Baustahl

Baustähle sind Stähle für den Stahl- und den Maschinenbau. Baustähle machen zusammen mit Betonstählen über die Hälfte der weltweiten Stahlproduktion aus.[1]

Allgemeines

Die am häufigsten verwendeten Sorten gehörten ursprünglich in die Kategorie der Grundstähle (BS). Diese ist nach EN 10020 Begriffsbestimmung für die Einteilung der Stähle mit den unlegierten Stählen zusammengelegt. Sie sind meist niedrig legiert und nur teilweise wärmebehandelt (wenn wärmebehandelt, dann häufig normalisiert, auch Normalglühen genannt). Daraus ergeben sich mäßig gute Eigenschaften (die aber für viele Anwendungen ausreichend sind) bei einem günstigen Preis.

Die Unterscheidung zwischen Bau- und Qualitätsstählen (QS) ist aufgrund des technischen Fortschritts heute nicht mehr angebracht, da zwischen der Einteilung nach Zusammensetzung und technischen Parametern einerseits und nach Verwendungszweck andererseits unterschieden wird. Auch legierte Edelstähle finden beispielsweise als Baustähle Verwendung.

Im Allgemeinen zählen so gut wie alle kohlenstoffarmen Stähle zu den Baustählen. Bei den kohlenstoffreicheren Sorten sind die Grenzen fließend und nicht anhand dieser Faustformel zu bestimmen. Nach den neuen EN-Normen sind Baustähle alle Stähle, die nicht unmittelbar als Werkzeugstahl verwendet werden. Baustähle sind schweißbar und können spannungsarm geglüht werden. Feinkornbaustahl eignet sich besonders gut zum Verschweißen und besitzt eine höhere Zugfestigkeit.

Betonstahl, der als Bewehrung in Stahlbeton eingesetzt wird bzw. Spannstahl im Spannbeton zählen nach der neuen Systematik nicht zu den Baustählen.

In der Gliederung der Stähle nach EN 10027-1 Bezeichnungssysteme für Stähle – Teil 1: Kurznamen bekommen sie das Vorsatzzeichen S für „Structural Steel“ (Stähle für den Stahlbau) und E für Maschinenbaustahl. Die nachfolgende Zahl gibt die Streckgrenze (Re) in N/mm² bzw. MPa an. Es ist jedoch die Dickenabhängigkeit der mechanischen Eigenschaften zu beachten: So hat ein S235 im Nenndickenbereich ≤ 16 mm eine Streckgrenze Re = 235 N/mm², im Nenndickenbereich > 200 mm ≤ 250 mm jedoch nur noch eine Streckgrenze Re = 175 N/mm².

Übliche Bezeichnungen sind z. B.

  • S235JR+AR (Ausgabe EN 10025-2:2019–10, früher S235JRG2, noch früher St 37-2, Werkstoffnummer 1.0036 bis 1.0038, frühere Bezeichnung nach EU 25-72 auch Fe 360 B)
  • S355J2+N (Ausgabe EN 10025-2:2019–10, früher S355J2G3, noch früher St 52-3 N, Werkstoffnummer 1.0577 bzw. 1.0570, frühere Bezeichnung nach EU 25-72 auch Fe 510 D1)

EN 10025

Die Baustahlsorten sind in EN 10025 genormt.

EN 10025-1 Warmgewalzte Stähle aus Baustählen – Teil 1: Allgemeine technische Lieferbedingungen

Unter der Hauptnummer EN 10025 wurden die früheren Europäischen Norman für unlegierte Baustähle (EN 10025), normalgeglühte / normalisierend gewalzte und thermomechanisch gewalzte schweißgeeignete Feinkornbaustähle (EN 10113), Baustähle mit höherer Streckgrenze im vergüteten Zustand (EN 10137) und wetterfeste Baustähle (EN 10155) in sechs Teilen zusammengeführt.

