Stahl

Stahl ist ein Werkstoff, der überwiegend aus Eisen mit geringem Kohlenstoffanteil besteht. Stahl lässt sich warm oder kalt umformen, er kann also geschmiedet, gebogen, gewalzt und gezogen werden.

Häufig wird Stahl als Eisen-Kohlenstoff-Legierung mit einem Kohlenstoff-Massenanteil von maximal 2 %^[1] definiert. Eisen-Kohlenstoff-Legierungen mit höheren Kohlenstoffanteilen werden Gusseisen genannt und sind nicht plastisch umformbar, lassen sich also nicht schmieden oder walzen. Neben Kohlenstoff enthält Stahl immer auch Rückstände von unerwünschtem Phosphor, Schwefel und einige weitere Verunreinigungen. Moderne Stahlsorten enthalten zusätzlich weitere Elemente, die gezielt zulegiert wurden, um die Eigenschaften des Stahls zu verbessern. Entscheidend für die Eigenschaften des Stahls sind Mengenanteile der Begleit- und der nachträglich hinzugefügten Legierungselemente sowie die Kristallstruktur nach Verformung und der Wärmebehandlungszustand.

Stahl ist einer der vielseitigsten Konstruktionswerkstoffe und ist nahezu unbegrenzt wiederverwertbar. Seine Produktion (im Jahr 2016: 1629 Millionen Tonnen) übertrifft die Menge aller übrigen metallischen Werkstoffe zusammen um mehr als das Zehnfache. Stahl ist in großen Mengen und zu geringen Kosten verfügbar. Seine Eigenschaften lassen sich durch Legieren und Wärmebehandeln in weiten Bereichen variieren. Es gibt etwa 3.500 Stahlsorten.^[2]

Stahl lässt sich durch Gießen und vor allem gut durch Walzen, Schmieden, Fräsen und Schweißen verarbeiten und hat eine hohe Festigkeit (einfacher Stahl 180 bis 350 N/mm², hochfester Stahl bis weit über 1200 N/mm²)^[3], gute Härtbarkeit, Steifheit (E-Modul) und Bruchdehnung.

Kohle und Stahl (Montanindustrie) waren lange Zeit Hauptsäulen der Schwerindustrie. Die moderne Stahlerzeugung wird unter den Gesichtspunkten der CO₂-Emissionen weiterentwickelt.

1. ↑ Siehe Abschnitt #Definitionen
2. ↑ DER SPIEGEL 1/2022, S. 116, Jörg Römer: Ein Nugget aus der Zukunft
3. ↑ The Challenge for Maximum Tensile Strength Steel Cord. In: Nippon Steel Technical Report No. 80, July 1999 (PDF, 333 kB).