Wie kann man Werkstücke aus Baustahl härten?

Eigenschaften von Baustahl

Zwischen „Baustahl“ und Edelstahl ist heute nicht mehr aussagekräftig, da eine solche dezitierte Einteilung heute nicht mehr vorgenommen wird. Dagegen wird heute meist die jeweilige Stahlsorte angegeben, um genaue Eigenschaften zu beschreiben. Eine gewisse Orientierung bei der Stahlsorte bietet aber immer noch das vorangesetzte „S“ bei der Stahlbezeichnung nach der EN 10025. Es steht für „Structural“ – also ein Massenstahl für den Stahlbau, der unlegiert ist.

Baustahl-Gruppe

Als Stähle für den Baustahl kommen fast immer sogenannte Grundstähle zum Einsatz. Typische Sorten, die für den Stahlbau zum Einsatz kommen, sind beispielsweise:

• S235JR+AR
• S355J2+N

Möglichkeiten zum Härten von Baustahl

Grundsätzlich ist das Härten von Baustahl recht schwierig, weil der Kohlenstoffgehalt von Baustählen sehr gering ist (in der Regel weniger als 0,2 %). Das bedeutet, dass sich bei klassischen (und einfachen) Härtverfahren nur sehr wenig Martensit bildet.

Der klassische Weg des Erhitzens und danach Abkühlen in Eiswasser wird bei den meisten Werkstücken aus Baustahl nur wenig Erfolg bringen. Gehärtet werden kann (wegen des geringen Kohlenstoffgehalts) ohnehin nur die Oberflächenschicht des Werkstücks, der Kern des Werkstücks bleibt auch nach dem Härten auch weich und zäh. In der Regel ist das aber auch so gewünscht, wenn man in diesen Fällen nachträglich härtet.

Aufkohlen und Einsatzhärten

Eine gute Möglichkeit ist das sogenannte Aufkohlen. Das Aufkohlungsverfahren kann auf unterschiedliche Weise durchgeführt werden, üblich sind dabei:

• festes Aufkohlen
• flüssiges Aufkohlen
• gasförmiges Aufkohlen
• Aufkohlen unter Niederdruck

Am einfachsten ist dabei das Aufkohlen mit Kohlenpulver (festes Aufkohlen). Dafür werden mit sogenanntem Kohlungspulver gefüllte Kästen eingesetzt. Die Temperatur beim Aufkohlen beträgt ca. 930 °C. Danach folgen in der Regel allerdings noch weitere Härtungsschritte – nämlich das eigentliche Härten und das Anlassen des Stahls.

Das Aufkohlen dient lediglich dazu, mehr Kohlenstoff in die Außenschicht zu bringen, damit sich dort eine Martensit-Schicht bilden kann. Das Härten findet einfach durch Abschrecken (etwa in Wasser, Härteöl oder Salzschmelze) statt. Ein Anlassen des Stahls (erwärmen bis auf knapp unterhalb des Umwandlungspunktes) baut innere Spannungen im Stahl ab, und macht ihn so noch widerstandsfähiger.