Stahl

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Dieser Artikel behandelt den Werkstoff. Zu weiteren gleichnamigen Bedeutungen siehe Stahl (Begriffsklärung).
Elektro-Ofen
Schmiedemaschine

Als Stahl (aus ahd. stahel / stāl; auch in mnd. stāl, mnl. stael und an. stál; verwandt mit as. stehli ‚Axt‘ und ae. stīle; weitere Herkunft nicht gesichert)[1] werden metallische Legierungen bezeichnet, deren Hauptbestandteil Eisen ist und die (im Unterschied zum Gusseisen) umformtechnisch verarbeitet werden können. Genauere Definitionen sind nicht einheitlich, einige sind durch die heutige Vielfalt an technischen Legierungen ungenau geworden. Häufig anzutreffen ist die Definition nach DIN EN 10020:2000–07, nach der der Kohlenstoffgehalt der Eisenlegierung im Allgemeinen kleiner als 2 % sein muss, mit Ausnahme einer begrenzten Anzahl an Chromstählen.

Diese allgemeine, seit dem frühen 20. Jahrhundert gebräuchliche Definition umfasst mit dem Begriff Stahl auch das damals kaum mehr produzierte Schmiedeeisen, das ebenfalls einen Kohlenstoff-Gehalt von unter 2 % hatte. Der Begriff Schmiedeeisen beschreibt nicht die Bestandteile der Legierung, sondern die über viele Jahrhunderte entwickelten Verfahren zur Herstellung verformbarer Eisenteile, die im Wesentlichen auf unterschiedlichen Arten des Frischens von Eisen-Luppen und anschließendem Schmieden beruhten. Zwar hat Schmiedeeisen ähnliche Kohlenstoffanteile wie heutiger Stahl, ist aber aufgrund einer geringfügig abweichenden Legierung mit anderen Stoffen und den nicht restlos entfernten Schlacketeilen nicht identisch mit modernem Stahl.

Einfacher härtbarer Stahl wurde bereits bei den Hethitern[2] vor ca. 3500 Jahren z. B. für Waffen hergestellt. Heute wird er mit verschiedenen vorbestimmten Eigenschaften (Festigkeit, Korrosionsverhalten, Verformbarkeit, Schweißeignung) angeboten. Im Register europäischer Stähle sind über 2500 Stahlsorten (Stand: 2013) aufgelistet. Kohle und Stahl (Montanindustrie) waren lange Zeit Hauptsäulen der Schwerindustrie und Grundlage für die politische Macht eines Staats. Weltweit werden jährlich etwa 1,6 Mrd. t Stahl hergestellt (Stand 2014),[3][4] damit ist Stahl der mit Abstand meistverwendete[5] metallische Werkstoff und übertrifft die Menge aller übrigen metallischen Werkstoffe um mehr als das zehnfache.

Definitionen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

DIN EN 10020[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Logo des Deutschen Instituts für Normung DIN EN 10020
Bereich Werkstoffe
Titel Begriffsbestimmungen für die Einteilung der Stähle
Kurzbeschreibung: Stahl, Definitionen
Letzte Ausgabe 2000–07
ISO

In der DIN EN 10020:2000–07 wird unter Punkt 2.1 folgende Begriffsbestimmung vorgenommen:

„Werkstoff, dessen Massenanteil an Eisen größer ist als der jedes anderen Elementes, dessen Kohlenstoffgehalt im Allgemeinen kleiner als 2 % ist und der andere Elemente enthält. Eine begrenzte Anzahl von Chromstählen kann mehr als 2 % Kohlenstoff enthalten, aber 2 % ist die übliche Grenze zwischen Stahl und Gusseisen.“

Fachliteratur[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Als Stahl werden alle Eisenwerkstoffe bezeichnet, deren Massenanteil an Kohlenstoff im Allgemeinen unter 2 % liegt. Eisenwerkstoffe sind Werkstoffe deren Massenanteil an Eisen von keinem anderen Element übertroffen wird. Anders als in der DIN EN 10020 werden in der Fachliteratur nur solche Werkstoffe zu den Stählen gezählt die sich umformen lassen, also solche die sich durch Schmieden bearbeiten lassen.[6]

Der Grenzgehalt an Kohlenstoff von 2 % leitet sich direkt aus dem Eisen-Kohlenstoff-Diagramm ab. Bis zu einem Gehalt von 2,06 % kann der Werkstoff in Form von Austenit vorliegen, der sich gut umformen lässt. Außerdem werden Eisen-Kohlenstoff-Legierungen, die zusätzliche Carbide im Gefüge besitzen und einen Gesamtkohlenstoffanteil von 2,06 % überschreiten, zu den Stählen gezählt. Allerdings spricht man bei hohen Karbidanteilen nur noch von Eisenbasis-Legierungen, wobei eine Grenze nicht allgemeingültig festgelegt ist. Des Weiteren gibt es noch viele Stähle, die neben Kohlenstoff hohe Anteile anderer Elemente besitzen. Diese Stähle haben sich historisch für spezielle Anwendungen entwickelt. Die bekanntesten Vertreter sind rost- und säurebeständige Stähle mit einem Chromanteil von ca. 13 %, Maragingstähle und Warmarbeitsstähle.

Aufgrund der Vielzahl von verschiedenen Stählen, die inzwischen entwickelt wurden und die sich nicht nur in der chemischen Zusammensetzung unterscheiden, ist eine vollständige Aufzählung kaum möglich.

Anwendungsbereiche[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Stahl ist der Standardwerkstoff im Maschinenbau und ein wichtiger Werkstoff im Bauwesen (Stahlbau). Von den in Deutschland 2006 genutzten 40 Mio Tonnen Stahl entfiehlen 8 Mio t auf Metallwaren, 6,6 Mio t wurden in Ziehereien und Kaltwalzwerken verarbeitet, 6 Mio t im Straßenfahrzeugbau, 4 Mio t für Rohre und 3,7 Mio t im Maschinenbau. 3 Mio t wurden im Baugewerbe genutzt und weitere 3,1 im Stahlbau.[7]

Stahl wird verwendet für Zahlreiche verschiedene Maschinen, darunter Pumpen, Krane, Förderanlagen, Turbinen oder Fräsmaschinen, für Brücken und den Hochbau, im Stahlbeton, für Waffen und Werkzeuge aller Art, für Rohre und chemische Apparate, Druckbehälter, Schienen, Schiffe, Autos und Motorräder.[8]

Produktionsmengen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Weltweit wurden 2009 1232 Millionen Tonnen Stahl produziert. Das mit großem Abstand bedeutendste Herstellerland war die Volksrepublik China mit 573,6 Millionen Tonnen. Der chinesische Anteil an der weltweiten Produktion lag bei 46,5 Prozent. Die Weltproduktion ohne China lag 2009 bei 658,7 Millionen Tonnen. Siehe auch Stahl/Tabellen und Grafiken.