EN 10025-2 Warmgewalzte Stähle aus Baustählen – Teil 2: Technische Lieferbedingungen für unlegierte Baustähle

Baustähle
BezeichnungDesoxidationsart b
nach EN 10027-1 und CR 10260nach EN 10027-2
S235JR1.0038FN
S235J01.0114FN
S235J21.0117FF
S275JR1.0044FN
S275J01.0143FN
S275J21.0145FF
S355JR1.0045FN
S355J01.0553FN
S355J21.0577FF
S355K21.0596FF
S450J0l1.0590FF
b FN: unberuhigter Stahl nicht zulässig, FF: vollberuhigter Stahl l nur für Langerzeugnisse

Die aufgeführten Sorten sind unlegierte Qualitätsstähle nach EN 10020, lieferbare Gütegruppen: JR: Kerbschlagarbeit 27 J bei 20 °C; J0: Kerbschlagarbeit 27 J bei 0 °C; J2: Kerbschlagarbeit 27 J bei −20 °C; K2: Kerbschlagarbeit 40 J bei −30 °C (Dieser Wert entspricht 27 J bei −30 °C – siehe Eurocode 3.) Lieferzustände: „+N“ normalgeglüht; „+AR“ wie gewalzt; „+M“ thermomechanisch gewalzt.

Maschinenbaustähle
BezeichnungDesoxidationsart b
nach EN 10027-1 und CR 10260nach EN 10027-2
S1851.0035freigestellt
E2951.0050FN
E3351.0060FN
E3601.0070FN
b freigestellt: nach Wahl des Herstellers; FN: vollberuhigter Stahl

Die aufgeführten Sorten sind unlegierte Qualitätsstähle nach EN 10020. Lieferzustände: „+N“ normalisiert (normalized), „+AS“ wie gewalzt (as rolled), „+M“ thermomechanisch umgeformt

EN 10025-3 Warmgewalzte Stähle aus Baustählen – Teil 3: Technische Lieferbedingungen für normalgeglühte / normalisierend gewalzte schweißgeeignete Feinkornbaustähle

Bezeichnung
nach EN 10027-1 und CR 10260nach EN 10027-2
S275N1.0490
S275NL1.0491
S355N1.0545
S355NL1.0546
S420N1.8902
S420NL1.8912
S460N1.8901
S460NL1.8903

Die aufgeführten Sorten S275 und S355 sind unlegierte Qualitätsstähle, die Sorten S420 und S460 legierte Edelstähle nach EN 10020, lieferbare Gütegruppen: N: Nachweis der Kerbschlagarbeit bei −20 °C; NL: Nachweis der Kerbschlagarbeit bei −50 °C

EN 10025-4 Warmgewalzte Stähle aus Baustählen – Teil 4: Technische Lieferbedingungen für thermomechanisch gewalzte schweißgeeignete Baustähle

Bezeichnung
nach EN 10027-1 und CR 10260nach EN 10027-2
S275M1.8818
S275ML1.8819
S355M1.8823
S355ML1.8834
S420M1.8825
S420ML1.8836
S460M1.8827
S460ML1.8838
S500M1.8829
S500ML1.8839

Die aufgeführten Sorten sind legierte Edelstähle nach EN 10020 (Ausnahme S275: unlegierter Stahl), lieferbare Gütegruppen: M: Nachweis der Kerbschlagarbeit bei −20 °C; ML: Nachweis der Kerbschlagarbeit bei −50 °C

EN 10025-5 Warmgewalzte Stähle aus Baustählen – Teil 5: Technische Lieferbedingungen für wetterfeste Baustähle

BezeichnungDesoxidationsart a
nach EN 10027-1 und CR 10260nach EN 10027-2
S235J0W1.8958FN
S235J2W1.8961FF
S355J0WP1.8945FN
S355J2WP1.8946FF
S355J0W1.8959FN
S355J2W1.8965FF
S355K2W1.8967FF
a FN: unberuhigter Stahl nicht zulässig, FF: vollberuhigter Stahl

zu den aufgeführten Sorten lieferbare Gütegruppen: J0: Kerbschlagarbeit 27 J bei 0 °C; J2: Kerbschlagarbeit 27 J bei −20 °C; K2: Kerbschlagarbeit 40 J bei −30 °C (Dieser Wert entspricht 27 J bei −30 °C – siehe Eurocode 3.) Lieferzustände: „+N“ normalgeglüht; „+AR“ wie gewalzt; „+M“ thermomechanisch gewalzt; W und WP: Unterscheidung hauptsächlich im Phosphorgehalt

EN 10025-6 Warmgewalzte Stähle aus Baustählen – Teil 6: Technische Lieferbedingungen für Flacherzeugnisse aus Stählen mit höherer Streckgrenze im vergüteten Zustand

Bezeichnung
nach EN 10027-1 und CR 10260nach EN 10027-2
S460Q1.8908
S460QL1.8906
S460L11.8916
S500Q1.8924
S500QL1.8909
S500L11.8984
S550Q1.8904
S550QL1.8926
S550L11.8986
S620Q1.8914
S620QL1.8927
S620L11.8987
S690Q1.8931
S690QL1.8928
S690L11.8988
S890Q1.8940
S890QL1.8923
S890L11.8925
S960Q1.8941
S960QL1.8933
S960L11.8934

Die aufgeführten Sorten sind legierte Edelstähle nach EN 10020, lieferbare Gütegruppen: Q: Nachweis der Kerbschlagarbeit bei −20 °C; QL: Nachweis der Kerbschlagarbeit bei −40 °C; L1: Nachweis der Kerbschlagarbeit bei −60 °C

DIN 17100

Die Bezeichnungen nach DIN 17100 mit den Vorsatzbuchstaben „St“ (St 37 bedeutete Zugfestigkeit 37 kp/mm²) sind veraltet und sollten nicht mehr verwendet werden. Sie sind jedoch im Sprachgebrauch noch weit verbreitet.

Baustähle
StahlsorteDesoxidationsart 1)
KurznameWerkstoffnummer
neufrüher
St 331.00351.0033freigestellt
St 37-21.0037-freigestellt
USt 37-21.00361.0112U
RSt 37-21.00381.0114R
St 37-31.01161.0116RR
St 44-21.0044-R
St 44-31.0144-RR
St 52-31.05701.0841RR
St 50-21.00501.0532R
St 60-21.00601.0542R
St 70-21.00701.0632R
1) U unberuhigt, R beruhigt (einschließlich halbberuhigt), RR besonders beruhigt

Die Zusätze nach der Zugfestigkeit bedeuteten: „-2“ Gütegruppe 2 Prüftemperatur für die Kerbschlagarbeit 27 J bei +20 °C, „-3“ Gütegruppe 3 Prüftemperatur für die Kerbschlagarbeit 27 J bei ±0 °C für den Lieferzustand „U“ (unbehandelt) bzw. Prüftemperatur für die Kerbschlagarbeit 27 J bei −20 °C für den Lieferzustand „N“ (normalgeglüht). Weitere Nachsetzzeichen für den Lieferzustand: „U“ unbehandelt; „N“: normalgeglüht; in der Norm findet sich eine tabellierte Zuordnung der (Regel-)Lieferzustände zu den Stahlsorten, so dass z. B. auch ohne nachgestelltes „N“ ein Stahl durchaus normalgeglüht sein kann. USt 37-2 N: unberuhigt vergossener Stahl der Festigkeit 37 kp/mm² mit Kerbschlagarbeit nach Gütegruppe 2 im normalgeglühten Lieferzustand.

Bei Profilen (z. B. U, L, I, T, Z) aus unberuhigt vergossenen Stählen ist das Schweißen in den Profilrundungen nicht zulässig, da sich hier rißanfällige Seigerungszonen (Phosphor, Schwefel) befinden.

Eigenschaften

Stoffrelevante Kennwerte

Streckgrenze (Dehngrenze)185–355 N/mm²
Zugfestigkeit340–510 N/mm²
Bruchdehnung18–26,1 %
E-Modul210 GPa[2]
Schubmodul81000 N/mm²[2]
Emissivität0,7[2]
Querdehnzahl0,3[2]

Siehe auch

Wiktionary: Baustahl – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

Einzelnachweise

  1. Sustainability (Memento vom 6. Februar 2015 im Internet Archive)
  2. a b c d Eurocode 3: Stahlbau. (eurocode-online.de [abgerufen am 7. Mai 2020]).