Stahl wird im Allgemeinen als Sammelbegriff für eine ganze Familie von Metalllegierungen verwendet. Es ist ein weit verbreitetes, äußerst vielseitiges Metall mit einem breiten Anwendungsspektrum. Stahl gibt es in verschiedenen Güteklassen, lässt sich aber im Allgemeinen in zwei Kategorien einteilen: a) Kohlenstoffstahl und b) Edelstahl.

Das grundlegende Unterscheidungsmerkmal der beiden Stahlsorten ist ihr Chromgehalt. Während Kohlenstoffstahl weniger als 10,5 % Chrom enthält, muss Edelstahl mindestens 10,5 % Chrom aufweisen, um als gleichwertig eingestuft zu werden. Dieses Merkmal verleiht den beiden Stahlsorten ihre unterschiedlichen Eigenschaften.

Unterschied zwischen Edelstahl und Kohlenstoffstahl: Edelstahl wird hauptsächlich durch die Zugabe von Chrom sowie weiterer Legierungselemente wie Nickel definiert. Er wird auch als „oxidfreier“ Stahl bezeichnet, da er so hergestellt wird, dass er vor Oxidation geschützt ist. Dank der schützenden Chromschicht, die den Eisengehalt des Metalls vor Oxidation durch Sauerstoff aus der Umgebung bewahrt, ist Edelstahl korrosionsbeständig und wird daher als „rostfrei“ bezeichnet.

Edelstahlarten Je nach Chromgehalt lässt sich Edelstahl in verschiedene Kategorien unterteilen. Edelstahl mit niedrigerem Chromgehalt ist in der Regel günstiger, aber weniger haltbar. Im Folgenden werden die Edelstahlarten mit ihren unterschiedlichen Eigenschaften aufgeführt:

Austenitisch: Dies ist die am weitesten verbreitete Edelstahlsorte. Sie zeichnet sich durch eine geringe Streckgrenze, aber hohe Korrosions- und Hitzebeständigkeit aus. Sie findet häufig Verwendung in Haushaltswaren, industriellen Rohrleitungen und Behältern, im Bauwesen und bei architektonischen Fassaden.

Ferritisch: Diese Edelstahlsorte enthält üblicherweise kein Nickel. Im Vergleich zu den meisten anderen Sorten bietet sie jedoch eine bessere Korrosions-, Hitze- und Rissbeständigkeit. Sie wird häufig in Waschmaschinen, Heizkesseln und im Innenausbau eingesetzt.

Martensitisch: Dieser Stahl ist in der Regel magnetisch und aufgrund seines geringen Chromgehalts nicht so korrosionsbeständig wie andere Edelstahlsorten. Er ist jedoch sehr fest und wird daher zur Herstellung von Messern und Turbinenschaufeln verwendet.

Duples: Es handelt sich um einen Verbundwerkstoff aus austenitischen und ferritischen Stählen, der daher sehr fest und flexibel ist. Er weist die doppelte Streckgrenze von austenitischem Edelstahl auf und findet breite Anwendung in Branchen wie der Papier-, Zellstoff-, Schiffbau- und petrochemischen Industrie.

Ausscheidungshärtender Stahl: Dieser Edelstahltyp besitzt die gleiche Korrosionsbeständigkeit wie austenitische Metalle, kann aber durch die Zugabe anderer Elemente wie Aluminium, Kupfer und Niob gehärtet werden, um ihn noch widerstandsfähiger zu machen.

Vorteile von Edelstahl

– Korrosionsbeständig

– Beständig gegen hohe und niedrige Temperaturen

– Gibt es in verschiedenen Ausführungen

– Robust und äußerst langlebig

– Pflegeleicht und einfach zu reinigen

– Langanhaltend

– Im Vergleich zu seiner Lebensdauer preisgünstig

– Kann für ein attraktives kosmetisches Finish individuell angepasst werden.

– Läuft nicht leicht an

– Umweltfreundlich und recycelbar

Anwendungsbereiche: Edelstahl findet in vielen Branchen vielfältige Anwendung. Die erste industrielle Anwendung erfolgte bereits in den 1930er Jahren durch Ford in der Automobilindustrie. Seitdem wird er in Autos für Abgasanlagen, Kühlergrills, Zierleisten und verschiedene Strukturbauteile verwendet. Auch im Flugzeugbau kommt er zum Einsatz, beispielsweise für Flugzeugzellen, Triebwerke und Fahrwerke. Seine Korrosionsbeständigkeit und Wartungsarmut machen Edelstahl besonders geeignet für den Transport und Umgang mit Chemikalien. Auch in der Medizintechnik findet Edelstahl Verwendung.

Dank seiner Festigkeit, Widerstandsfähigkeit und Flexibilität werden bestimmte Edelstahlsorten in der Architektur eingesetzt. Die ästhetischen Eigenschaften und die ansprechende Oberfläche von Edelstahl steigern seine Beliebtheit in architektonischen Anwendungen zusätzlich. Er lässt sich außerdem leicht reinigen. Kein Wunder also, dass Edelstahl deutlich teurer ist als Kohlenstoffstahl.

Edelstahl wird außerdem häufig in der Lebensmittel- und Gastronomiebranche zur Herstellung von Kochgeschirr, Besteck, Küchenaccessoires und -geräten verwendet. Interessanterweise kommen weniger duktile Edelstahlsorten für Utensilien wie Messer zum Einsatz, während duktilere Sorten für Grills, Öfen, Töpfe und Spülbecken verwendet werden.

Kohlenstoffstahl weist: wie bereits erwähnt, einen deutlich geringeren Chromgehalt auf. Er besteht aus einer kohlenstoffähnlichen Legierung mit einigen anderen Werkstoffen. Der Kohlenstoffgehalt liegt üblicherweise bei 2–2,5 %. Im Gegensatz zu Edelstahl ist Kohlenstoffstahl zwar rostanfällig, jedoch kostengünstiger und besitzt je nach Kohlenstoffgehalt unterschiedliche mechanische Eigenschaften. Kohlenstoffarme Stähle sind in der Regel weicher und lassen sich daher leichter bearbeiten und schweißen. Kohlenstoffreicher Stahl hingegen ist fester, aber auch deutlich schwieriger zu verarbeiten.

Arten von Kohlenstoffstahl: Der Kohlenstoffgehalt ist das bestimmende Element jeder Kohlenstoffstahllegierung. Die verschiedenen Arten von Kohlenstoffstahl lassen sich wie folgt kategorisieren:

Niedriggekohlter Stahl: Dies ist die am weitesten verbreitete Stahlsorte mit einem Kohlenstoffgehalt von unter 0,25 %. Da er relativ schwächer und weicher, aber duktiler und gut schweißbar ist, wird dieser Kohlenstoffstahl kostengünstig für die Bearbeitung und das Schweißen eingesetzt.

Mittelkohlenstoffstahl: Diese Stahlsorte weist üblicherweise einen Kohlenstoffgehalt von 0,25–0,6 % und einen Mangangehalt von 0,6–1,65 % auf. Durch Wärmebehandlung lässt sich die Festigkeit verbessern. Dies ist jedoch nur bei sehr dünnen Blechen möglich, sofern keine Legierungselemente hinzugefügt werden. Er ist fester, aber nicht so duktil wie niedrigkohlenstoffhaltiger Stahl.

Hochkohlenstoffstahl: Dies ist die härteste und zäheste Kohlenstoffstahlsorte. Er ist am wenigsten duktil und äußerst verschleißfest. Sein Kohlenstoffgehalt variiert zwischen 0,6 % und 1,25 %, der Mangangehalt liegt bei etwa 0,3–0,9 %.