Wärmebehandlung – Wie Stahl seine gewünschten Eigenschaften erhält
Wärmebehandlung von Stahl erklärt: Verfahren wie Glühen, Härten und Vergüten gezielt zur Veränderung der Materialeigenschaften nutzen.
S355J2+N, P355NH oder L360NE – auf den ersten Blick wirken Stahlbezeichnungen wie eine Kombination aus Buchstaben und Zahlen. Tatsächlich steckt dahinter jedoch ein genormtes System, mit dem sich wichtige Werkstoffeigenschaften direkt aus der Bezeichnung ablesen lassen. Wer Stahlgüten richtig versteht, kann Werkstoffe schneller einordnen.
Stahlbezeichnungen sind genormte Kurzbezeichnungen für Stahlwerkstoffe. Sie beschreiben wichtige Eigenschaften eines Werkstoffs bereits im Namen und ermöglichen dadurch eine eindeutige Identifikation innerhalb der europäischen Normung.
Grundlage hierfür ist die DIN EN 10027, die aus zwei Teilen besteht:
Die Kurzbezeichnungen nach DIN EN 10027-1 unterscheidet wiederum zwei Arten der Benennung:
In diesem Beitrag betrachten wir ausschließlich die erste Gruppe. Die Benennung nach der chemischen Zusammensetzung sowie die Werkstoffnummern behandeln wir hingegen in separaten Beiträgen.
Vor der Einführung europäischer Normen wurden Stahlgüten häufig nach nationalen Standards oder herstellerspezifischen Bezeichnungen gekennzeichnet. Mit der DIN EN 10027-1 schuf die europäische Normung daher ein europaweit einheitliches Benennungssystem.
In der Praxis bildet dieses einheitliche System die Grundlage für die tägliche Werkstoffkommunikation im Stahlhandel. Stahlbezeichnungen ermöglichen es nämlich beispielsweise, Werkstoffe bereits anhand der Kurzbezeichnung eindeutig zuzuordnen, ohne dass zunächst vollständige technische Datenblätter verglichen werden müssen.
Für den Stahlhandel sowie für Unternehmen aus der Stahl-, Maschinen-, Anlagen- und Behälterbau bietet dies somit zahlreiche Vorteile:
Darüber hinaus verbessert die Norm die internationale Zusammenarbeit zwischen Herstellern und Kunden.
Die Stahlbezeichnung ist weit mehr als eine genormte Kurzschreibweise. Vielmehr bildet sie die gemeinsame Sprache zwischen Stahlherstellern, Stahlhandel, Konstrukteuren, Fertigungsbetrieben und Endkunden. Unabhängig davon, ob ein Werkstoff in Deutschland, Italien oder einem anderen europäischen Land produziert wird, sorgt die DIN EN 10027-1 dafür, dass alle Beteiligten vom gleichen Werkstoff sprechen.
Gerade im Stahlhandel ist das von großer Bedeutung. Denn schließlich werden täglich unterschiedlichste Stahlgüten angefragt, angeboten, bestellt und weiterverarbeitet. Die eindeutige Bezeichnung reduziert dabei Missverständnisse und ermöglicht es gleichzeitig, Werkstoffe bereits anhand ihres Kurznamens einer bestimmten Werkstoffgruppe zuzuordnen.
Auch in technischen Zeichnungen, Stücklisten, Ausschreibungen, Bestellungen und Abnahmeprüfzeugnissen werden Stahlbezeichnungen verwendet. Dadurch bilden sie die Grundlage für eine eindeutige Kommunikation entlang der gesamten Lieferkette – vom Stahlwerk bis zum fertigen Bauteil.
Wer den Aufbau einer Stahlbezeichnung versteht, kann Werkstoffe bereits vor dem Blick in technische Datenblätter grundlegend einordnen. Außerdem lassen sich viele Werkstoffeigenschaften bereits aus der Bezeichnung ableiten.
Gerade bei häufig eingesetzten Stahlgüten reicht die Stahlbezeichnung oft aus, um den vorgesehenen Einsatzbereich und die wesentlichen Werkstoffeigenschaften zu erkennen. Die endgültige Werkstoffauswahl erfolgt anschließend jedoch anhand der jeweiligen Produktnorm sowie der technischen Lieferbedingungen. Dennoch bildet die Stahlbezeichnung häufig die erste Grundlage für die Werkstoffauswahl.
Damit bildet die DIN EN 10027-1 die Grundlage für eine schnelle, sichere und europaweit einheitliche Werkstoffidentifikation und erleichtert zugleich die tägliche Zusammenarbeit zwischen Einkauf, Konstruktion, Fertigung und Stahlhandel.
Die Stahlbezeichnungen nach Verwendungszweck und mechanischen Eigenschaften folgen einem klar definierten Aufbau. Eine Stahlbezeichnung nach DIN EN 10027-1 liefert bereits im Namen drei zentrale Informationen:
Beispiel:
Die Stahlbezeichnung S355J2+N setzt sich wie folgt zusammen:
Der erste Buchstabe beschreibt den Einsatzbereich des Stahls.
Die Kennbuchstaben sind:
| S | Baustahl |
| P | Druckbehälterstahl |
| L | Leitungsrohrstahl |
| E | Maschinenbaustahl |
| B | Betonstahl |
| Y | Spannstähle |
| R | Stähle für oder in Form von Schienen |
| D | Flacherzeugnisse zum Flachumformen |
| H | Flacherzeugnisse aus höherfesten Stählen zum Flachumformen |
| T | Verpackungsblech und -band |
| M | Elektroblech und -band |
Bereits der erste Buchstabe liefert damit eine wichtige Orientierung über den vorgesehenen Einsatzbereich eines Werkstoffs. Insbesondere im Stahlhandel ermöglicht dies eine schnelle Vorauswahl geeigneter Stahlgüten, bevor weitere mechanische Eigenschaften oder Lieferzustände betrachtet werden.
Die Zahl in der Stahlbezeichnung gibt den Baustählen die Mindeststreckgrenze in MPa an:
Die Mindeststreckgrenze beschreibt dabei die Spannung, bis zu der sich ein Stahl elastisch verhält. Wird dieser Wert überschritten, kommt es hingegen zu einer bleibenden Verformung.
Je höher die Mindeststreckgrenze, desto höhere Belastungen kann ein Werkstoff aufnehmen, ohne sich dauerhaft zu verformen. Aus diesem Grund kommen höherfeste Stahlgüten besonders häufig im Stahl-, Anlagen- und Maschinenbau zum Einsatz, wenn Gewicht eingespart oder höhere Tragfähigkeiten erreicht werden sollen.
Beispiele:
Die Kerbschlagzähigkeit beschreibt die Fähigkeit eines Stahls, Schlagbeanspruchung bei definierten Temperaturen aufzunehmen, ohne spröde zu brechen.
Grundsätzlich gilt dabei: Je niedriger die Prüftemperatur, bei der die geforderte Kerbschlagarbeit erreicht wird, desto besser eignet sich der Werkstoff für Anwendungen in kalten Umgebungen oder unter dynamischer Belastung.
| Kerbschlagzähigkeit in Joule | Prüftemperatur | ||
| 27 J | 40 J | 60 J | °C |
| JR | KR | LR | +20 |
| J0 | K0 | L0 | 0 |
| J2 | K2 | L2 | -20 |
| J3 | K3 | L3 | -30 |
| J4 | K4 | L4 | -40 |
| J5 | K5 | L5 | -50 |
| J6 | K6 | L6 | -60 |
Der Lieferzustand beschreibt, in welchem metallurgischen Zustand ein Stahl geliefert wird. Er hat dabei direkten Einfluss auf Festigkeit, Zähigkeit und Verarbeitbarkeit.
Die wichtigsten Zusatzzeichen sind:
Je nach Stahlgüte kommen unterschiedliche Lieferzustände zum Einsatz. Sie beeinflussen unter anderem die Schweißbarkeit, Umformbarkeit sowie die mechanischen Eigenschaften eines Werkstoffs und sind daher ein wichtiger Bestandteil der Stahlbezeichnung.
Stahlbezeichnungen nach DIN EN 10027-1 bilden ein klar strukturiertes System zur eindeutigen Beschreibung von Stahlwerkstoffen.
Während der erste Buchstabe definiert den Verwendungszweck, die zahl beschreibt die Mindeststreckgrenze und ergänzend dazu Zusatzzeichen liefern wichtige Inforationen zu Zähigkeit und Lieferzustand.
Im praktischen Einsatz – insbesondere im Stahlhandel und bei der Verarbeitung von Grobblechen – ermöglichen sie eine schnelle, sichere und europaweit einheitliche Werkstoffidentifikation.
Damit sind Stahlbezeichnungen ein zentrales Werkzeug für Einkauf, Konstruktion und technische Auswahl von Stahlgüten.
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