Was ist Qualitäts-, Edel- und Blankstahl?
Unter dem Motto – Unsere Nähe teilt Wissen – möchten ich Ihnen heute erklären was unter den Hauptgüteklassen Qualitäts-, Edel- und Blankstahl zu verstehen ist und wie sie hergestellt werden.
Wie wird Qualitäts-, Edel- und Blankstahl unterschieden?
Gehen wir zunächst auf die Begrifflichkeiten näher ein und erläutern was Qualitäts-, Edel- und Blankstähle sind.
Was ist ein Qualitätsstahl?
Als Qualitätsstahl wird ein Stahl definiert, der
- genau vorgeschriebene Analysegrenzen aufweist.
- der überwiegend nicht legiert und nur in wenigen Fällen legiert ist.
- der eingeengte Phosphor und Schwefel Gehalte hat.
- und der bestimmten festgelegten Anforderungen genügen muss wie beispielsweise Zähigkeit, Umformbarkeit, Schweißbarkeit.
Blankstahl wird aus entzundertem, warmgewalztem Stahl hergestellt. Er kann spanlos durch Kaltziehen oder durch spanende Verarbeitung wie Schälen oder Schleifen hergestellt werden. Fertigungsbedingt lassen sich großtechnisch nicht alle Querschnittsformen mittels spanender Bearbeitung erzeugen. So sind die Verfahren Schälen und Schleifen runden Querschnitten vorbehalten.
Herstellung der einzelnen Gütegruppen
Schauen wir uns nun einmal die Herstellung der im Vorspann genannten Gütegruppen näher an.
Der Begriff Stahl ist Bestandteil der Namensgebung dieser Gruppen. Stahl ist eine Metalllegierung die aus max. 2,06 % Massenanteile Kohlenstoff und überwiegend Eisen besteht.
Bei Kohlenstoffgehalten über 2,06 % spricht man mit wenigen Ausnahmen von Gusseisen. Das chemische Element für Eisen ist Fe, abgeleitet aus dem Lateinischen Begriff Ferrum und ist nach Aluminium das am häufigsten in der Erdkruste vorkommende Element.
Zur Herstellung von Eisen wird Eisenerz benötigt aus dem man durch Verhüttung im Hochofen Roheisen gewinnt. Roheisen enthält ca. 4 % Kohlenstoff und ist dadurch sehr spröde und praktisch für eine Weiterverarbeitung nicht zu gebrauchen.
Umwandlung von Roheisen zu Stahl
Die Umwandlung des Roheisens in Stahl erfolgt durch „Frischen“ mit Sauerstoff in Oxygenstahl- Konvertern. Auch diese Namensgebung Konverter stammt aus dem lateinischen Wort convertere und bedeutet umwandeln. Das Fassungsvermögen solcher Konverter kann je nach Hersteller zwischen 150 und ca. 400 t. betragen.
Dabei verbrennen die Roheisenbegleiter, hauptsächlich der Kohlenstoff, so heftig, dass die Schmelze z. B. mit eigenem Verfahrensschrott gekühlt werden muss.
Bei dem von thyssenkrupp entwickelten Blasmetallurgie-Prozess, abgekürzt auch TBM genannt, lässt sich durch zusätzliches Einblasen von Inertgas durch den Boden des Konverters eine im Vergleich zum klassischen Sauerstoffblasverfahren homogenere Zusammensetzung des Stahls mit engen Analysenspannen erreichen.
Das Elektrostahl-Verfahren
Eine andere Herstellmethode ist das Elektrostahl-Verfahren welches hauptsächlich dann angewendet wird, wenn die Stahlbasis nicht Roheisen, sondern Schrott ist. Auch bei der Erzeugung hochlegierter Stähle findet es Anwendung.
Mit diesen Herstellprozessen und einer folgenden Sekundärmetallurgie könnten mehr als 2000 Stahlsorten erzeugt werden, die in die bereits erwähnten Stahlgruppen unterteilt sind.
Einteilung der Stähle
Diese Einteilung der Stähle ist dann eigentlich relativ einfach:
- Sie werden in erster Linie in unlegierte und legierte Stähle eingeteilt. Diese wiederrum in Grundstähle, Qualitätsstähle und Edelstähle.
- Unlegierte Stähle sind in allen genannten Stahlgruppen, legierte Stähle jedoch nur in Qualitäts- und Edelstähle eingeteilt.