Im Jahr 2013 erreichte die Weltrohstahlproduktion mit 1607 Mio. t einen neuen Höchststand.[3] Nach Prognosen von PricewaterhouseCoopers soll die weltweite Stahlnachfrage bis 2025 um mehr als 60 % auf 2,5 Mrd. t steigen.

In Deutschland werden mit knapp 90.000 direkt Beschäftigten jährlich etwa 40 Mio. t Stahl hergestellt (Zeitraum: 2010–2014).[9]

Die Produktion von Stahl verlief lange Zeit auf relativ geringem Niveau: Schätzungen zufolge wurden im Mittelalter im deutschsprachigen Raum zwischen 20.000 und 30.000 t an Stahl jährlich erzeugt. [10] Gegen 1950 überstieg die Weltproduktion erstmals 200 Mio Tonnen, bis Mitte der 1970er stieg sie weiter bis auf 700 Mio Tonnen und verweilte mit geringen Schwankungen auf diesem Niveau bis zur Jahrtausendwende. Seitdem stieg sie weiter auf über 1000 Mio Tonnen wobei der Zuwachs fast ausschließlich auf China zurückgeht.[11]

Herstellung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Hauptartikel: Stahlerzeugung

Der Vorgang, bei dem der Gehalt an Kohlenstoff und anderen Elementen im Roheisen gesenkt wird, wird als Frischen bezeichnet, was nichts anderes bedeutet, als dass die unerwünschten Begleitelemente Silicium (Si), Mangan (Mn), Schwefel (S) und Phosphor (P) durch Zugabe von Sauerstoff verbrannt (oxidiert) werden. Heute relativ unbedeutende Frischverfahren sind das Bessemer-Verfahren und das Thomas-Verfahren, bei denen die Oxidation durch Luft vonstattengeht.[12]

Technisch weit verbreitet (72 % der Welterzeugung)[13] ist aber das Linz-Donawitz-Verfahren. Bei diesem Verfahren wird das flüssige Roheisen aus dem Hochofen in einen großen, schwenkbaren Behälter gefüllt. Dieser Behälter heißt Konverter und fasst ungefähr 300 t flüssiges Roheisen. Die Reaktion, die zur Umwandlung von Roheisen in Stahl führt, ist exotherm. Damit der Konverter durch zu hohe Temperaturen keinen Schaden nimmt, muss er gekühlt werden. Zu diesem Zweck wird zusätzlich zum Roheisen Eisen- bzw. Stahlschrott beigemischt. Die zum Schmelzen des Eisen- bzw. Stahlschrottes nötige Energie entzieht dem Prozess einen Teil der Wärme. Dennoch steigen die Temperaturen im Konverter von ca. 1250 °C auf etwa 1600 °C.

Der Prozess der Rohstahlerzeugung startet durch das Einfahren einer wassergekühlten Lanze in die Schmelze. Durch diese Lanze wird reiner Sauerstoff mit einem Druck von etwa 10 bar in die Schmelze geblasen. Der Sauerstoff oxidiert die Begleitelemente, die entstehenden gasförmigen Oxide (Kohlenmonoxid, Kohlendioxid und Schwefeldioxid) entweichen durch die Konverteröffnung in den Abgaskamin. Feste oder flüssige Oxide lagern sich an der Oberfläche der Schmelze ab, wo sie zusammen mit zuvor zugegebenem Kalkstein die sogenannte Schlacke bilden. Nach etwa einer halben Stunde ist der Gehalt an Fremdelementen in der Schmelze stark gesunken. Die Schlacke und die Stahlschmelze werden getrennt voneinander aus dem Konverter in Transportkübel gegossen. Für eine saubere Trennung kommt bei der Konverterleerung ein sogenannter Stopfen zum Einsatz. Er besteht aus feuerfestem Material und besitzt eine kegelförmige Geometrie. Seine Dichte liegt zwischen der von Stahl und Schlacke, sodass er sich vor dem Konverterauslauf setzt, sobald der Stahl herausgeflossen ist. So soll ein Nachlaufen der Schlacke verhindert werden. Dann folgt der Prozess der Rückkopplung, bei der noch etwas kohlenstoffhaltiges Eisen hinzugegeben wird, um den Kohlenstoffgehalt des Stahls zu regulieren, da dieser nicht zu klein werden darf.

Das zweite wichtige Stahlherstellungsverfahren ist das Elektrostahlverfahren. Mit Graphitelektroden wird ein Lichtbogen mit einer Temperatur bis zu 3500 °C erzeugt. Außer Roheisen wird Schrott zugegeben, dessen Sauerstoffanteil die Begleitelemente oxidiert. Anschließend werden Legierungsmetalle in bestimmten Mengen zugesetzt, sodass eine Stahllegierung entsteht. Stähle, die im Elektroofen erzeugt wurden, heißen Elektrostähle und sind besonders hochwertig.

Darüber hinaus lässt sich die Qualität des Stahls zusätzlich erhöhen, indem man ihn einer Desoxidation unterzieht. Dabei werden der Stahlschmelze Ferrosilicium und Aluminium beigesetzt, die den Sauerstoff in der Schmelze binden; dies verhindert Sauerstoffeinschlüsse und erhöht damit die Festigkeit des Stahls. Bei dem Vorgang der Desoxidation, also der Erstarrung (Abkühlung) des Stahls, ist die Randzone genauso temperiert wie der Kern des Stahlblocks. Dies mindert die Spannungsenergie im Gefüge des Stahls, somit erlangt der Stahl ein gleichmäßiges Gefüge. Je nach Grad der Desoxidation unterscheidet man beruhigte Stähle und vollberuhigte Stähle.

