Baustähle werden meistens bei den Bauarbeiten von gängigsten Konstruktionen und Maschinenteilen angewandt. Die Kategorisierung von Baustählen ergibt sich aus der Einteilung in die verschiedenen Anwendungsbereiche. Erfahren Sie mehr über die Eigenschaften, die chemische Zusammensetzung sowie über die spezifische Anwendungsgebiete vom Baustahl.
Baustähle werden meistens bei den Bauarbeiten von gängigsten Konstruktionen und Maschinenteilen angewandt. Die Kategorisierung von Baustählen ergibt sich aus der Einteilung in die verschiedenen Anwendungsbereiche. Erfahren Sie mehr über die Eigenschaften, die chemische Zusammensetzung sowie über die spezifische Anwendungsgebiete vom Baustahl.
Was ist Baustahl?
Baustahl ist nichts anderes als eine Legierung aus Eisen und Kohlenstoff. Die Klassifizierung vom Baustahl erfolgt auf der Grundlage verschiedener Normen, die folgende Kriterien berücksichtigen:
- chemische Zusammensetzung
- Prozentsatz an Kohlenstoff und innere Struktur
- Reinheitsgrad
- Anwendung
Da Baustahl (neben Werkzeug- und Spezialstahl) nach seiner Anwendung eingeteilt wird, konzentrieren wir uns in diesem Artikel auf das letzte Klassifizierungskriterium. Es sollte beachtet werden, dass „Baustahl” ein weit gefasster Begriff ist. Heutzutage gibt es verschiedene Arten von Baustählen, die unterschiedliche Eigenschaften aufweisen und für unterschiedliche Zwecke verwendet werden. Hier werden Sie alles darüber herausfinden!
Baustahlarten
Die Klassifizierung von Baustählen umfasst folgende Arten:
- Baustahl für allgemeine Zwecke
- Baustahl höherer Qualität
- niedriglegierter Baustahl
- aufkohlter Baustahl
- nitrierter Stahl
- Baustähle zur thermischen Verbesserung
- Federstähle
- Automatenstähle
- Lagerstähle
- Transformatorstähle
Jede Stahlart verfügt über einzigartige chemische und physikalische Eigenschaften.
Der Allzweck-Baustahl wird üblicherweise für Maschinenteile angewandt. Es funktioniert hervorragend bei der Herstellung von Teilen, bei denen keine hohe Materialqualität erforderlich ist. Eine solche Stahlsorte ist aber nicht zur Wärmebehandlung geeignet. Allzweck-Baustahl wird als eine Stahlsorte niedrigster Qualität angesehen, da sie sehr häufig Verunreinigungen in Form von Elementen wie Silizium, Schwefel oder Phosphor enthält. Solcher Baustahl verfügt oft über unterschiedliche Kohlenstoffgehalte.
Die Abkürzung für Allzweck-Baustähle lautet StnS. „n” steht für eine Zahl von 0 bis 7, die den Kohlenstoffgehalt angibt. „S” steht für eine beruhigte Stahlsorte. Bei solchen Abkürzungen können Sie auch auf Symbole wie „X” (unberuhigter Stahl), „Y” (halbberuhigter Stahl), „V” (begrenzter Gehalt an Kohlenstoff) oder „W’ (begrenzter Gehalt an Kohlenstoff, Phosphor und Schwefel) stoßen. Eine der beliebtesten Stahlorten ist die S235JR, wobei JR für „Schlagprüfung” (Impact Test) steht.
Hochwertiger Baustahl zeichnet sich durch streng definierte Mengen an Kohlenstoff und Mangan aus. Bei solcher Stahlsorte kann der Gehalt an Kohlenstoff zwischen 0,15 und 0,19% betragen, während der Gehalt an Mangan zwischen 0,25 und 0,5% beträgt. Darin wird eine geringere Menge an Verschmutzungen (in Form von Spuren von Silizium und Phosphor) enthalten. Hochwertiger Baustahl eignet sich sowohl zur Wärmebehandlung als auch zur Zerspanung. Solche Stahlart lässt sich in drei Kategorien unterteilen:
- A – Stahl, der auf der gesamten Oberfläche zerspant werden muss
- B – Stahl, der auf ausgewählten Oberflächen zerspant werden muss
- C – Stahl, der keiner Zerspanung unterliegt.
