Einteilung der Stähle

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Übersicht Stahllexikon

Früher wurde als wesentliches Merkmal für Stahl die Härtbarkeit herangezogen. Auch die früher übliche Definition, nach der Stähle ohne Nachbehandlung knetbare (schmieden und walzen) Eisen-Kohlenstoff-Legierungen waren, verliert an Bedeutung, da sich zum einen die Zahl der nicht schmiedbaren Stähle und zum anderen die der schmiedbaren Gusseisensorten beträchtlich erhöht hat.
Die DIN EN 10020 definiert den Begriff STAHL und teilt ihn nach Sorten ein. Demnach werden die Stahlsorten nach ihrer chemischen Zusammensetzung und nach Hauptgüteklassen eingeteilt.

Bild 19.1. Einteilung der Stähle nach DIN EN 10020

 

Wie aus der Abbildung ersichtlich ist, wird weiter in unlegierte, nichtrostende und andere legierte Stähle differenziert.
Nach der Hauptgüteklasse wird bei dem unlegierten und bei den anderen legierten Stählen noch zwischen Qualitäts- und Edelstählen unterschieden.
Die frühere Hauptgüteklasse der Grundstähle wurde gestrichen. Die Stähle sind den unlegierten und den legierten Stählen zugeordnet worden.
Die normgerechte Kurzbezeichnung, die eine Sorte kennzeichnen soll, wird nach der DIN EN 10027, Bezeichnungssystem für Stähle festgelegt.

 

CHEMISCHE ZUSAMMENSETZUNG

Unlegierte Stähle

Kein Element darf den Grenzgehalt in der nachfolgenden Tabelle erreichen.

Element

Massenanteil in %

Al Aluminium

0,30

B Bor0,0008
Bi Bismut0,10
Co Cobalt0,30
Cr Chrom0,30
Cu Kupfer0,40
La Lanthanide (einzeln gewertet)0,10
Mn Mangan1,65 1)
Mo Molybdän0,08
Nb Niob0,06
Ni Nickel0,30
Pb Plei0,40
Se Selen0,10
Si Silizium0,60
Te Tellur0,10
Ti Titan0,05
V Vanadium0,10
W Wolfram0,30

Sonstige (ohne C; P; S und N)

jeweils 0,10

1) Falls für Mn ein Höchstwert festgelegt ist, ist der Grenzwert 1,80%.

Nichtrostende Stähle

Stähle mit einem Massenanteil an Cr von mindestens 10,5% und einem C-Gehalt von höchstens 1,2%.

Andere Legierte Stähle

Mindestens ein Element aus der obigen Tabelle muss den Grenzgehalt erreichen oder überschreiten und nicht unter die Definition für nichtrostende Stähle fallen.

 

HAUPTGÜTEKLASSEN

Unlegierte Qualitätsstähle

Für sie bestehen festgelegte Anforderungen an die Zähigkeit, Korngröße und Umformbarkeit. Die Anforderungen bei unlegiertem Elektroblech und -band bestehen aus dem Ummagnetisierungsverlust, die magnetische Induktion, Polarisation oder Permeabilität.

Unlegierte Edelstähle

Werden beschrieben durch: einen höheren Reinheitsgrad gegenüber Edelstählen, gleichmäßiges Ansprechen auf das Vergüten oder Oberflächenhärten, genaue Einstellung der chemischen Zusammensetzung sowie Anforderungen an die Kerbschlagarbeit AV im vergüteten Zustand, die Einhärtetiefe oder Oberflächenhärte im gehärteten, vergüteten oder oberflächengehärteten Zustand, niedrige Gehalte an nichtmetallischen Einschlüssen, Höchstgehalte an P und S, Mindestwerte für die Kerbschlagarbeit, Kernreaktorstähle mit Begrenzung von Cu, Co und V, festgelegte elektrische Leitfähigkeit, kontrolliertes Aushärten bei Abkühlung aus der Warmformgebungstemperatur und Spannstähle.

Nichtrostende Stähle

Sie werden unterteilt nach dem Ni-Gehalt in Stähle mit weniger als 2,5% Ni und Stähle mit mehr als 2,5% Ni.
Nach den Haupteigenschaften in: korrosionsbeständige Stähle, hitze- und zunderbeständige Stähle und warmfeste Stähle.

