Definition von Stahl
Stahl gibt es heute in einer unglaublich großen Anzahl von Legierungen, insgesamt sind es weit über 5.000 unterschiedliche Legierungen. Sie können recht unterschiedlich aufgebaut sein, die Gemeinsamkeiten zwischen allen Stahlsorten sind nur noch gering. Stahl kann man also nur noch definieren als:
Legierungen, deren hauptsächlicher Bestandteil Eisen ist, und die sich durch Umformverfahren bearbeiten lassen. Umformverfahren sind beispielsweise Walzen oder Ziehen.
Unterscheidung zum Gusseisen
Auch Gusseisen hat Eisen als Hauptbestandteil. Gusseisen ist jedoch durch Umfomen nicht verarbeitbar, womit die Definition von Stahl auch technisch die Unterscheidung möglich macht. Üblicherweise hat Gusseisen auch einen vergleichsweise hohen Kohlenstoffgehalt, im Allgemeinen über 2,06 %. Auch hierin besteht eine Unterscheidungsmöglichkeit zwischen Gusseisen und Stahl.
Diese Unterscheidung greift auch die DIN EN 10020 auf, nimmt allerdings dabei bestimmte Chromstähle aus, deren Kohlenstoffgehalte höher liegen. Sie gelten dennoch als Stahl und nicht als Gusseisen.
Wirksamkeit der Definition
Für die meisten Stähle ist die Definition der DIN noch anwendbar, es gibt jedoch bereits Sonderstähle bei denen diese schon sehr allgemeine Definition nicht mehr gilt. Es handelt sich dabei aber nur um einige wenige Legierungen, die Sonderfälle darstellen.
Aufbau von Stahl
Stahl ist eine Mischung aus Metallen und Nichtmetallen, deren Aufbau sehr unterschiedlich sein kann. Man nennt das „Gefüge“. Beim Abkühlen nach dem Schmelzvorgang bilden die Eisenatome kristalline Strukturen, die nach vollendeter Abkühlung zusammenstoßen und durch chemische Metallbindung zusammengehalten werden.
Je nach Abkühlgeschwindigkeit, Legierung und anderen Faktoren bilden sich verschiedene Gefüge. Man kann damit zwischen austenitischen und ferritischen Stählen unterscheiden, in der Mischform, wo beide Gefüge im Stahl vorkommen, wird die Bezeichnung Duplex-Stahl verwendet. Durch besonders rasches Abkühlen kann man die beliebten (weil sehr harten) Martensitischen Gefügebestandteile schaffen. Man kann auch austenitische Strukturen noch nachträglich in martensitische umwandeln, und den Stahl damit deutlich in seinen Eigenschaften verändern.
Eigenschaften von Stahl
Durch die hohe Zahl verwendeter Legierungen sind die technischen Eigenschaften von Stahl völlig von der jeweiligen Legierung und der Herstellungsweise abhängig. Es gibt kaum noch gemeinsame Eigenschaften, auch typisch Stoffeigenschaften wie Magnetisierbarkeit, Schmelzpunkte oder andere technische Eigenschaften. Lediglich die Dichte liegt bei Stahl in einem sehr eng umgrenzten Bereich, nämlich zwischen 7.850 und 7.870 kg/m³.
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