Wie hoch ist das spezifische Gewicht von Stahl?

Immer wieder gibt es Unklarheiten, wie hoch das Gewicht von Stahl – bzw. seine Dichte – ist. Trotz der vielen unterschiedlichen Stahlsorten, die es gibt, ist das spezifische Gewicht beinahe immer gleich. In welchem Bereich es liegt, welche Abweichungen es gibt, und wie man das Gewicht von Werkstücken berechnet, lesen Sie hier.

Stahl und Eisen haben fast das gleiche spezifische Gewicht

Spezifisches Gewicht von Stahl

Stahl ist eine Legierung, deren Hauptbestandteil Eisen und Kohlenstoff sind. Die Kohlenstoffgehalte von Stahl liegen dabei lediglich im Bereich von unter 2,06 %, sind also vernachlässigbar klein.

Das spez.Gewicht von Stahl liegt daher ungefähr im Bereich von Eisen, nämlich bei rund 7,85 g/cm³ bis 7,87 g/cm³. Eisen, zum Vergleich, hat ein spezifisches Gewicht von 7,874 g/cm³ in seiner Reinform.

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Grund für die geringen Abweichungen

Auch andere Legierungsbestandteile bei unlegierten Stählen sind meist nur die sogenannten „Stahlbegleiter“, die aber nur in Spuren vorkommen. Die wichtigsten Stahlbegleiter sind:

Schwefel S (unerwünscht)
Sauerstoff O (unerwünscht)
Stickstoff N (unerwünscht)
Wasserstoff H (unerwünscht)

Sie sind meist nur in sehr geringen Spuren vorhanden (Bruchteile von Prozenten), bei der Stahlerzeugung versucht man die unerwünschten Stahlbegleiter für eine hohe Qualität so weit wie möglich zu reduzieren. Stahl, der besonders rein ist, ist Edelstahl.

Die erwünschten Stahlbegleiter werden dagegen in der Regel nicht reduziert. Erwünscht im Stahl sind die Elemente:

Mangan Mn
Silizium Si
Kupfer Cu sowie
Nickel Ni

Indem man solche natürlich vorkommenden Bestandteile (ebenfalls nur in sehr geringen Spuren) im Stahl belässt, kann es zu leichten Abweichungen im spez. Gewicht einzelner Stahlsorten kommen.

Hoch legierte Stähle

Auch hoch legierte Stähle, die zahlreiche Nicht-Eisen-Elemente enthalten, haben in der Regel keine vom oben genannten Rahmen abweichende Dichte. Dabei gibt es aber einige Ausnahmen, die man kennen sollte. Es handelt sich hier vor allem um rostfreie Edelstähle. Um einen Stahl rostfrei zu machen, muss eine Legierung mindestens 10,5 % Chrom enthalten. In den meisten Fällen liegen die Chromgehalte aber noch ein paar Prozent höher, oft sogar zwischen 16 % und 18 %. Dazu kommen häufig noch andere Elemente, wie Nickel oder Molybdän.

Chrom ist dabei etwas leichter als Eisen (spezifisches Gewicht ca. 7,14 g/cm³), Nickel ist aber mit rund 8,90 g/cm³ schwerer als Stahl. Molybdän ist mit 10,28 g/cm³ sogar deutlich schwerer als Stahl. Damit kann es bei manchen Legierungen zu Abweichungen beim spezifischen Gewicht kommen. Einige davon haben wir in der nachfolgenden Tabelle kurz zusammengestellt:

Stahlsorte	Werkstoffnummer	Spezifisches Gewicht in g/cm³
V2A	1.4301	7,9 g/cm³
V4A	1.4571	8,0 g/cm³
X1NiCrMoCuN25-20-6, (ein Super-Austenit, der extrem korrosionsbeständig ist)	1.4529	8,1 g/cm³

Diese Ausnahmen sind allerdings nur besondere Einzelfälle, von denen es nur wenige gibt. Die Abweichungen vom allgemeinen Rahmen sind dabei auch hier nur gering.

Tipps & Tricks

Für die Berechnung von Blechen und Rohren gibt es spezielle Rechner, in die man jeweils einfach die entsprechenden Maße einträgt. Bei Stahlprofilen wie Träger oder L-Profilen kann man auch in der jeweiligen Norm nachschlagen, da es sie ausschließlich in genormten Maßen (mit immer gleichen Gewicht) gibt.

Autorin: Johanna Bauer