Zur Bezeichnung von höherwertigem Baustahl werden natürliche Zahlen verwendet, die den Kohlenstoffgehalt angeben. Zusätzlich kann der Buchstabe „G” neben einer Zahl erscheinen, was auf einen höheren Gehalt an Mangan hinweist.
Niedriglegierter Baustahl zeichnet sich durch einen geringen Kohlenstoffgehalt (bis zu max. 0,22%) aus. Es wird sowohl für seine Festigkeit (in dieser Hinsicht ist es sogar besser als hochwertiger Baustahl) als auch für seine höhe Korrosionsbeständigkeit geschätzt. Es ist sowohl mit einer Zahl gekennzeichnet, die den durchschnittlichen Kohlenstoffgehalt angibt, als auch mit Buchstaben markiert, die die der Legierung zugesetzten Metalle darstellen.
Aufkohlter Stahl kann thermochemisch behandelt werden. Der Aufkohlungsprozess ermöglicht es, eine abriebfeste und harte Oberflächenschicht zu erzeugen. Eine solche Stahlsorte zeichnet sich durch eine hohe Schlagfestigkeit aus, d.h. eine Rissbeständigkeit unter dynamischer Belastung. Bei solchem Verfahren werden üblicherweise legierte Stähle mit einem Kohlenstoffgehalt in Höhe von 0,08 bis 0,25% sowie niedriglegierte Stähle und höherwertige Baustähle verwendet.
Nitrierter Stahl stellt eine andere Stahlsorte dar, die für die thermochemische Behandlung vorgesehen ist. Bei diesem Verfahren wird die Metalloberfläche mit Stickstoff gesättigt. Dies führt zur erhöhten Korrosionsbeständigkeit von der Stahloberfläche. Sowie legierte als auch niedriglegierte Stähle, die Aluminium, Chrom und Molybdän enthalten, zeichnen sich durch eine höhere Härte aus.
Stahl kann auch einer thermischen Verbesserung unterzogen werden, d.h. ein Prozess, der die Härtungs- und Vergütungsverfahren kombiniert. Niedriglegierter, wärmebehandelter legierter Stahl mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,25 bis 0,6% sowie hochwertiger Stahl weisen alle eine höhere Widerstandsfähigkeit gegen Zugfestigkeit, Rissbildung und Härteabfall auf. Die plastischen Eigenschaften wie Schlagfestigkeit, Brucheinschnürung sowie die prozentuale Dehnung nach einem Bruch werden dadurch verbessert.
Federstähle gehören gleichzeitig zu Kohlenstoffstählen (Kohlenstoffgehalt von 0,6 bis 0,85%) und niedriglegierten Stählen. Sie zeichnen sich durch eine relativ große Menge an Silizium aus. Dieses Element verringert die Plastizität. Zusätzlich werden Chrom, Mangan und Vanadium als Legierungsadditive verwendet. Bei Federstählen unterscheidet man zwischen Kohlenstoff-, nicht verchromten und verchromten Federstählen.
Der Automatenstahl wird meistens bei Drehmaschinen verwendet. Bei dem Zerspanungsverfahren einer solchen Stahlsorte entstehen spröde und kurze Späne. Dies ist auf die Zugabe von Schwefel und Phosphor zurückzuführen. Um die Verarbeitungsgeschwindigkeit zu erhöhen, werden bei dieser Stahlsorte Beimischungen von Blei und Wismut hinzugefügt.
Lager- und Transformatorstähle stellen dagegen Stahlsorten mit einem außergewöhnlich fordernden Zweck dar. Die erste Stahlsorte wird zur Herstellung von Wälzlägern verwendet. Aufgrund der spezifischen Betriebsbedingungen, bei denen Wälzlägern angewandt werden, zeichnet sich eine solche Stahlsorte durch außergewöhnliche Legierungsadditiven und Strukturen aus. Die zweite Stahlsorte dagegen wird zur Herstellung von Transformatorblechen verwendet und zeichnet sich durch besondere magnetische Eigenschaften aus.
Anwendungsbereiche von Stahl
Nach dem oberen Überblick über die verschiedenen Baustahlarten ist es jetzt an der Zeit, die häufigsten Anwendungsbereiche von Stahl unter die Lupe zu nehmen. Wie eingangs erwähnt, handelt es sich hier um eine Materialgruppe, aus der verschiedene Strukturen sowie Maschinen- und Geräteteile hergestellt werden können.
