Allgemeine Baustähle

Die allgemeinen Baustähle werden in der Praxis auch als Eisen oder Walzeisen bezeichnet und bilden auf ihren Verbrauch bezogen die größte Stahlgruppe. Es handelt sich um Stähle, die alltäglich für den wirklich allgemeinen Gebrauch in Schlossereien, Schmieden, im Stahl- und Maschinenbau in vielfältigen Formen, Ausführungsarten und Dimensionen als Stäbe, Profile, Rohre, Bleche benötigt werden. Allgemeine Baustähle sind unlegiert und kohlenstoffarm. Ihr Gefüge entspricht dem Eisen-Kohlenstoff-Diagramm und besteht aus Ferrit und Perlit. Da Martensitbildung nicht möglich ist, sind diese Stähle für eine Wärmebehandlung (z. B. Härten oder Vergüten) außer Normal- und Spannungsarmglühen nicht vorgesehen.
Diese Stähle werden im Anlieferungszustand, d.h. mit vorhandenen Eigenschaften, verwendet. Sie kommen meist als warmgewalzte Halbzeuge in den Handel. Bei diesen Massenstählen gibt es keine Gewährleistung für bestimmte Analysenwerte (Zusammensetzung).

Die allgemeinen Baustähle werden durch ihre Festigkeit (Streckgrenze) gekennzeichnet. Dafür wird die untere Streckgrenze benutzt, da bereits ab dieser Spannung ein Stahl dauerhaft verformt wird. Die Streckgrenze beschreibt das eigentliche Belastungspotential eines Stahls, das der Stahl im allgemeinen auf Dauer aushält, während die Zugfestigkeit die Höchstlast angibt, unter der ein Stahl bricht und damit eine Konstruktion zerstört wird.
Die allgemeinen Baustähle sind in der DIN EN 10025 genormt, die sieben Stahlsorten enthält. Die Sorten unterscheiden sich in ihren mechanischen Eigenschaften. Drei dieser Sorten erscheinen in 16 Varianten oder Gütegruppen mit eigenen Werkstoffnummern. Insgesamt ergeben sich also 20 unterschiedliche Stähle.
Die Festigkeit allgemeiner Baustähle wird hauptsächlich durch ihren Kohlenstoffgehalt bestimmt, der je nach Stahlsorte von 0,17% bis ca. 0,3% beträgt.

Abb. 1 zeigt den Einfluss des Kohlenstoffs auf die Eigenschaften unlegierter Stähle im warmgewalzten Zustand. Während die Festigkeit mit dem Kohlenstoffgehalt steigt, verschlechtert sich die Verformbarkeit, die Zähigkeit und auch die Schweißeignung.

                
      Abb. 1 Einfluss des Kohlenstoffs auf Eigenschaften unlegierter Stähle

Die Festigkeit kann weiter bei einer Zusammensetzung über Korngröße eingestellt werden. Die allgemeinen Baustähle zeichnen sich durch eine ausreichende bis gute Festigkeit aus, die Streckgrenze beträgt bis ca. 350 MPa.
Einige Sortenbeispiele mit ihren mechanischen Eigenschaften sind in Tab. 1 dargestellt.

Tab.1 Allgemeine Baustähle (Auswahl), Quelle: salzgitter-flachstahl.de

 Kurzname Werkstoff-Nr. Streckgrenze in MPa Zugfestigkeit in MPa Bruchdehnung in MPa
 S235J 1.0037 235 360 ... 510 25
 S275J0 1.0044 275 360 ... 510 22
 S355JR 1.0045 345 470 ... 630 22
 E295 1.0050 295 490 ... 660 20

 

 

 

 

Die Mehrheit der Sorten der allgemeinen Baustähle ist für den Stahlbau (Erkennungsbuchstabe S) vorgesehen und kann nach allen gebräuchlichen Verfahren geschweißt werden (sie sind schmelzschweißgeeignet). Der gebräuchlichste allgemeine Baustahl für normal belastete Bauteile ist S235JR. Er wird im Baubereich zu Treppen (Abb. 2a), Türen, Geländern, Gittern sowie als Betonstahl verarbeitet.
Allgemeine Baustähle haben sehr breite Anwendungsmöglichkeiten. Sie sind die am weitesten verbreiteten Konstruktionswerkstoffe, insbesondere für geschweißte Konstruktionen im Fahrzeugbau, im Behälterbau, im Hoch-, Tief-, Brücken- und Hallenbau sowie für Autofelgen (Abb. 2b) und viele andere Bauteile. Sie werden in der Regel bei normalen Belastungen und unter normalen klimatischen Bedingungen eingesetzt.

 

Abb. 2 Anwendungsbeispiele für allgemeine Baustähle   a) Verzinkte Wendeltreppe, b) Autofelge

Einige wenige Sorten sind Maschinenbaustähle (Erkennungsbuchstabe E), die einen leicht höheren Kohlenstoffgehalt aufweisen, sind praktisch nicht schweißbar (nur pressschweißbar). Sie müssen durch Nieten oder Schrauben gefügt werden. Es bleiben trotzdem zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten für diese Stähle z. B. für Wellen, Achsen, Bolzen, Stempel, Hebel und Hydraulikkolben. <<