Für kleinere Tonnagen oder beim Einsatz in Gießereibetrieben finden Induktionsöfen häufig Anwendung. Ihr Kernstück ist die Induktionsspule um einen Tiegel. In dieser Spule baut sich ein elektromagnetisches Wechselfeld auf, sobald sie von Wechselstrom durchflossen wird (ähnlich einem Transformator). Die Schmelze bzw. die zu schmelzende Charge (der Inhalt des Tiegels) bildet eine kurzgeschlossene Spule, in der eine Spannung induziert wird. In Folge dessen entstehen in der Charge Wirbelströme. Diese Ströme führen zur Erwärmung des Materials. Die Wärme gelangt so nicht von außen in das Material, sondern entsteht in diesem selbst. Die Stromeindringtiefe ist abhängig von der Betriebsfrequenz der Induktionsanlage.

Struktureller Aufbau [Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die als Stahl bezeichneten Werkstoffe sind ein Gemisch aus mehreren Metallen, Kohlenstoff und anderen Nichtmetallen. Dabei nimmt Eisen meist den mit Abstand größten Anteil ein. Viele Elemente befinden sich in geringen Mengen im Stahl, ohne dass sie bei der Herstellung absichtlich hinzugefügt wurden. Diese Stahlbegleiter sind jedoch mehr oder weniger unschädlich für den technischen Einsatz.

Stahl ist unter Standardbedingungen ein Festkörper, dessen genauerer Aufbau stark von dessen Abkühlungsgeschwindigkeit aus dem schmelzflüssigen Zustand abhängt (mit Ausnahme des Rennofenstahls wird jeder Stahl anfangs aus einer Schmelze hergestellt, selbst beim Sintern stammt das Ausgangsmaterial aus einer Schmelze). In der Schmelze gibt es zunächst noch keine Strukturen. Durch die Dominanz der Eisenatome bilden sich bei normaler Abkühlung lokale kristalline Strukturen (in diesem Fall Körner genannt): Lokal, weil die Schmelze unter normalen Bedingungen an sehr vielen Stellen (Keime genannt) gleichzeitig zu erstarren beginnt. Von dort aus beginnen Kristalle zu wachsen, bis diese zusammenstoßen und Korngrenzen bilden. In jedem Korn herrscht die Metallbindung vor. Die Atome der anderen Legierungsbestandteile werden auf verschiedene Weise in die Kristallite aufgenommen. Entweder werden sie direkt in das Eisengitter eingebaut (man spricht von einer festen Lösung) oder sie bilden innerhalb des Kristallits eigene Verbindungen. Jeder homogene Bereich innerhalb des Korns bildet dann eine Phase. Dies führt auch zur nächsthöheren Strukturebene. Je nach Zusammensetzung und Abkühlungsgeschwindigkeit bilden sich unterschiedliche Phasen (z. B. Austenit). Einige Phasen bilden feine Gemische (z. B. Perlit). Genau genommen erstreckt sich eine Phase nur innerhalb eines Korns, oftmals (auch in der Literatur) werden aber alle mikroskopischen Phasen in ihrer Gesamtheit als eine Phase (des Festkörpers) bezeichnet. Manche Phasen bilden sich auch an den Korngrenzen. Alle Körner mit ihren Phasen, die Korngrenzen und die sog. Baufehler (Abweichungen vom idealen Kristallaufbau) bilden die Realstruktur des Stahls, und damit einen polykristallinen Festkörper. Erstellt man eine entsprechend präparierte Probe eines Schnitts dieses Körpers (Schliffbild), kann man dessen Aufbau als Gefüge erkennen.

Sonderformen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Amorpher Stahl[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Bei extrem schneller Abkühlung aus der Schmelze kann es gelingen, die Bildung von Kristalliten zu unterbinden. Es entsteht ein metallisches Glas mit besonderen und teils erstaunlichen Eigenschaften. In der Forschung wird amorpher Stahl zwar untersucht, doch da die Herstellung kostenintensiv ist und die Möglichkeiten zur Weiterverarbeitung und Veredelung begrenzt sind, ist die technische Bedeutung amorpher Stähle gering.[14]

Monokristalliner Stahl[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Über bestimmte Verfahren kann eine Schmelze gerichtet erstarrt werden. Dies führt dazu, dass nur ein einziger großer Kristall entsteht, genauer gesagt, wächst. Diese auch „monokristallin“ genannten Stähle haben nur einige wenige Anwendungen. Ein einkristalliner Stahl besteht meist jedoch nicht aus nur einer Phase. Einphasige Einkristalle wurden bisher nur im Labor hergestellt.

Aus Nickelbasislegierungen derart hergestellte technische Einkristalle sind deutlich weiter verbreitet.

Eigenschaften[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Allgemeine physikalische Eigenschaften[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Eisen-Kohlenstoff-Diagramm

Die Dichte von Stahl bzw. Eisen beträgt 7,85–7,87  g/cm3 (7850–7870 kg/m3), Metalle mit höherer Dichte werden als Schwermetall bezeichnet, solche mit geringerer als Leichtmetall.

Der Schmelzpunkt von reinem Eisen liegt bei 1536 °C, durch Zugabe von Legierungselementen verringert sich in der Regel der Schmelzpunkt von Stahl und liegt bei 2 % Kohlenstoff nur noch bei 1400 °C. Aus dem Eisen-Kohlenstoff-Diagramm ersichtlich hat Stahl genaugenomme wie die meisten Legierungenen keinen genauen Schmelzpunkt: Bei Temperaturen oberhalb der Liquiduslinie (oberste Linie im Diagramm) ist der Werkstoff vollständig flüssig, zwischen der Liquidus- und Soliduslinie (zweitoberste Linie) liegt er teilweise flüssig und fest vor. Erst bei Unterschreiten der Soliduslinie liegt nur noch fester Werkstoff vor.

Mechanische Eigenschaften[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Spannungs-Dehnungs-Diagramm für gewöhnlchen Stahl. Rel ist die Streckgrenze, Rm die Zugfestigkeit, A die Bruchdehnung.