- Allzweck-Baustahl – wird aufgrund seiner guten Schweißbarkeit am häufigsten zur Herstellung von Schweißkonstruktionen sowie einfachen Maschinenteilen verwendet. Eine solche Stahlsorte funktioniert hervorragend bei der Herstellung von einfachen Stahlelementen.
- Baustahl höherer Qualität – ermöglicht eine mühelose Wärmebehandlung und Zerspanung, weshalb er in der Schweißwelt sehr hoch geschätzt wird. Eine solche Stahlsorte eignet sich zur Herstellung von Halbzeugen wie Blechen, Stahlprofilen, Rohren und Fahrzeugteilen, einschließlich Radnaben und Pumpenlaufräder.
- Niedriglegierter Baustahl – funktioniert hervorragend unter schwierigen Wetterbedingungen und wird daher beim Bau von Masten, Brücken und Schienenfahrzeugen verwendet.
- Aufkohlter Stahl – aufgrund seiner hohen Härte und Duktilität eignet er sich perfekt für die Herstellung hochfester Bauteile, z.B. Wellen und Zahnräder.
- Nitrierter Stahl – aufgrund seiner Beständigkeit gegen Kontaktspannung eignet er sich auch besonders gut für die Herstellung von Zahnrädern.
- Vergütungsstähle – geeignet für die Herstellung stark belasteter Teile wie Pleuel, Buchsen und Schleifscheiben.
- Federstahl – dank des hohen Gehaltes an Silizium, das die Plastizität dieser Stahlsorte erheblich verringert, wird er für die Herstellung von Federn, Federringen und anderen verformungsgefährdeten Elementen verwendet.
- Automatenstahl (stangenförmig) – geeignet für die Herstellung von Kleinteilen, die keinen hohen Belastungen ausgesetzt sind, z. B. Muttern, Unterlegscheiben und Schrauben.
Das Schweißen von Baustahl
Das Schweißen ist die häufigst verwendete Methode zur Verbindung von Stahlelementen. Nicht alle Stahlsorten sind jedoch dafür geeignet, was auch für Baustähle gilt. Stähle mit niedrigem Kohlenstoffgehalt verfügen in der Regel über die besten Schweißeigenschaften. Daher sind die Stahlsorten mit einem Kohlenstoffgehalt von weniger als 0,2% als schweißbar betrachtet. Nachfolgend finden Sie eine Liste von Baustählen mit guten Schweißeigenschaften:
- Allzweckstahl
- Baustahl höherer Qualität (sofern der Kohlenstoffgehalt ausreichend niedrig ist)
- niedriglegierter Baustahl
- einige Stahlsorten zum Aufkohlen (das Schweißen ist nur vor dem Aufkohlen möglich).
Die WIG-Schweißmethoden eignen sich am besten zum Schweißen praktisch aller Stahlsorten. Die MIG/MAG-Methode ist bei dem Schweißen von Baustählen auch sehr beliebt. Die MIG/MAG-Methode wird häufig bei der Verarbeitung von der Stahlsorte S235 angewendet. Stahl kann auch nach der Lichtbogenschweißmethode geschweißt werden. Schweißmaschinen, bei denen die oben genannten Methoden verwendet werden können, werden sich sowohl in der Hand von Fachleuten als auch von weniger erfahrenen Schweißern bewähren. Solche Gerätearten werden von zahlreichen Herstellern angeboten, einschließlich Stamos.
Baustähle – Normen und Eigenschaften
Baustähle werden aus einer breiten Palette von Legierungen mit unterschiedlichen Gehalten an diversen chemischen Elementen zusammengesetzt und werden natürlich für verschiedene Zwecke eingesetzt. Die Möglichkeit, Baustähle bei der Herstellung von einfachen Maschinenteilen verwenden zu können, ist zu einem gemeinsamen Kriterium geworden. Wenn Sie sich einem so breiten Thema widmen möchten, sollten Sie immer die Standards berücksichtigen, die die Zusammensetzung sowie die Kennzeichnung von Baustählen streng regeln. Wenn Sie sich für eine bestimmte Stahlsorte entscheiden, sollten Sie die Herstellerinformationen sorgfältig durchlesen. Sie enthalten in der Regel Daten wie z.B. die chemische Zusammensetzung, die mechanische Eigenschaften sowie die Verarbeitungsmöglichkeiten.
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