Stahl schmelzen – das sollten Sie wissen

Von Johanna Bauer | 19. Januar 2021

Das Schmelzen von Stahl ist ein Prozess, der Präzision und ein fundiertes Verständnis für bestimmte Temperaturgrenzen erfordert. In unserem folgenden Artikel erfahren Sie, warum der Kohlenstoffgehalt entscheidend für die Schmelzpunktbestimmung ist und wie Sie Stahlsorten anhand der Solidus- und Liquidus-Temperaturen identifizieren können.

Stahl schmilzt ab einer Temperatur von 900°C

AUF EINEN BLICK

Bei welcher Temperatur schmilzt Stahl?

Der Schmelzpunkt von Stahl variiert je nach Stahlsorte und Legierungsbestandteilen, liegt aber im Allgemeinen im Bereich von 900 °C bis 1.500 °C. Reines Eisen schmilzt bei 1.538 °C, während der zugesetzte Kohlenstoff den Schmelzpunkt verringert.

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Schmelzen von Stahl

Beim Stahl muss man unterscheiden zwischen einer Temperatur, bei der der Stahl aufhört, ein Festkörper zu sein, und der Temperatur, bei der Stahl vollkommen flüssig ist. Diese beiden Temperaturen sind nicht gleich. Zwischen diesen beiden Temperaturen hat Stahl eine breiige Konsistenz, die technisch als „gemischtes Phasengefüge“ bezeichnet wird.

Die Temperatur, oberhalb derer Stahl aufhört, fest zu sein, nennt man technisch auch Solidus-Temperatur oder Solitus-Grenze. Die Temperatur, oberhalb derer Stahl völlig flüssig vorliegt, nennt man korrekt die Liquidus-Temperatur.

Stahl selbst schmelzen

Stahl selbst zu schmelzen wird in der Regel – wenn man keine Schlosserei mit entsprechender Esse zuhause hat – nicht möglich sein. Dafür liegen die Schmelzpunktbereiche von Stählen im Allgemeinen zu hoch.

Solidus- und Liquidus-Temperaturen von Stahlsorten

Je nach Stahlsorte und Legierungsbestandteilen kann die Solidus- und die Liquidus-Temperatur jeweils unterschiedlich sein. Im Regelfall liegen die Liquidus-Temperaturen aber im Bereich von rund 900 °C bis 1.500 °C.

Das kommt daher, dass reines Eisen einen Schmelzpunkt von 1.538 °C hat. Beim Stahl ist dem Eisen in bestimmten Mengen Kohlenstoff zugesetzt, was den Schmelzpunkt verringert. Grundsätzlich gilt: Je höher der Kohlenstoffgehalt, desto geringer die Liquidus- und Solidus-Temperaturen.

EKD

Das sogenannte EKD (Eisen-Kohlenstoff-Diagramm) setzt diesen Zusammenhang in einem einfach technischen Diagramm um. Dort kann man die jeweiligen Temperaturen anhand des Kohlenstoffgehalts der Stahlsorte sehr einfach und relativ genau ablesen.

Diese Grundregel (und damit auch das Diagramm) gilt jedoch nur für unlegierte Stähle oder sehr niedrig legierte Stähle. Eine hohe Menge von eisenfremden Legierungsbestandteilen (wie Chrom, Nickel, Vanadium etc.) lässt eine Abschätzung des Schmelzpunktes anhand des Kohlenstoffgehalts nicht mehr so einfach zu.

Werkstoffeigenschaften

Um bei hoch legierten Stählen eine verlässliche Auskunft über die jeweiligen Solidus- und Liquidus-Temperaturen zu erhalten, muss man die Werkstoffeigenschaften anhand der Werkstoffnummer in entsprechenden Tabellen nachschlagen. Datenblätter zu den meisten der rund 2.500 Werkstoffnummern sind jedoch auch im Internet veröffentlicht.

Tipps & Tricks

Informationen über bestimmte Temperaturgrenzen, die für eine Stahlsorte gelten sind auch wichtig, wenn man Stahl schweißen oder hartlöten möchte. Das Überschreiten von bestimmten Temperaturen kann auch zu Veränderungen der Eigenschaften eines Stahls führen.