Die Festigkeit, also die auf den Querschnitt bezogene Kraft die der Werkstoff ertragen kann, liegt bei am häufigsten verwendeten Stählen, den unlegierten Baustählen, zwischen 180 und 350 N/mm². Sie nimmt mit steigendem Gehalt an Kohlenstoff und sonstigen Legierungselementen zu. Im Spannungs-Dehnungs-Diagramm weisen sie eine ausgeprägte Streckgrenze auf. Hochfeste Stähle können Festigkeiten über 1000 N/mm² erreichen. Manche seltene Sorten erreichen sogar über 1800 N/mm².[15] Stahl weist somit eine hohe Festigkeit auf gegenüber Holz, Beton und Stein. Die auf die Dichte bezogene Festigkeit, die Spezifische Festigkeit ist bei Stahl sehr hoch gegenüber diesen Werkstoffen. Konstruktionen aus Stahl sind somit bei gegebener Tragfähigkeit leichter. Übertroffen wird Stahl nur noch von einigen Leichtmetallen wie Aluminium, Magnesium oder Titan.[16] Von allen bekannten Werkstoffen zählen Stähle zu denen mit der höchsten Festigkeit. Ähnliche, aber geringere Werte erreichen neben Aluminium-, Magnesium- und Titanlegierungen noch CFKs, mit Kohlenstofffasern verstärkte Kunststoffe.[17]

Die Bruchdehnung kann bis 22 % betragen bei Stählen mit geringer Festigkeit und nimmt mit steigender Festigkeit ab bis etwa 10 %; Baustähle dehnen sich also sehr weit bevor sie brechen. Im Gegensatz dazu bricht Gusseisen und Keramik bei überschreiten der Festigkeit ohne vorherige Verformung.[18]

Der Elastizitätsmodul beträgt 210  GPa (2,1·105 N/mm2). Das ist mehr als Gusseisen mit 170 GPa deutlich mehr als Aluminiumlegierungen mit 70 GPa. Übertroffen wird Stahl nur von wenigen Werkstoffen, darunter Hartmetalle (c.a. 500 GPa) und Diamant (900 GPa).[19]

Die Härte kann bei Stahl in großen Bereichen variieren und Vickershärten zwischen 80 und 940 HV erreichen. Weichgeglühte Vergütungsstähle erreichen Härten von 150 bis 320 HV (150 bis 300 Brinell, 1 bis 33 Rockwell), vergütete (gehärtete) Vergütungsstähle liegen bei etwa 210 bis 650 HV. Werkzeugstahl erreicht im gehärteten Zustand bis 840 HV. Im Vergleich dazu liegen Kupfer- und Alumiumwerkstoffe zwischen 40 und 190 HV, während Hartmetlle 780 bis 1760 HV erreichen. [20] Typische Keramiken sind noch härter.

Veränderung von Stahleigenschaften[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Freiformschmieden mit einem Hammer
Walzen von Knüppeln
Ziehen von Stahldraht
Freiformschmieden auf einer Schmiedepresse

Stahl kann verschiedene Eigenschaften (Härte, Duktilität, Kerbschlagzähigkeit, …) in besonderer Ausprägung annehmen.

Veränderung durch Prozesse[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Grundsätzlich gibt es drei Prozesse, die einzeln oder miteinander kombiniert eingesetzt werden können, um Stahleigenschaften gezielt zu verändern:

Stahl hat seinen Ursprung meist in einer Schmelze. Beim Erstarren entstehen kleine Kristalle mit unterschiedlichen Gitterrichtungen. Diese sind unter dem Mikroskop als Schliffbild sichtbar. Man bezeichnet diese Kristallite auch als Körner. So ist zum Beispiel die Bezeichnung Feinkornbaustahl zu verstehen. An den Korngrenzen, wo beim Erstarren die kleinen Kristalle zusammengewachsen sind, können Seigerungen auftreten. Diese beeinflussen das spätere Verhalten des Stahls bei Umformungen und Einsatz.

Stahl kann aber auch über den pulvermetallurgischen Weg hergestellt werden. Dabei werden Pulvermischungen in bauteilnahe Form gepresst und dann bei Temperaturen unterhalb der Schmelztemperatur der Hauptkomponente gesintert. Je nach Pulverteilchengröße und Prozessführung können sehr kleine Korngrößen erzielt werden. Eine Besonderheit des Sinterstahls ist eine gewisse Restporosität. Diese wird in der Regel als Verschlechterung der Eigenschaften aufgefasst, kann in einigen Fällen aber auch gewollt sein. In Gleitlagerwerkstoffen beispielsweise ermöglicht die Porosität die Aufnahme von Schmieröl, das kontinuierlich über die gesamte Lebensdauer abgegeben wird.

Veränderung durch Stahlveredler[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die Eigenschaft von Stahl kann durch Stahlveredler verändert werden. Beispiele für Stahlveredler sind Chrom (für Härte und Korrosionsbeständigkeit), Cobalt, Mangan (für Verschleißfestigkeit), Molybdän (für Zugfestigkeit), Niob, Vanadium (für Elastizität) und Wolfram (für Hitzebeständigkeit).

Stahlveredler sind vor allem für High-Tech-Industrien von besonderer Bedeutung. Dabei zeichnen sich die Vertreter der Gruppe in der Regel durch sehr gute Legierbarkeit und die Endprodukte häufig durch hohe Korrosionsbeständigkeit und gute Verformbarkeit aus. Stahlveredler finden sich dementsprechend unter anderem in nichtrostenden Stählen, Baustählen, Werkzeugstählen, Schnellarbeitsstählen, Hochtemperaturlegierungen, Superlegierungen, Dauermagnetstählen und Sonderedelstählen. Konkrete Beispiele sind Molybdän in Kontakten, Elektroden, Düsen, Heizelementen und Hitzeschilden, Mangan in Werkzeugen, Federn und Ventilen, Niob in Elektrolytkondensatoren oder Wolfram für Glühwendeln in Leuchtmitteln, Strahlenabschirmungen oder für Fliehgewichte und Exzenterringe.

Arten von Stählen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Einteilung nach EN 10020[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Nach EN 10020:2000 wird zwischen drei Hauptgüteklassen unterschieden:

  • Unlegierte Stähle (unlegierte Qualitätsstähle, unlegierte Edelstähle). Unlegierte Stähle (in Produktbeschreibungen oft umgangssprachlich Kohlenstoffstahl (AHSS), Carbonstahl oder C-Stahl genannt) enthalten als Zusatz überwiegend Kohlenstoff und nur geringe Mengen Chrom, Kupfer, Nickel, Blei, Mangan oder Silizium. Sie werden eingeteilt in Stahlwerkstoffe zur späteren Wärmebehandlung sowie solche, die nicht für eine Wärmebehandlung vorgesehen sind.
  • Nichtrostende Stähle, d. h. Stähle mit einem Massenanteil von mindestens 10,5 % Chrom und höchstens 1,2 % Kohlenstoff
  • Andere legierte Stähle und legierte Edelstähle

Die Kurznamen der Stähle sind in der EN 10027 festgelegt. Heute werden ca. 2500 verschiedene Stahlsorten hergestellt, von denen etwa 2000 erst in den letzten zehn Jahren entwickelt wurden.

Die Stahlwerkstoffe werden nach den Legierungselementen, den Gefügebestandteilen und den mechanischen Eigenschaften in Gruppen eingeteilt.

Einteilung nach Anwendungsgebieten[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Weitere wichtige Eigenschaften für den Anwender sind die Einsatzbereiche und Verwendungsmöglichkeiten der Stähle. Daher ist auch eine Kennzeichnung sinnvoll, aus denen dies entnommen werden kann:

  • Automatenstahl – Hoher Schwefelanteil (S) zur besseren Zerspanbarkeit, d. h. mechanischen Bearbeitung von Maschinen ohne Kontrolle durch den Facharbeiter.
  • Allgemeiner Baustahl – Einsatz bei Schaffung von Infrastruktur und im Maschinenbau, da gut zu verarbeiten (überwiegend gut schweißbar, zerspanbar, umformbar, vergießbar) und kostengünstig. Baustähle machen über die Hälfte der weltweiten Stahlproduktion aus.[21]
  • Bewehrungsstahl (Betonstahl) – Beton ist allein nur gut auf Druck beanspruchbar, mit einer Stahlbewehrung ist er auch auf Zug belastbar.
  • Damaszener Stahl – Dieser ist ein Werkstoff für Klingen, andere Blankwaffen, Gewehrläufe usw. und ist bei geeigneter Wärmebehandlung für seine Flexibilität und Festigkeit bekannt. Damaszener-Stahl ist kein homogener Stahl (Mono-Material), sondern ein Verbundwerkstoff aus unterschiedlich legierten Stahlsorten, die durch Feuerschweißen verbunden wurden. Nach dem Härten können die Strukturen dieses Schweißverbundstahls durch Anätzen oder durch spezielle Schleifverfahren sichtbar gemacht werden.
  • Edelstahl (nach EN 10020) – Ein legierter oder unlegierter Stahl mit besonderem Reinheitsgrad, dessen Schwefel- und Phosphorgehalt (sogenannte Eisenbegleiter) zum Beispiel 0,025 % nicht überschreitet (nicht zu verwechseln mit nichtrostendem Stahl, s. u.).
  • Einsatzstahl – Vorgesehen für eine Einsatzhärtung der Randschichten des fertigen Werkstücks durch Diffusionsverfahren (Carbonitrieren). Dadurch steigt der Kohlenstoffanteil, der vorher bei lediglich 0,1 und 0,2 % lag, im Randbereich auf bis zu 0,8 %. Der Kern des Werkstücks bleibt zäh und bruchfest, da nur die äußere Schicht gehärtet und somit spröde wird.[22] Besonders häufig verwendet für Kleinteile sowie verschleißfeste Bauteile mit dynamischer Beanspruchung. Siehe DIN EN 10084.
  • Federstahl – Der Kohlenstoffanteil liegt zwischen 0,55 % und 1 %.[22] Hoher Siliciumanteil (Si) erhöht die Elastizität des Stahls, meist auch mit Chrom (Cr) legiert.
  • Messerstahl
  • Nichtrostender Stahl – Diesen gibt es als ferritischen, als austenitischen, als martensitischen und als Duplex-Stahl. Ersterer wird durch Legieren von mindestens 10,5 Prozent Chrom (Cr) erhalten. In austenitischen nichtrostenden Stählen ist zusätzlich Nickel (Ni) legiert. Austenitische Stähle sind bei Raumtemperatur nicht magnetisch.
  • Nitrierstahl – auf Verschleiß beanspruchte Teile, z. B. Kolbenstangen.
  • Pipelinestahl: ca. 10 % der Weltstahlproduktion werden zur Herstellung von Stahlrohren genutzt (Stand 2013).[23] Meist handelt es sich um TM-Stahl.
  • Säurebeständiger Stahl – Ab einem Chromgehalt (Cr) von mindestens 17 % säure- und laugenbeständig; Verwendung: z. B. Abfüllanlagen für Putzmittel.
  • Spannstahl zur Verwendung im Spannbetonbau
  • Tiefziehstahl – diejenigen Stahlsorten, die zum Weiterverarbeiten durch Tiefziehen geeignet sind. Diese Stähle sind im Allgemeinen sehr weich und dürfen keine ausgeprägte Mindeststreckgrenze (Re) aufweisen.
  • U-Boot-Stahl: Als U-Boot-Stahl werden in der Uhrenindustrie spezielle austenitische Stahlsorten bezeichnet, die sich durch hohe Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit, insbesondere gegen Meerwasser, und das Fehlen jeglicher Magnetisierbarkeit auszeichnen.
  • Vergütungsstahl – Der Kohlenstoffanteil liegt zwischen 0,2 und 0,6 %. Gute Eignung zur Vergütung bzw. Veredelung, z. B. durch klassisches Härten durch Erhitzung und schnelle Abkühlung mit anschließendem Anlassen auf eine definierte Temperatur. Z. B. für Zahnräder. Siehe DIN EN 10083 Teil 1 bis 3.[22]
  • Werkzeugstahl – Wird zur Herstellung von Werkzeugen, Gesenken und Formen verwendet und zeichnet sich durch eine größere Härte aus als das bearbeitete Werkstück. Je nach Anwendungsgebiet wird unterschieden in:
HSS 10-4-3-10 → Hochleistungsschnellarbeitstahl (HSS), 10 % Wolfram, 4 % Molybdän, 3 % Vanadium, 10 % Cobalt.

Historische und wirtschaftliche Bedeutung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die frühe Verhüttung (vergl. Eisenschwamm) von Eisenerz ist bereits für das 2. Jahrtausend v. Chr. im damaligen Hethiter-Reich belegt, wo auch um die Mitte des 1. Jahrtausends v. Chr. wohl erstmals ein einfacher härtbarer Stahl hergestellt wurde.

