Stahl ist ein Gemisch aus Eisen und anderen Elementen, wie Kohlenstoff, Nickel, Mangan und anderen Elementen. Eisen besteht nur aus dem einen chemischen Stoff „Eisen“ und ist verhältnismäßig weich, rostet sehr schnell und kann nicht gehärtet werden. Reines Eisen ist weich und wird im allgemeinen als Weicheisen bezeichnet. Man findet Weicheisen oft in elektrischen Relais als gut magnetisierbaren Spulenkern.
Stahl wurde in Europa von ca. 800 v.Chr. bis ca. 1200 n.Chr. ausschließlich als Rennstahl in einem Renn-Ofen erzeugt, bei dem der Stahl nicht in die Schmelze kommt. Ab ca. 1200 n.Chr. wurde der Stahl in bestimmten Fällen bei der Produktion auch in die Schmelze gebracht (z.B. für die ULFBERHT-Schwerter und der „echte“ Damaszenerstahl), wobei er aber ca. 3% Kohlenstoff aufnimmt und so zu Gußstahl wird, der nicht geschmiedet werden kann. Man hatte dann verschiedene recht aufwändige Methoden („frischen“) entwickelt, um den Kohlenstoffgehalt im Stahl zu senken, um ihn schmieden zu können, was aber erst durch die Erfindung des Puddelverfahrens ab 1855 effektiv gelang. Nach 1855 begann die industrialisierte Produktion von hochwertigen Stählen.
Hier sind die härtesten chemischen Elemente und hier die weichsten chemischen Elemente aufgelistet.
Rennstahl muss geschmiedet und feuerverschweißt werden, um eine brauchbare Qualität zu bekommen. Er kann nur bis zu einer Stärke von etwa 4 mm gehärtet werden. Rennstahl enthält daher auch typischerweise Einschlüsse von Fremdstoffen und ist in seiner Zusammensetzung ungleichmäßig. Rennstahl wird nicht auf Kohlenstoffbasis gehärtet.
Unter die Bezeichnung „Allgemeine Baustähle“, fallen unlegierte und niedriglegierte Stähle. Verwendung finden Baustähle warmumgeformt (Anlieferungszustand), normalgeglüht oder kaltumgeformt. Wie beschrieben ist die Festigkeit der Baustähle - und somit auch die der allgemeinen Baustähle - im Vergleich zu anderen Stahlsorten mäßig, wobei sie noch ausreichend zäh sein müssen und nicht warm- oder kaltbrüchig sein dürfen.
Unter wetterfesten Baustählen versteht man korrosionsträge Baustähle. Die Korrosionsträgheit zeichnet sich dadurch aus, dass sich an der Luft eine Rostschicht bildet, die nicht weiter Fortschreitet und selbst vor weiterer Korrosion schützt. Um diesen Effekt zu erzielen wird der Stahl mit ca. 0,6% Cr
, 0,4% Cu
und 0,3% Ni
legiert, wobei ein erhöhter Phosphorgehalt zugelassen wird.
Bei den hochfesten schweißbaren Baustählen wird die hohe Festigkeit durch die Korngröße erzielt. Gewünscht ist dabei ein möglichst feines Korn. Ein feines Korn wir bei Stählen unter anderem durch die Legierungselemente Aluminium
, Niob
und Chrom
erzielt. Zusätzlich fördern diese Legierungselemente die Ausscheidung von Nitriden und Carbiden.
Für eine gute Schweißbarkeit ist ein Kohlenstoffgehalt unter 0,22%
anzustreben. Daher ist die Erhöhung des Kohlenstoffgehalts zur Steigerung der Festigkeit bei den hochfesten schweißbaren Baustählen nicht möglich.
Mischt man dem Eisen bis zu 2,1%
Kohlenstoff zu, dann bekommt man einen Kohlenstoffstahl (Karbonstahl), der aus den chemischen Stoffen „Eisen“ und „Kohlenstoff“ besteht.
Kohlenstoff- oder auch Karbonstahl genannt, ist eine umgangssprachliche Bezeichnung für AHSS (advanced high strength steel), und steht für moderne hochfeste sowie unlegierte Stahlsorten.
Er rostet sehr schnell und kann durch abschrecken gehärtet werden, so das er nach einem Härteprozess (abhängig von Kohlenstoffgehalt) einen entsprechend erhöhten Härtegrad aufweist.
Um diese Spröde Härte etwas abzumildern und dem Stahl zusätzlich noch eine gewisse Zähigkeit bzw. Elastizität zu verleihen, kann man ihn noch einmal auf eine verhältnismäßig geringe Temperatur erwärmen und dann nicht erneut abschrecken. Das nennt man „anlassen“ und kann dem Stahl einen charakteristischen Farbverlauf auf der Oberfläche verleihen.
Obwohl dieser Stahl leicht rostet, hat er insbesondere für Messer und Schneiden wesentliche Vorteile. Er ist gegenüber rostfreien Stählen härter sowie schnitthaltiger und kann infolgedessen gut geschmiedet und geschärft werden. Die entstehende Korrosion wird beispielsweise durch Polieren oder Antihaft-Beschichtungen kompensiert.
Legierungsstähle enthalten neben dem Eisen noch bis zu 60%
andere Metalle, durch dessen Anteil man dem Stahl bestimmte Eigenschaften verleihen kann. Zum Beispiel rostet ein Legierungsstahl mit einem Chrom-Gehalt von mind. 12,3%
nicht. Sogenannte „Edelstähle“ sind alle Legierungsstähle.
0,9%
Kohlenstoff und 18%
Chrom enthält. 9Cr18MoV-Stahl ist langlebig und schnitthaltig, und wird häufig zur Herstellung von Messerklingen, Scheren, chirurgischen Klingen, Schneidwaren allgemein und anderen Artikeln verwendet. Seine Eigenschaften sind größtenteils auf seine chemische Zusammensetzung zurückzuführen – die geschickte Kombination von Elementen verleiht dem Stahl eine hohe Schnitthaltigkeit, während er gleichzeitig sehr korrosionsbeständig ist.1.4125
, X105CrMoV17
und Böhler N695
.0,75 – 0,85 %
0,60 – 0,90 %
0,95 %
), während aber 1095 ein bisschen härter sein kann, ist SK5 ein bisschen zäher. Unterm Strich haben beide jedoch in einer Messerklinge verwendet ziemlich ähnliche Eigenschaften.1%
15,5%
1%
0,2%
1,5%
0,5%
Was ist X50CrMoV15 Stahl und wie gut ist er als Messerstahl? - X50CrMoV15 Stahl ist ein Synonym für Küchenmesser.
Cortenstahl - langsam rostender Stahl/Baustahl