl

Nickel- und Cobaltlegierungen

Heizleiterlegierungen