In der Antike und Mittelalter wurde das Erz in mit Holzkohle beheizten Schachtöfen (Rennofen) bei Temperaturen von etwa 1250 °C verhüttet. Dabei kam es zu keiner Schmelze. Das Produkt war ein inhomogener Stahl mit variierendem Kohlenstoffgehalt, und ohne wesentliche Bestandteile von anderen Legierungsmetallen (Rennofeneisen/Rennofenstahl). Im 14. Jahrhundert n. Chr. wurde in Europa der Holzkohle-Hochofen (Stückofen) entwickelt, dessen Prozesstemperatur das Schmelzen von Eisen ermöglichte. Das Produkt hieraus ist das frühe Roheisen (Gusseisen). Das Roheisen war wegen seines häufig hohen Kohlenstoffgehalts spröde und nicht schmiedbar, es musste durch Gärben „abgekohlt“ werden, indem der Kohlenstoff, Schlacke und andere Begleitelemente herausgebrannt und unter wiederholtem Ausschmieden „herausgepresst“ wurde. Dies geschah bis zur Erfindung der Hochofentechnik, bei dem flüssiges Roheisen Gusseisen erzeugt werden konnte. In der Antike wurden die notwendigen Arbeiten häufig von Sklaven verrichtet. Im Mittelalter wurden dazu durch Wind- oder Wasserräder angetriebene Hammerwerke entwickelt.

Stahlplatten im Schützengrabenkrieg (1915)

Gussstahl stellte erstmals 1740 der Engländer Benjamin Huntsman im Tiegelstahlverfahren her. 1784 erfand der Engländer Henry Cort das Puddelverfahren (engl. „puddle“ = Pfütze), bei dem durch manuelles Umrühren der Schmelze das Roheisen in Kontakt mit dem Sauerstoff der Luft gebracht wurde und somit die „Verunreinigungen“ wie Kohlenstoff, Schwefel und Phosphor verbrennen konnten. Durch das Frischen entstand ein gut schmiedbarer und bruchsicherer Rohstahl, das sog. Puddeleisen. Die erste deutsche Gussstahlfabrik gründete Friedrich Krupp 1811 in Essen. Der Impuls für die sprunghafte Zunahme der Stahlproduktion erfolgte etwa in der Mitte des 19. Jahrhunderts durch die gleichzeitige Anwendung mehrerer technischer Erfindungen: Die Dampfmaschine stellte der Eisenindustrie eine leistungsstarke und flexible Arbeitskraft zur Verfügung, in den Kokereien wurde die Steinkohle zu Koks verarbeitet und die Entwicklung des Eisenbahnwesens sowie der Dampfschifffahrt förderten die Erreichbarkeit neuer, große Absatzmärkte für Stahl.

Die Stahlindustrie hatte in allen Ländern, unabhängig von ökonomischen Erwägungen, eine enorme politische Bedeutung, da sie neben einem Indikator für die technisch-wirtschaftliche Entwicklung und der Bedeutung für die Rüstungsindustrie auch eine nationale Prestigefrage war. Die Bedeutung des Stahls für die damalige Zeit symbolisiert der Eiffelturm (allerdings wegen der hohen Anforderung an Bruchsicherheit noch aus Puddeleisen), der anlässlich der Pariser Weltausstellung von 1889 als ein Monument des technischen Fortschritts aus Stahl erbaut wurde.

Für die deutschen Nationalsozialisten, die 1935 ein umfangreiches Rüstungsprogramm gestartet hatten, war Stahl ein kriegswichtiger Werkstoff. So galt der Norwegenfeldzug unter anderem der Sicherung des Nachschubs von schwedischem Eisenerz, das für die damalige Stahlerzeugung ein unverzichtbarer Rohstoff war. Die Alliierten bombardierten das Ruhrgebiet, die größte stahlproduzierende Region Europas. Am Ende des Kriegs hatten die Luftangriffe ca. 20 % der Produktionskapazitäten zerstört. Erst 1957 wurde mit einer Rohstahlproduktion von 16 Millionen Tonnen der Vorkriegsstand wieder erreicht.

Die auf der Potsdamer Konferenz beschlossene Demilitarisierung des Deutschen Reichs beinhaltete auch eine Demontage der Stahlindustrie. Ein Teil der demontierten Betriebe ging an die Sowjetunion, die diese zum Wiederaufbau des durch den Krieg zerstörten Landes benötigte. In den westlichen Besatzungszonen regte sich bald Widerstand gegen die Demontage, und so stellten die Alliierten die Demontage schon 1949 wieder ein. Eine weitere Maßnahme der alliierten Kontrollbehörde war die sogenannte „Entflechtung“ der Stahlindustrie. Damit sollte das neuerliche Aufkommen von marktbeherrschenden Unternehmenszusammenschlüssen wie den „Vereinigten Stahlwerken“ verhindert werden.

Arbeiter am Hochofen

Um eine gemeinsame Kontrolle der Kohle- und Stahlproduktion sicherzustellen, wurde 1952 auf französische Initiative hin die Montanunion gegründet. Aus der Montanunion entwickelte sich dann schrittweise die Europäische Union. In der Folge erlebte die Stahlindustrie in der Bundesrepublik Deutschland einen großen Aufschwung. 1961 produzierten 420.568 Beschäftigte 33 Millionen Tonnen Rohstahl, was einen Höchststand bei der Mitarbeiterzahl bedeutete. Einen Produktionsrekord stellte die westdeutsche Stahlindustrie 1974 auf, als sie über 53 Millionen Tonnen Stahl fertigte. Heutzutage benötigt die Stahlindustrie im wiedervereinigten Deutschland etwa 76.500 Mitarbeiter, um rund 46 Millionen Tonnen Stahl (Stand 2008) herzustellen. Diese enorme Produktivitätssteigerung war nur durch bedeutende technische Innovationen möglich.

Rohstoffsituation[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

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Anfang des 21. Jahrhunderts wurde der Rohstoffbedarf der Stahlindustrie zeitweise nicht gedeckt. Grund hierfür war ein nach einem Vierteljahrhundert der Stagnation wiedereinsetzendes exponentielles Wachstum, das im Wesentlichen durch den stark steigenden Stahlbedarf der chinesischen Volkswirtschaft, in geringerem Umfang auch der indischen, verursacht wurde. Zwischen 2003 und 2007 wuchs die Stahlerzeugung in China jährlich um mehr als die Jahresproduktion Deutschlands. Diese Entwicklung wurde nicht vorhergesehen. Daher konnte das Rohstoffangebot aufgrund der Beschränkungen der Förderkapazitäten der Bergwerke sowie der Schiffs- und Umschlagkapazitäten im Seetransport trotz weltweit ausreichend vorhandener Lagerstätten von Eisenerz nicht schnell genug erhöht werden. Nach einem Tiefststand der Stahlpreise 2001 kam es infolgedessen zweimal, im Laufe des Jahres 2004 und im ersten Halbjahr 2008, ungefähr zu Verdoppelungen der Preise für Rohstoffe und Stahlprodukte. Bis Mitte 2008 blieb Stahl knapp und teuer.