Andere Legierte Qualitätsstähle

Für sie bestehen festgelegte Anforderungen, z.B. Zähigkeit, Korngröße, Umformbarkeit. Sie sind im Allgemeinen nicht zum Vergüten oder Oberflächenhärten bestimmt.
Beispiele für legierte Qualitätsstähle: schweißgeeigneter Feinkornstahl, Druckbehälterstähle und Rohre, die folgende Bedingungen erfüllen: Mindeststreckgrenze < 380 MPa für Dicken > 16 mm, Legierungsgehalte, die den Grenzgehalt der unten stehenden Tabelle nicht überschreiten, festgelegte Kerbschlagarbeit. Weiterhin legierte Stähle für Schienen, Spundbohlen und Grubenausbaustahl, legierte Stähle für warm- oder kaltgewalzte Flacherzeugnisse für schwierige Kaltumformung, die kornfeinende Elemente wie Bor, Niob, Titan, Vanadium (Vanadin) und/oder Zirkonium enthalten (außer Stähle für Druckbehälter und Rohre), Dualphasenstähle, legierte Stähle, in denen Cu das einzige festgelegte Legierungselement ist, legiertes Elektroblech und -band mit Anforderungen an den Ummagnetisierungsverlust, die magnetische Induktion, Polarisation oder Permeabilität.

Festgelegtes Element

Grenzwert - Massenanteil in %

Cr Chrom0,50
Cu Kupfer0,50
Mn Mangan1,80
Mo Molybdän0,10
Nb Niob0,08
Ni Nickel0,50
Ti Titan0,12
V Vanadin0,12
Zr Zirkon0,12

Grenze der chemischen Zusammensetzung zwischen Qualitäts- und Edelstählen schweißgeeigneter legierter Feinkornbaustähle

Andere legierte Edelstähle (außer nichtrostende Stähle)

Genaue Einstellung der chemischen Zusammensetzung sowie der Herstellungs- und Prüfbedingungen, dadurch verbesserte Eigenschaften, die häufig in Kombination und innerhalb eng eingeschränkter Grenzen festgelegt sind.
Beispiele legierter Edelstähle: Legierter Maschinenbaustahl, legierte Stähle für Druckbehälter, Wälzlagerstähle, Werkzeugstahl, Schnellarbeitsstähle u.a.

Eine nicht genormte, aber übliche Einteilung der Stähle erfolgt nach dem praktischen Verwendungszweck. Danach werden die Stähle in Baustähle und Werkzeugstähle eingeteilt. Unter den Begriff Baustahl fallen alle Stahlwerkstoffe, die im Maschinenbau, Fahrzeugbau, Stahlbau usw. ihre Verwendung finden. Als Werkzeugstähle werden alle Stähle bezeichnet, aus den Hand- und Maschinenwerkzeuge, Gesenke, Tiefziehwerkzeuge usw. gefertigt werden.

s. Aushärten
s. Bezeichnungssystem für Stähle
s. Bor
s. Druckbehälter
s. Einhärtetiefe (Eht)
s. Feinkorn[bau]stahl
s. Grubenausbaustahl
s. Hitze- und zunderbeständige Stähle
s. Induktion
s. Kerbschlagarbeit AV
s. Korngröße
s. Korrosionsbeständige Stähle
s. Legierter Edelstahl
s. Legierter Qualitätsstahl
s. Legierter Stahl
s. Maschinenbaustahl
s. Nichtmetallische Einschlüsse
s. Nichtrostende Stähle
s. Niob
s. Oberflächenhärten
s. Permeabilität
s. Reinheitsgrad
s. Schiene
s. Schnellarbeitsstähle
s. Spundbohle
s. Titan
s. Umformbarkeit
s. Ummagnetisierungsverlust
s. Unlegierter Edelstahl
s. Unlegierter Qualitätsstahl
s. Unlegierter Stahl
s. Vanadium (Vanadin)
s. Vergüten
s. Werkzeugstahl
s. Zirkon[ium]

 

Bild 19.2. Einteilung der Stähle nach dem Verwendungszweck