Stahl: Werkstoff mit Tradition und Zukunft

Stahl ist ein Werkstoff mit hervorragenden Eigenschaften und Möglichkeiten, die es in dieser Zusammenstellung kein zweites Mal gibt. Auch die intensive und bisher ungelöste Suche nach alternativen Werkstoffen mit ähnlichen Eigenschaften zeigt, welches Potenzial in diesem traditionsreichen Material steckt.

Wir haben unsere langjährige Erfahrung und unser aktuelles Know-how des spezifischen Zerspanungs- und Leistungsverhaltens bei der Bearbeitung von Stahl, insbesondere Bau-, Kohlenstoff-, Werkzeug- sowie Einsatzstahl und anderen unlegierten Stählen, in diesem Beitrag für Sie zusammengefasst.

Im Überblick – Stahl

Die Geschichte des Stahls reicht bis 2.000 vor Christus zurück. Schon damals wurden erste einfache Eisenwerkstoffe nachgewiesen. In der Antike und im Mittelalter wurde Erz mit Schachtöfen bei sehr hohen Temperaturen verhüttet, ohne dass es zur Schmelze kam.

Im 14. Jahrhundert nach Christus entstanden in Europa die ersten mit Holzkohle beheizten Hochöfen, die das Schmelzen von Eisen ermöglichten. Das hieraus entstandene Gusseisen war aufgrund seines hohen Kohlenstoffgehalts spröde und nicht schmiedbar.

1784 entwickelte Henry Cort das Puddelverfahren. Hierbei wurde das geschmolzene Roheisen durch manuelles Umrühren mit Luft in Kontakt gebracht, um Bestandteile wie Kohlenstoff, Schwefel oder Phosphor aus dem Material abzuscheiden. Das Verfahren ermöglichte die Herstellung eines schmiedbaren und elastischen Rohstahls, der auch Puddeleisen genannt wurde.

Im 19. Jahrhundert kam Stahl eine immer bedeutendere Rolle zu. Während die Erfindung der Dampfmaschine den Transport schwerer Lasten ermöglichte, lieferte der Steinkohlebergbau den für die Stahlherstellung notwendigen Koks.

Welche Sorten von Stahl gibt es?

Die größte Gruppe unter den Stählen bilden die Baustähle. Sie werden auch als allgemeiner Baustahl, Massenstahl, Konstruktionsstahl oder auf Englisch als structural steel bezeichnet. Diese Gruppe macht mehr als 90 % der gesamten Stahlerzeugung aus. Zu ihr zählen unlegierte Baustähle sowie Feinkorn- und wetterfeste Baustähle.

Teilweise werden auch korrosionsbeständige Edelstähle (INOX) den Baustählen zugeordnet, weil aus ihnen ähnliche Konstruktionen wie aus den oben genannten Stahlsorten gefertigt werden.

Welche Bearbeitungsmöglichkeiten bietet Baustahl?

Stahl zeichnet sich besonders dadurch aus, dass er nicht nur auf Automaten, sondern auch mit freihandgeführten Werkzeugen bearbeitet und so außerhalb von Werkhallen zu Bauwerken, Fahrzeugen, Behältern, Anlagen und vielem mehr ausgestaltet werden kann. Die Bearbeitungsmöglichkeiten von Stahl sind vielfältig:

Umformen: Biege-, Druck-, Zug- und Zugdruckumformen
Trennen: Trennschleifen, Sägen, Schneiden, brenn- und Plasmaschneiden
Spanend bearbeiten: Bohren, Drehen, Fräsen, Schleifen, Feilen
Fügen: Schweißen, Schrauben, Nieten
Oberflächen bearbeiten: Schleifen, Polieren, Bürsten, Prägen, Gravieren, Laserbeschriften
Oberflächen behandeln: Beschichten, Lackieren
Eigenschaft ändern: Glühen, Vergüten

Was sind die Einsatzmöglichkeiten von Baustahl?

Baustähle kommen als warm- oder kaltgewalzte und –gezogene Bleche, Stäbe oder Profile bzw. Rohre in den Handel. Aufgrund ihrer Materialeigenschaften und hervorragenden Bearbeit- und Schweißbarkeit werden sie in zahlreichen Branchen eingesetzt, zum Beispiel:

Stahlbau und Schlossereien
Maschinen- und Anlagenbau
Apparate- und Behälterbau
Architektur und Bauwesen
Werften und Offshoretechnik
Fahrzeugbau
Rohrleitungs- und Pipelinebau

Wieso wird gerade Baustahl so häufig eingesetzt?

Für die Verwendung von Baustählen sind vor allem die Streckgrenze, die Umformbarkeit, die Eignung zum Schweißen und die spanende Bearbeitbarkeit maßgebend. Der meist verkaufte Stahl ist der allgemeine beziehungsweise unlegierte Baustahl. Dies liegt daran, dass:

seine Eigenschaften für die häufigsten Anwendungen geeignet sind,
er kostengünstig ist,
er über sehr gute Bearbeitungs- und Schweißeigenschaften verfügt,
aus einer großen Anzahl an Legierungsvarianten die Sorte mit den individuell benötigten Bearbeitungseigenschaften ausgewählt werden kann,
eine große Auswahl an, meist genormten, Halbzeugen zur Verfügung steht.

Ausblick

Seit der Errichtung des Eiffelturms im Rahmen der Weltausstellung von 1889 hat die Stahlproduktion stetig zugenommen. Produktionsverfahren haben sich über die Jahre hinweg weiterentwickelt, so dass es heute bereits über 2.500 genormte Stahlsorten gibt, die in den verschiedensten Bereichen eingesetzt werden. Stahl gehört demnach längst nicht zum alten Eisen.

Auch aus ökologischer Sicht ist Stahl hervorragend, da er nahezu ohne Qualitätsverlust unbegrenzt recycelbar ist. Der Schrott kann nach dem Gebrauch sortenrein gesammelt, eingeschmolzen und zu neuem Werkstoff verarbeitet werden.