Im Zuge der Finanzkrise nahm die Stahlnachfrage kurzzeitig rapide ab. Im Mai 2009 hatten sich in der Folge die Weltmarktpreise gegenüber dem Höchststand im Juli 2008 mehr als halbiert.[24]

Konkurrierende Materialien[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

In Industriezweigen, bei denen Wert auf Leichtbauweise gelegt wird (darunter der gesamte Fahrzeugbau mit Automobilindustrie und Schienenfahrzeugbau), können anstelle von Stahl Werkstoffe von geringerer Dichte, beispielsweise Aluminium, Magnesium, Kunststoffe und Faserverbundwerkstoffe verwendet werden. Da die anderen metallischen Werkstoffe aber durchwegs eine geringere Festigkeit und Härte im Vergleich zu Stahl aufweisen, kann der Gewichtsvorteil durch gezieltes Verwenden von hochfesten Stählen und konstruktiven Maßnahmen – etwa die Verarbeitung von dünnerem Blech mit Aussparungen und Sicken – ausgeglichen werden. Faserverbundwerkstoffe haben zwar teilweise eine wesentlich höhere Festigkeit und Steifigkeit in Faserrichtung, Konstruktion und Verarbeitung unterscheiden sich jedoch deutlich von der metallischer Werkstoffe und sind vor allem deutlich aufwändiger.

Ökologie und Recycling[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Recycling-Code für Stahl

Eisen als Hauptbestandteil des Stahles ist, auch wenn es korrodiert oder weggeworfen wird, für Umwelt, Tier, Mensch und Pflanzen nicht toxisch. Die Stahlerzeugung ist ein großer Energieverbraucher. Im Jahr 2013 entfielen ca. 18 % des gesamten weltweiten industriellen Endenergieverbrauchs auf den Eisen- und Stahlsektor.[25] Bei der Ökobilanz von Stahl müssen zwei Herstellungsrouten unterschieden werden:

  • Primärerzeugung: Bei der Herstellung eines Kilogramms Rohstahls über die Hochofenroute stoßen die besten Hochöfen in Europa ca. 1,475 kg CO2-Äquivalent aus, was schon nahe am theoretischen Limit von 1,371  kg CO2 liegt. Größere Emissionsreduktionen lassen sich dementsprechend nur noch durch völlig neue Produktionsmethoden erreichen.[26] Auch bei der Hochofenroute werden im sogenannten Konverter etwa 20 % Recyclingmaterial (Schrott)[27] eingesetzt.
  • Stahlrecycling: Bei der Recyclingroute im Elektrostahlwerk kann gegenüber der Hochofenroute die zur Reduktion des Eisenerzes aufgebrachte, aus Kohle stammende chemische Energie eingespart werden. Das Recycling von Stahl erfordert dennoch ca. 0,75 kg CO2 pro kg Stahl,[28] da die benötigten Temperaturen von 1500 bis 1800 °C mit Elektroenergie erzeugt werden. Die CO2-Bilanz ist daher abhängig von der verwendeten Stromerzeugung. Probleme beim Recycling stellen einzelne Fremdstoffe wie z. B. Kupfer dar, das aus Elektrogeräten stammt.

In der Praxis wird Stahl zuerst aus Erz hergestellt und dann mehrfach oft recycliert (einmalig Primärerzeugung und mehrfach Stahlrecycling). Damit ergibt sich ein durchschnittlicher CO2-Ausstoß von etwa 1 kg CO2 pro kg hergestellten Warmbandstahles.[29] Zum Vergleich: Bei der Herstellung von 1 kg Roh-Aluminium werden 10 kg CO2 freigesetzt (bei Verwendung eines durchschnittlichen Energiemixes). Aus geschreddertem Mischschrott kann über Magnetscheider eine Eisenfraktion zurückgewonnen werden. Legierungselemente können, müssen aber nicht beim Recycling entfernt werden. Hochlegierte Stähle werden daher dementsprechend von Metallaufkäufern extra erfasst und vergütet. Hingegen wird das Recycling dünnwandiger, beschichteter, restentleerter Gebinde (Dosenschrott) teilweise als Downcycling bezeichnet.[30]

Stahl ist mit 500 Mio. t pro Jahr der weltweit meistrecycelte Industriewerkstoff. Die Recyclingquote von Stahl liegt bei 70 %,[31][32] die von einzelnen Stahlanwendungen z. T. bei deutlich über 90 %.[33][34]

Für den Korrosionsschutz von Eisen und Stahl werden Stoffe eingesetzt, die das Recycling stören, verloren gehen oder als umweltrelevante Stoffe entweichen oder zurückgehalten werden müssen. Dazu gehören insbesondere die Legierungselemente Chrom und Nickel sowie als Beschichtungen Lacke, Zinn (Weißblech) und Zink. In Europa werden daher die Stahlwerksstäube recycelt, um das darin enthaltene Zink zurückzugewinnen.

Zerspanbarkeit[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Hauptartikel: Zerspanbarkeit von Stahl

Die Zerspanbarkeit hängt ab vom Kohlenstoffgehalt, den sonstigen Legierungselementen und dem Wärmebehandlungszustand. Stähle mit einem sehr niedrigen Kohlenstoffgehalt neigen zum Verkleben mit der Schneide und bilden lange Bandspäne die sich in der Maschine verfangen können. Sie führen jedoch zu geringen Zerspankräften, aber auch zu schlechten Oberflächen. Bei mittleren Kohlenstoffgehalten (0,2 % bis 0,6 %) gibt es keine Probleme mit Verklebungen. Die Schnittkräfte steigen, die Oberflächen werden besser und die Späne kürzer. Dafür nimmt der abrasive Verschleiß der Werkzeuge zu. Stähle mit einem hohen Kohlenstoffgehalt führen zu hohen Kräften und Temperaturen sowie zu einem hohen Verschleiß. Die Oberflächenqualität und der Spanbruch sind jedoch gut. Elemente wie Phosphor, Blei und Schwefel begünstigen die Zerspanbarkeit, festigkeitssteigernde Elemente wie Nickel verringern sie. Im weichen (normalgeglühten) Zustand sind die meisten Stähle relativ gut zu zerspanen, im vergüteten oder gehärteten Zustand ist der Verschleiß dagegen sehr hoch was teure Werkzeuge aus Schneidkeramik oder Bornitrid erfordert.