Die bereits angesprochene Hauptgüteklasse Grundstähle ist in der EN 10020 schon vor längerer Zeit entfallen und wurde mit den unlegierten Qualitätsstählen zusammengefasst.
Wann spricht man von unlegiertem oder legiertem Stahl?
Befassen wir uns nun mit den Begriffen unlegiert und legiert.
Grundsätzlich sind die Grenzen fließend. Nach der europäischen Norm DIN EN 10020 und den darin enthaltenen Tabellen, werden die Stahlsorten in Abhängigkeit festgelegter Grenzwerte in unlegierte, in nichtrostende und in andere legierte Stähle unterteilt.
Grenzgehalte der Schmelzenanalyse für die unlegierten Stähle gemäß DIN EN 10020
Zur näheren Erläuterung legierter Werkstoffe, hier mal ein Beispiel:
Der Werkstoff 42CrMo4 ist ein legierter Edelstahl, auch Vergütungsstahl genannt, mit einem mittleren Chromgehalt von 1 % und ca. 0,2 % Molybdän. Da der maximale Chromgehalt von 0,3 % und der Molybdängehalt von 0,08 % gemäß der gezeigten Tabelle überschritten wird, gelten diese Elemente als legiert und sind in der Namensgebung des Werkstoffes aufgeführt.
Ich hoffe wir konnten Ihnen einen guten Überblick über die verschiedenen Stähle geben. Im nächsten Werkstoffberater gehen wir dann auf die Lieferzustände und deren Eigenschaften genauer ein.
Bis zum nächsten Werkstoffberater. Ihr Andreas Kölsch von thyssenkrupp.
Was ist ein Blankstahl?
Neben den Begriffen Qualitäts- und Edelstahl darf der Begriff Blankstahl in diesem Zusammenhang nicht unerwähnt bleiben. Blankstahl kann legiert, unlegiert und aus den unterschiedlichsten Qualitäts- und Edelstählen hergestellt werden. Bei Blankstahl sprechen wir über sogenannte Langprodukte, hier im Besonderen über Rund-, Vierkant oder Sechskantstäbe.
- Werkstoff: X5CrNi18-10
- Werkstoffnummer: 1.4301 / AISI 304
- Normen: EN 10056 / EN 10088-3
- Längentoleranz: +/- 3 mm
- Werkstoff: X5CrNi18-10
- Werkstoffnummer: 1.4301 / AISI 304
- Normen: EN 10058 / EN 10088-2
- Längentoleranz: +/- 3 mm
- Werkstoff: X5CrNi18-10
- Herstellungsverfahren: gezogen
- Abmessung: 15 x 4 mm
- Normen: EN 10278 / EN 10088-3
- Toleranzausprägung: h11
- Werkstoff: X5CrNi18-10
- Werkstoffnummer: 1.4301 / AISI 304
- Normen: EN 10058 / EN 10088-3
- Längentoleranz: +/- 3 mm
- Werkstoff: X5CrNi18-10
- Werkstoffnummer: 1.4301 / AISI 304
- Normen: EN 10278/EN 10088-3
- Längentoleranz: +/- 3 mm
- Werkstoff: X5CrNi18-10
- Herstellungsverfahren: geschweisst geglüht
- Abmessung: 10 x 1,5 mm bis 50 x 2 mm
- Normen: EN ISO 1127 / EN 10217-7
- Werkstoff: X5CrNi18-10
- Werkstoffnummer: 1.4301 / AISI 304
- Normen: EN 10278 / EN 10088-3
- Toleranzausprägung: h11
- Werkstoff: X5CrNi18-10
- Herstellungsverfahren: geschweisst
- Oberfläche: K240 geschliffen
- Abmessung: 15 x 15 x 1,5 mm bis 60 x 60 x 2 mm
- Werkstoff: X5CrNi18-10
- Herstellungsverfahren: geschweisst
- Abmessung: 20 x 20 x 2 mm bis 120 x 80 x 3 mm
- Werkstoff: X5CrNi18-10
- Herstellungsverfahren: geschweisst
- Abmessung: 12 x 1,5 mm bis 48,3 x 2 mm
- Oberfläche: K240 geschliffen
- Werkstoff: X5CrNi18-10
- Werkstoffnummer: 1.4301
