Legierter und unlegierter Stahl - Kennen Sie den Unterschied?

Was ist Stahl?

Stahl ist eine Eisen-Kohlenstoff-Legierung mit einem Kohlenstoffgehalt von bis zu 2 %, die geknetet und wärmebehandelt wird. Neben Kohlenstoff enthält die Legierung weitere chemische Elemente, die zum Teil aus dem metallurgischen Prozess stammen, darunter Beimengungen wie Mn, Si oder Al und Verunreinigungen wie S oder P, die sich nachteilig auf das Endprodukt auswirken und zur Kalt- und Warmversprödung des Stahls führen.

Um die Eigenschaften des Stahls zu verbessern oder einen Werkstoff für eine bestimmte Anwendung herzustellen, werden jedoch absichtlich Legierungselemente zugesetzt, um die gewünschte Struktur zu erhalten, was sich erheblich auf die mechanischen Eigenschaften bei Umformprozessen, die Korrosionsbeständigkeit, die Wärmebeständigkeit usw. auswirkt.

Nach der europäischen Norm PN-EN 10020:2003 wird aufgrund der chemischen Zusammensetzung von Stahl unterschieden zwischen:

• unlegierte Stähle, auch Kohlenstoffstähle genannt, bei denen der Gehalt der einzelnen Elemente unter den in Tabelle 1 angegebenen Grenzwerten liegt,
• legierten Stählen, bei denen der Gehalt an mindestens einem der Elemente gleich oder größer ist als die in Tabelle 1 angegebenen Grenzwerte.

Tabelle 1 Grenzwerte für Elementkonzentrationen in unlegierten Stählen

Darüber hinaus werden einige Stähle, deren Elementgehalt von den in der EN angegebenen Werten abweicht, ebenfalls als legierte Stähle eingestuft.

Legierte Stähle werden auf der Grundlage ihrer Gesamtelementkonzentration üblicherweise in drei Gruppen eingeteilt:

• niedrig legierte Stähle, bei denen die Konzentration eines einzelnen Elements mit Ausnahme von C weniger als 2 % beträgt und die Gesamtsumme der Elemente 3,5 % nicht überschreitet,
• mittellegiert, bei denen die Konzentration eines Elements, außer C, zwischen 2 und 8% liegt oder die Gesamtsumme der Elemente 12% nicht überschreitet,
• hochlegiert, bei dem die Konzentration eines Elements mehr als 8 % beträgt und die Gesamtsumme der Elemente 55 % nicht übersteigt,

Je nachdem, welches Element im legierten Stahl vorherrscht, unterscheidet man u.a. auch zwischen Stählen:

• manganstähle - zeichnen sich durch hohe Festigkeitseigenschaften aus und werden häufig für den Bau von Strahlanlagen, Tresoren, abriebfesten Teilen in Mahlanlagen, Mühlenplatten usw. verwendet.
• siliziumstähle - als weichmagnetische Legierung werden sie in der Energie-, Elektronik- und Militärindustrie für die Herstellung von Motoren und Mikromotoren, Transformatoren, magnetischen Relais und Schaltern usw. verwendet.
• chrom-Nickel-Stähle - werden häufig in der Nuklearindustrie, im Maschinenbau, in der Lebensmittelindustrie, in der pharmazeutischen Industrie, im Verkehrswesen usw. verwendet.

Die weltweite Stahlproduktion besteht zu etwa 85 % aus unlegierten Baustählen, während die restlichen 15 % aus legierten Maschinen- und Baustählen sowie hitzebeständigen und hitzebeständigen Stählen, Werkzeugstählen und Stählen mit besonderen physikalischen Eigenschaften bestehen. Die Herstellung von Stahlerzeugnissen mit hohen mechanischen Eigenschaften ermöglicht die Herstellung von Leichtbaukonstruktionen mit hoher Tragfähigkeit und langer Lebensdauer sowie von Fahrzeugen mit immer geringerem Kraftstoffverbrauch und Schadstoffausstoß.

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