Schmiedeeisen

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Ein geschmiedetes Geländer aus "Schmiedeeisen"

Als Schmiedeeisen wird bezeichnet:

  1. geschmiedetes Eisen,[1] welches durch einen Schmied oder Kunstschmied in Form gebracht wurde. Handwerklich geschmiedete Erzeugnisse wie Tore, Geländer, Brüstungen und Kunstgegenstände bestehen häufig aus ornamental gewundenen und durch Hammerschläge verformten Stäben und Blechstreifen.
  2. der historische Werkstoff Schmiedeeisen unabhängig von dessen Verwendung. Über viele Jahrhunderte wurden schmiedbare Eisenwerkstoffe mit sehr geringem und Gusseisen mit vergleichsweise hohen Kohlenstoffgehalt hergestellt. Letzteres lässt sich nicht schmieden ohne zu brechen.[2] Bedingt durch neuere Herstellungsverfahren wurde Schmiedeeisen inzwischen weitgehend durch Stahl verdrängt, der durch einen mittleren Kohlenstoffgehalt von bis zu 2 % charakterisiert ist.

Der Werkstoff Schmiedeeisen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Der Werkstoff Schmiedeeisen ist eine Eisen-Legierung mit einem niedrigen Kohlenstoffgehalt von häufig unter 0,1 %, die im Gegensatz zum Gusseisen schmiedbar ist. Früher enthielten solche Eisenlegierungen anders als die heute gebräuchlichen Stahlsorten oft einen hohen Anteil von faserartig feinverteilten Schlacken.

Wird der Begriff Schmiedeeisen im engeren Sinn für schmiedbares, aber nicht härtbares Eisen gebraucht, so liegt der Kohlenstoffgehalt je nach Quelle bei höchstens 0,3 % bis 0,5 %.[3]

Wird der Begriff dagegen für im weitesten Sinne schmiedbares Eisen gebraucht, so liegt der Kohlenstoffanteil unter ca. 1,6 %,[4]. Zur Abgrenzung vom nicht härtbaren Schmiedeeisen im engeren Sinne wird die kohlenstoffreichere (und darum härtbare) Variante als Schmiedestahl bezeichnet.[5]

Schmiedeeisen wird ins Englische als wrought iron übersetzt. Für Wrought iron jedoch ein Kohlenstoffgehalt von höchstens 0,08 % angegeben.[6]

Herstellung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Seit dem Beginn der Eisenzeit, als erstmals schmiedbares Eisen hergestellt wurde, nutzte man zunächst den Rennofen. Im Rennofenverfahren wird das Eisen (obschon möglich) nicht so hoch erhitzt, dass es sich verflüssigt. Denn sonst entstünde sprödes Gusseisen welches zum Schmieden ungeeignet ist. Aufgrund der verhältnismäßig niedrigen Temperatur im Rennofen und der hierdurch unterbliebenen Flüssigphase, trennen sich Eisen und Schlacke nicht und nur wenig Kohlenstoff diffundiert in das Metall. Die Luppe (Eisenschwamm) muss deshalb mehrfach mit dem Hammer bearbeitet werden (ausgeschmiedet werden), um größere Einschlüsse von Schlacke aus dem Eisen zu treiben. Das so behandelte Eisen ist kohlenstoffarm, enthält aber häufig Verunreinigungen bzw. Begleitelemente wie Phosphor.

Seit dem Hochmittelalter wurde in Floßöfen und später in Hochöfen zunehmend Gusseisen produziert. Aristoteles behandelte bereits in der Meteorologika die Unterschiede zwischen Roheisen und Schmiedeeisen, welches keine Schlackereste mehr enthält.[7]

Der Eiffelturm aus Schmiedeeisen

Im 19. Jahrhundert wurde schmiedbares Eisen meist im Puddelverfahren erzeugt. Schmiedeeisen wurde daher auch als Puddeleisen bezeichnet. Schmiedeeisen löste das anfänglich in Bauwerken verwendete, spröde und wenig zugfeste Gusseisen ab. Praktisch alle großen eisernen Bauwerke des 19. Jahrhunderts (Hallen, Brücken, Türme) wurden aus im Puddelverfahren erzeugtem Schmiedeeisen erstellt. Das bekannteste schmiedeeiserne Bauwerk ist wohl der Eiffelturm.

Gegen Ende des 19. Jahrhunderts wurden mit Bessemer-, Siemens-Martin- und Thomas-Verfahren drei neue Verfahren zur Herstellung schmiedbarer Eisenwerkstoffe eingeführt. Das mit diesen Verfahren hergestellte Puddeleisen wurde auch als Schweißeisen bezeichnet, da der letzte Arbeitsgang aus dem mehrfachen Zusammenwalzen flacher Eisenbänder bestand, dem sogenannten Schweißen. Der sogenannte Bessemer-, Siemens-Martin- oder Thomas-Stahl enthielt fast keine Begleitelemente, wurde bei der Herstellung verflüssigt und zusammenfassend als Flußeisen oder gelegentlich auch als Flußstahl bezeichnet.

Modernes schmiedbares Eisen wird im LD-Verfahren oder im Elektroverfahren hergestellt und als Stahl bezeichnet.

Da heute zum Schmieden und für andere Umformverfahren überwiegend Stahl verwendet wird, wird der Begriff Schmiedeeisen für den Werkstoff oder zur Abgrenzung gegenüber dem nicht schmiedbaren Gusseisen kaum noch verwendet.

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. 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.]
  4. 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.
  5. Mechanische Technologie der Metalle: in Frage und Antwort von E. Sachsenberg, Springer (1924), S. 42.
  6. siehe Definitions: Types of Iron and Steel (Memento des Originals vom 13. April 2015 im Internet Archive) i Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/www.davistownmuseum.org (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 (Memento des Originals vom 7. Mai 2016 im Internet Archive) i Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/www.gsa.gov (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