- Herstellungsverfahren: lasergeschweisst
- Abmessung: 20 x 20 x 3 mm bis 50 x 50 x 5 mm
- Normen: EN 10088-33
- Werkstoff: X5CrNi18-10
- Werkstoffnummer: 1.4301 / AISI 304
- Oberfläche: K240 geschliffen
- Normen: EN 10056 / EN 10088-3
- Abmessungen: 20 x 20 x 3 mm bis 40 x 40 x 4 mm
- Werkstoff: X5CrNi18-10
- Werkstoffnummer: 1.4301 / AISI 304
- Oberfläche: K240 geschliffen
- Normen: EN 10058 / EN 10088-2
- Abmessungen: 20 x 5 mm bis 60 x 5 mm
- Werkstoff: AlMgSi0,5
- Herstellungsverfahren: gepresst
- Abmessung: 10 x 10 x 10 x 2 mm bis 50 x 50 x 50 x 3 mm
- Normen: EN 573/755/-9
- Lieferzustand: T66
- Werkstoff: X5CrNi18-10
- Werkstoffnummer: 1.4301 / AISI 304
- Oberfläche: K240 geschliffen
- Normen: EN 10278 / EN 10088-3
- Abmessungen: 10 mm bis 16 mm
- Werkstoff: X5CrNi18-10
- Werkstoffnummer: 1.4301 / AISI 304
- Normen: EN 1088-3 / EN 10278
- Längentoleranz: +/- 3 mm
Was ist ein Edelstahl?
Als Edelstahl wird ein Stahl definiert, der
- genau vorgeschriebene und eingeengte Analysegrenzen hat.
- der überwiegend legiert und nur in wenigen Fällen unlegiert ist.
- der sehr geringe P und S Gehalte hat, und dadurch bedingt einen besonderen Reinheitsgrad aufweist.
- der besonderen und vielfältigen Anforderungen genügen muss, z. B. Härtbarkeit, Zähigkeit, Umformbarkeit, Temperaturbeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit.
- Werkstoff: S235JR
- Herstellungsverfahren: gewalzt
- Normen: EN10056/EN10025
- Werkstoff: P235TR1
- Herstellungsverfahren: geschweisst
- Abmessung: 21,3 x 2,6 mm bis 60,3 x 3,2 mm
- Normen: EN 10217-1
- Werkstoff: S235JRH
- Herstellungsverfahren: geschweisst
- Oberfläche: feuerverzinkt
- Längentoleranz: +/- 3 mm
- Werkstoffnummer: 1.0039
- Normen: EN 10219-1+2
- Werkstoff: S235JR
- Herstellungsverfahren: gewalzt
- Abmessung: 10 mm bis 25 mm
- Normen: EN10060/EN10025
- Werkstoff: S235JR
- Herstellungsverfahren: gewalzt
- Abmessung: 10 mm bis 40 mm
- Normen: EN10059/EN10025
- Werkstoff: S235JR
- Herstellungsverfahren: gewalzt
- Abmessung: 20 x 5 mm bis 100 x 10 mm
- Werkstoffnummer: 1.0038
- Normen: EN10058/EN10025
- Werkstoffnummer: 1.0026
- Herstellungsverfahren: geschweisst
- Besonderheiten: Korrosionsschutz
- Normen: EN 10255-M
- Werkstoff: S235JRH
- Herstellungsverfahren: geschweisst
- Längentoleranz: +/- 3 mm
- Werkstoffnummer: 1.0039
- Normen: EN 10219-1+2
- Werkstoff: S235JR
- Herstellungsverfahren: gewalzt
- Abmessung: 30 mm bis 60 mm
- Normen: EN10060/EN10025
- Werkstoff: S235JR
- Oberfläche: verzinkt
- Besonderheiten: Korrosionsschutz
- Abmessung: 30 x 5 mm bis 50 x 5 mm
- Werkstoffnummer: 1.0038
- Normen: EN10058/EN10025
- Werkstoff: S235JR
- Herstellungsverfahren: gewalzt
- Oberfläche: verzinkt
- Besonderheiten: Korrosionsschutz
- Abmessung: 30 x 3 mm bis 60 x 6 mm
- Werkstoffnummer: 1.0038
- Normen: EN10056/EN10025
- Werkstoff: S235JR
- Herstellungsverfahren: gewalzt
- Abmessung: 30 x 30 x 4 mm bis 60 x 60 x 7 mm
- Werkstoffnummer: 1.0038
- Normen: EN10025/EN10055
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