Siehe auch[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Literatur[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

 Wikibooks: Werkstoffkunde Metall/ Eisen und Stahl – Lern- und Lehrmaterialien
 Wiktionary: Stahl – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen
 Commons: Stahl – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien
  Wikiquote: Stahl – Zitate

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. Etymologie nach: Friedrich Kluge: Etymologisches Wörterbuch der deutschen Sprache. Bearbeitet von Elmar Seebold. 24. durchgesehene und erweiterte Auflage. Walter de Gruyter, Berlin u. a. 2002, ISBN 3-11-017473-1, S. 874.
  2. Friedrich Cornelius: Geistesgeschichte der Frühzeit. Band 1, Verlag Brill Archive, 1960, S. 132.
  3. a b Statistiken. Bei: stahl-online.de.
  4. World Steel In Figures 2015. Abgerufen am 21. Dezember 2015 (PDF).
  5. Berns, Theisen: Eisenwerkstoffe, 4. Auflage, 2013, S. V.
  6. VDEh: Werkstoffkunde Stahl - Band 1: Grundlagen, 1984, S. 21. "...die im allgemeinen für eine Warmformgebung geeignet sind."
    Dubbel, 24. Auflage, S. E34, "....Eisenwerkstoffe darstellen, die sich i. Allg. für die Warmumformung eignen,..."
    Böge: Handbuch Maschinenbau, 21. Auflage, S. E14, "Stahl ist schmiedbares Eisen..."
    H. Czichos · B. Skrotzki · F.-G. Simon: Hütte - Das Ingenieurwissen: Werkstoffe, 2014, S. 24, "Eisen-Kohlenstoff-Legierungen mit einem Kohlenstoffanteil i.Allg. unter 2 Gew.-%, die kalt oder warm umformbar (schmiedbar) sind, ..."
    B. Ilschner, R. F. Singer Werkstoffwissenschaften und Fertigungstechnik: Eigenschaften, Vorgänge, Technologien, 5. Auflage, 2010, S. 431, "...Eisenlegierungen bezeichnet, die weniger als 2% Kohlenstoff enthalten und die für eine Warmumformung geeignet sind."
    Bargel, Schulze: Werkstoffkunde, 11. Auflage, 2012, S. 181, "Eisen-Kohlenstoff-Legierungen, die ohne weitere Nachbehandlung schmiedbar sind, sind Stähle (C ≤ 2 %)."
    Erhard Hornbogen, Hans Warlimont Metalle: Struktur und Eigenschaften der Metalle und Legierungen, 6. Auflage, 2016, S. 291, "Als Stähle werden praktisch alle verformbaren technischen Legierungen des Eisens bezeichnet."
  7. Stahlinstitut VDEh (Hrsg.): Stahlfibel, Verlag Stahleisen, 2007, S. 4.
  8. Stahlinstitut VDEh (Hrsg.): Stahlfibel, Verlag Stahleisen, 2007, S. 162.
  9. Stahl und Nachhaltigkeit. Abgerufen am 21. Dezember 2015 (PDF).
  10. Werkstoffkunde Stahl - Band 1, S. 4 f.
  11. Stahlfibel: S. 2.
  12. Eckhard Ignatowitz: Chemie für Schule und Beruf. Ein Lehr- und Lernbuch. 4. Auflage. Verlag Europa-Lehrmittel Nourney, Haan-Gruiten 1999, ISBN 3-8085-7054-7, S. 142.
  13. Stahlproduktion: Sauerstoff-Konverter vor Elektroofen. Bei: stahl-online.de.
  14. Christoph Broeckmann, Paul Beiss: Werkstoffkunde I. Institut für Werkstoffanwendungen im Maschinenbau der RWTH Aachen, Aachen 2014, S. 262–346.
  15. H. Czichos · B. Skrotzki · F.-G. Simon: Das Ingenieurwissen - Werkstoffe, Springer, 2014, S. 66
  16. Ilschner, Singer: Werkstofftechnik und Fertigungstechnik, Springer, S. 433 f.
  17. H. Czichos · B. Skrotzki · F.-G. Simon: Das Ingenieurwissen - Werkstoffe, Springer, 2014, S. 59.
  18. Bargel, Schulze: Werkstoffkunde, Springer, 11. Auflage, S. 241, 248.
  19. H. Czichos · B. Skrotzki · F.-G. Simon: Das Ingenieurwissen - Werkstoffe, Springer, 2014, S. 62
  20. H. Czichos · B. Skrotzki · F.-G. Simon: Das Ingenieurwissen - Werkstoffe, Springer, 2014, S. 71
  21. Sustainability. Sustainable steel. Auf: worldsteel.org.
  22. a b c C-Stahl Produktdatenblatt (Memento vom 17. Dezember 2010 im Internet Archive), ThyssenKrupp Steel Europe, abgerufen im Juli 2013.
  23. Markt. Bei: wv-stahlrohre.de.
  24. http://steelbenchmarker.com/files/history.pdf
  25. Kun He, Li Wang: A review of energy use and energy-efficient technologies for the iron and steel industry. In: Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2016, doi:10.1016/j.rser.2016.12.007.
  26. Manfred Fischedick et al, Techno-economic evaluation of innovative steel production technologies. In: Journal of Cleaner Production 84, (2014), 563-580, S. 564, doi:10.1016/j.jclepro.2014.05.063.
  27. Stahlschrottbilanz 2014: Stahlrecyclingwirtschaft musste Rückgang des Gesamtversands um 1,7 Prozent verkraften. Bei: bdsv.org. Pressemitteilung, 23. März 2015.
  28. Multireycling of steel. Bei: stahl-online.de. (PDF; 1,03 MB).
  29. Ökobilanz nach ISO 14040/44 für das Multirecycling von Stahl. Bei: stahl-online.de. (PDF; 1,3 MB).
  30. Lohnt sich Alu-/Weißblech-Recycling? Bei: kopytziok.de. (PDF; 92 kB).
  31. Steels: Facts, Figures, Environment and Green Steels. Bei: dierk-raabe.com.
  32. Recycling Rates of Metal. Bei: unep.org. (PDF; 2,4 MB).
  33. Sachstandsbericht zum Stahlrecycling im Bauwesen. Bergische Universität Wuppertal (PDF).
  34. Weißblech-Recyclingquote: 93,7 %. Auf: stahl-online.de.