Schmiedeeisen

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Ein Geländer aus Schmiedeeisen

Der Begriff Schmiedeeisen bezeichnet entweder einen (historischen) Werkstoff unabhängig von seiner Verwendung oder eine kunsthandwerkliche Technik des Schmiedens und ihre Erzeugnisse, die zumeist aus ornamental verzierten Stäben bestehen und für Tore, Geländer, Brüstungen sowie für Kunstgegenstände verwendet werden.[1] Die erste Bedeutung diente vor allem bis zum Anfang des 20. Jahrhunderts zur Unterscheidung der schmiedbaren Eisenwerkstoffe von Gusseisen, das sich nicht schmieden lässt.[2]

Werkstoff[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Der Werkstoff Schmiedeeisen ist eine Eisen-Legierung mit einem niedrigen Kohlenstoffgehalt, die im Gegensatz zum Gusseisen schmiedbar ist. Solche Eisenlegierungen enthalten anders als die heute gebräuchlichen Stahlsorten oft einen hohen Anteil von Schlacken.

Der Begriff Schmiedeeisen ist unscharf: Wird er im weiteren Sinn als schmiedbares Eisen gebraucht, so liegt der Kohlenstoffanteil unter ca. 1,6 %,[3] wird er dagegen in einem engeren Sinn als schmiedbares, aber nicht härtbares Eisen gebraucht, so ist der maximal zulässige Kohlenstoffgehalt deutlich geringer und wird je nach Quelle mit ca. 0,3 % bis 0,5 % angegeben;[4] die kohlenstoffreichere (also härtbare) Variante heißt dann Schmiedestahl.[5]

Der englische Begriff wrought iron ist keine 1:1 Übersetzung, denn hier wird der maximale Kohlenstoffgehalt mit 0,08 % (bei manchen Definitionen noch niedriger) angesetzt.[6]

Herstellung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

In der Antike (der ersten Hälfte der Eisenzeit), als erstmals schmiedbares Eisen hergestellt werden konnte, nutze man zunächst den Rennofen. Dabei wurde das Erz in flüssige Schlacke und festes Eisen umgewandelt. Flüssiges Eisen war noch nicht herstellbar. Anschließend wurde der entstandene Eisenschwamm ausgeschmiedet, um die Schlackereste auszutreiben. Das Ergebnis war ein Eisenwerkstoff, der beinahe keinen Kohlenstoff enthielt und dem heutigen Stahl recht nahekommt, aber auf einem anderen Weg gewonnen wurde und daher stärker mit Begleitelementen verunreinigt war. Aristoteles unterschied jedenfalls bereits in der Meteorologika das Roheisen vom Schmiedeeisen, das keine Schlackereste mehr enthält.[7] Im Hochmittelalter wurde es dank der Hochöfen möglich, auch Gusseisen herzustellen, das einen niedrigeren Schmelzpunkt besitzt, sehr dünnflüssig ist und sich daher ausgezeichnet gießen lässt, aber nicht schmiedbar ist, da es auch sehr spröde ist und bricht. Die Bezeichnung Schmiedeeisen diente fortan auch als Abgrenzung gegenüber dem Gusseisen.

Der Eiffelturm aus Schmiedeeisen

Gängiges Verfahren zur Herstellung von schmiedbarem Eisen war im 19. Jahrhundert das Puddelverfahren. Damals waren die Bezeichnungen Schmiedeeisen und Puddeleisen synonym. Dieses Schmiedeeisen löste das anfänglich in Bauwerken verwendete, spröde und kaum auf Zug beanspruchbare Gusseisen ab. Danach wurden praktisch alle großen eisernen Bauwerke des 19. Jahrhunderts (Hallen, Brücken, Türme) aus im Puddelverfahren erzeugtem Schmiedeeisen erstellt. Das bekannteste schmiedeeiserne Bauwerk ist wohl der Eiffelturm.

Gegen Ende des 19. Jahrhunderts wurden mit dem Bessemer-, dem Siemens-Martin- und dem Thomas-Verfahren drei neue Verfahren zur Herstellung schmiedbarer Eisenwerkstoffe eingeführt. Zur Unterscheidung wurde Puddeleisen danach häufig Schweißeisen genannt (da der letzte Arbeitsgang aus dem mehrfachen Zusammenwalzen flacher Eisenbänder (Schweißen) bestand). Die Werkstoffe Bessemer-, Siemens-Martin-und Thomas-Stahl enthielten fast keine Begleitelemente, waren während der Herstellung flüssig und wurden daher auch gemeinsam als Flußeisen oder auch Flußstahl bezeichnet.

Modernes schmiedbares Eisen wird im LD-Verfahren oder im Elektroverfahren hergestellt und als Stahl bezeichnet, als Abgrenzung gegenüber dem nicht schmiedbaren Gusseisen.

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  • http://www.ecs.umass.edu/~arwade/iron.pdf (Variability of the Mechanical Properties of Wrought Iron from Historic American Truss Bridges; englischer Artikel auf www.ecs.umass.edu, abgerufen am 7. Mai 2016)

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. http://www.duden.de/rechtschreibung/Schmiedeeisen
  2. Otto Königer: Die Konstruktionen in Eisen, 6. Auflage, Gebharts, Leipzig 1902, S. 5.
  3. Eisen zwischen 1,6 % und 2,3 % Kohlenstoffgehalt wird technisch nicht verwendet, siehe z. B. Leitfaden der Hüttenkunde für Maschinentechniker, Karl Sauer, Springer (1920), S. 30.
  4. Unter 0,3 % nach Grundzüge des Eisenhüttenwesens: I. Band. Allgemeine Eisenhüttenkunde von Th. Geilenkirchen, Springer (1911), S. 21. Nach anderer Quelle (Leitfaden der Hüttenkunde, siehe oben) unter 0,5 %. [Mäßige Härtbarkeit ist bereits ab 0,2 % Kohlenstoff gegeben, siehe Chemie: Grundlagen, Aufbauwissen, Anwendungen und Experimente von Peter Kurzweil, Springer Vieweg (10. Auflage, 2015), S. 103.]
  5. Mechanische Technologie der Metalle: in Frage und Antwort von E. Sachsenberg, Springer (1924), S. 42.
  6. siehe Definitions: Types of Iron and Steel (www.davistownmuseum.org, abgerufen am 7. Mai 2016) und englischen Wikipediaartikel zu wrought iron; teilweise wird die noch niedrigere Grenze von 0,035% Kohlenstoff angegeben, siehe WROUGHT IRON: CHARACTERISTICS, USES AND PROBLEMS (Artikel auf www.gsa.gov, abgerufen am 7. Mai 2016)
  7. Wolfgang König (Hrsg.): Propyläen Technikgeschichte – Band 3. Propyläen, Berlin 1997, S. 98 f.
    -Günter Spur: Vom Wandel der industriellen Welt durch Werkzeugmaschinen. Carl Hanser Verlag, München, Wien 1991, S. 49–51.

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

 Commons: Wrought iron – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien