Stahl

Stahl ist für uns der vielseitigste Werkstoff der Welt. Vom Designer-Wandbild bis zum Rumpf eines Kreuzfahrtschiffs findet man eine unermessliche Anzahl an Anwendungsmöglichkeiten. Doch was macht Stahl eigentlich aus? Warum ist er so vielseitig einsetzbar? Schauen wir uns doch einmal die wichtigsten Merkmale des Stahls an.

Stahl: Eisen und Kohlenstoff

Aus chemischer Sicht ist Stahl eine Verbindung, die zum Großteil aus Eisen besteht. Dieser Grundstoff wird bei der Herstellung von Stahl mit Kohlenstoff gemischt, sodass eine Legierung entsteht, deren Kohlenstoffanteil an der Gesamtmasse maximal 2 % beträgt. Häufig werden auch noch andere Elemente hinzugefügt, um spezifische Stähle mit individuellen Eigenschaften zu kreieren. Dadurch vervielfachen sich die Anwendungsmöglichkeiten von Stahl noch weiter.

Stahl kann auf unterschiedliche Arten bearbeitet werden. Seine Umformung kann kalt oder warm vorgenommen werden. Standardverfahren zur Stahlverarbeitung sind das Walzen, Biegen, Ziehen und Schmieden. Auch beim Gießen, Fräsen und Schweißen behält Stahl seine typischen Eigenschaften. Er verfügt über eine hohe Festigkeit, lässt sich nach der Wärmebehandlung gut härten, bietet für stabile Konstruktionen eine hervorragende Steifheit und lässt sich dennoch ohne Stabilitätsverlust verformen. Fast jede dieser erwünschten Eigenschaften lässt sich durch die konkrete chemische Zusammensetzung des Stahls weiter steigern oder verändern.

Verwendung von Stahl

In Bauwesen und Maschinenbau führt kein Weg am Stahl als Werkstoff vorbei. In Deutschland ist vor allem der Stahlbau von großer Bedeutung. Hierbei werden Stahlkonstruktionen entworfen, etwa für Gebäude und andere tragende Gebilde. Mehr als ein Drittel der Stahlverwendung in Deutschland entfällt auf diesen Sektor. Weiterhin werden große Mengen Stahl bei der Herstellung von Automobilen benötigt. Mehr als ein Viertel der gesamten Stahlmenge in Deutschland wird zu Karosserien, Motoren oder anderen Fahrzeugteilen verarbeitet.

Nicht nur für Kraftfahrzeuge, sondern auch für Maschinen aller Art ist Stahl der Werkstoff der ersten Wahl. Turbinen, Pumpen, Krane oder Förderanlagen sind ohne den Einsatz von Stahl heute undenkbar. Brücken mit Stahlseilen, Rohre, chemische Apparate, Schienen, Behälter, Waffen und Werkzeuge aller Art und für jeden Einsatzzweck – Stahl ist überall präsent.

Alternative Werkstoffe

Aufgrund seiner hohen Dichte ist Stahl ein relativ schwerer Werkstoff. Um leichte Konstruktionen zu realisieren wird daher häufig auf andere Stoffe wie Kunststoffe, Aluminium, Titan oder Verbundstoffe aus Fasern zurückgegriffen. Insbesondere in Industriezweigen, deren Produkte von einem geringen Gesamtgewicht abhängig sind, etwa im Flugzeugbau, sind solche Alternativen anzutreffen. Die Festigkeit dieser Baustoffe kann mit Stahl jedoch nicht mithalten, weshalb eine Konstruktion ganz ohne die Verwendung von Stahl schwer zu realisieren ist. Häufig werden diese Mängel dann durch die Verstärkung kritischer Zonen mit hochfestem Stahl ausgeglichen. Dünne Stahlbleche sparen ebenfalls Masse ein und sind trotzdem hochstabil. Nur sogenannte Faserverbundstoffe können mit der Festigkeit eines guten Stahls mithalten, sind dafür aber deutlich schwieriger zu verarbeiten.

Im Jahr 2016 wurden mehr als 1,63 Milliarden Tonnen Stahlbaustoffe produziert. Rechnet man die Produktionsmenge aller anderen metallischen Werkstoffe zusammen, ergäbe das nur ungefähr ein Zehntel der Menge an produziertem Stahl. Wenn es noch weitere Belege für die universelle Bedeutung von Stahl in der heutigen Welt gebraucht hat, wird sie aus den Zahlen der industriellen Produktion ersichtlich. Aus der Betrachtung dieser gewaltigen Zahlen wird auch ersichtlich, dass Stahl neben seinen hervorragenden Baueigenschaften noch einen anderen Vorteil hat: Er lässt sich zu äußerst geringen Kosten herstellen und ist daher auch zu einem günstigen Preis verfügbar.

Wussten sie schon, dass…

… Edelstahl entgegen der landläufigen Meinung nicht unbedingt rostfrei sein muss? Als Edelstahl werden Stähle mit einem besonders hohen Reinheitsgrad bezeichnet. Entscheidend ist der Phosphor- und Schwefelgehalt, der unter einem Masseanteil von 0,25 Promille liegen muss. Der häufig eingesetzte Stahl S355MC ist nach dieser Definition durchaus ein Edelstahl, der jedoch ohne zusätzliche Behandlung unter bestimmten Umwelteinflüssen zu rosten beginnt. Wir verwenden diesen Feinkornbaustahl für unsere pulverbeschichtete Holzliege „Soggiorno“.