Wissenswertes über Edelstahl

 		  

EBS-Edelstahl Berlin
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Was ist Edelstahl ?
Edelstahl (nach DIN EN 10020) ist eine Bezeichnung für legierte oder unlegierte Stähle, deren Schwefel- und Phosphorgehalt (sog. Eisenbegleiter) 0,035 % nicht übersteigt. Häufig sind danach weitere Wärmebehandlungen (z. B. Vergüten) vorgesehen.
Die alleinige Begriffsdefinition, ein Edelstahl sei ein „chemisch besonders reiner“ oder „nicht rostender“ Stahl ist ungenau bzw. falsch.
Ein Edelstahl muß nicht zwangsläufig den Anforderungen eines nicht rostenden Stahls entsprechen. Trotzdem werden im Alltag häufig nur "Niro-Stähle" als Edelstähle bezeichnet. Ebenso muß ein rostfreier Stahl nicht unbedingt auch ein Edelstahl sein.
Zu den Edelstählen zählen zum Beispiel hochreine Stähle, bei denen durch einen besonderen Herstellungsprozeß Bestandteile wie Aluminium und Silizium aus der Schmelze ausgeschieden werden, oder zum Beispiel auch hochlegierte Werkzeugstähle, die für eine spätere Wärmebehandlung vorgesehen sind.
Es kommt also auf die klar definierte Qualität an - und das ist unsere Stärke !
Das optische Erscheinungsbild (Formschönheit, Schleifmuster, schöne Politur) muß sich gerade bei architektonisch schönen Gestaltungen mit der optimalen Eignung verbinden:
Entscheidend ist :
Gegen welche Einflüsse soll der Edelstahl beständig sein?:
...Korrosion („nicht rostend“), Witterungsbeständigkeit (Architektur)
...Leitungswasser (hier ist die örtliche Wasserqualität entscheidend !)
...Heizungswasser, inhibitorhaltige Wässer im Anlagenbau  usw.
...ozon- oder chlorhaltige Wässer (Schwimmbadtechnik usw.)
...aufbereitetes Wasser, teilentmineralisiertes Wasser, entmineralisiertes Wasser
...destilliertes Wasser für Labortechnik, chemische Industrie
... Frostschutzmittel, frostschutzmittelhaltige Wässer und Gemische
...organische Säuren (Obstsäfte, Wein, Essig)
...Kraftstoffe, flüssige Kohlenwasserstoffe
...chemische Substanzen; Säuren, Basen und basische oder säurehaltige Lösungen
...Gase, Dämpfe im Inneren oder von Außen
...verstärkte Belastung durch hohe Strömungsgeschwindigkeiten (z.B. in Rohrleitungen)
...Druckbeständigkeit, auch stark wechselnde Drücke und Strömungsgeschwindigkeiten
...Kavitationsgefahr (Dampfblasen-Implosion)
Welche Lebensdauer ist erwünscht?
Nur wen die genaue Verwendungsfähigkeit und die einwirkenden Stoffe (z.B. durch eine genaue Bezeichnung oder Analyse) beschrieben wird, kann die geeignete Qualität des Stahls festgelegt werden!
Die Stahlgruppennummern nach DIN EN 10027-2 kennen folgende Bezeichnungen:
10 bis 19 – unlegierte Edelstähle
20 bis 89 – legierte Edelstähle
Beispiel: X5 CrNi 18-10, Werkstoff-Nr. 1.4301
(Die Zahl 43 steht laut Norm für „nichtrostend, mit >2,5 % Ni, ohne Mo, Nb und Ti“).
Hochlegiert ist ein Stahl dann, wenn die Summe aller Legierungselemente (Ausnahme C) mehr als 5 % ragen.
Edelstähle nach Werkstoffnummern:
Hier finden Sie die WEB-Seiten zu den unterschiedlichen Edelstahl-Qualitäten und ihrer Eignung:
...WNr. 1.4003
...WNr. 1.4016
...WNr. 1.4021
...WNr. 1.4104 (X12CrMoS17)
...WNr. 1.4301 (X5CrNi1810)
...WNr. 1.4305 (X10CrNiS189)
...WNr. 1.4306 (X2CrNi1911)
...WNr. 1.4310 (X12CrNi177)
...WNr. 1.4401 (X5CrNiMo17-12-2),
...WNr. 1.4571 (X6CrNiMoTi17-12-2)
...WNr. 1.4541 (X6CrNiTi1810)
...WNr. 1.4841 (X15CrNiSi25-20)
...WNr. 1.4816
...Was ist Nirosta ?
...Was ist Stahl  ?
Was ist Nirosta ?
Nirosta ist die Markennamenbezeichnung für hochlegierte, flachgewalzte rostfreie Stähle der ehemaligen Friedrich Krupp AG, die heute ThyssenKrupp Nirosta GmbH heißt. Es steht für "Nichtrostenden Stahl". Der Begriff wird im täglichen Sprachgebrauch für alle Stähle verwendet, die aufgrund ihrer chemischen Zusammensetzung (mind. 13 % Chromgehalt) nicht oxidieren, bzw. eine dichte Passivschicht bilden, die eine weitere Oxidation verhindert. Nirosta hat oft ein austenitisches Gefüge (so genannte kubisch-flächenzentrierte Struktur, auch fcc für "face centered cubic"). Dieses lässt sich leicht umformen (Tiefziehen, Biegen etc.).
Die häufigste Legierung ist X5CrNi18-10 (Werkstoff-Nr. 1.4301).
Sie wird für Spülbecken, einfache Blechteile, Geschirr und Besteck verwendet (Aufschrift "18/10").
Weitere Bezeichnungen:
Analog existieren noch Bezeichnungen wie V2A, A2, VA4, A4:
V2A = Versuchsschmelze 2 Austenit (Markenname der Krupp AG)
V4A = Versuchsschmelze 4 Austenit (Markenname der Krupp AG)
Das Stahlprodukt aus der „Versuchsschmelze 2 Austenit“ entstand 1912 für die Legierung vom Typ X5CrNi18-8, auch „Stainless Steel“ oder „Edelstahl Rostfrei“.
Fälschlicherweise wird für alle nichtrostenden Stähle auch der Begriff "Edelstahl" sehr häufig verwendet. Edelstahl ist jedoch die Bezeichnung für einen Stahl mit besonders hoher Reinheit. Er muß nicht zwangsläufig hochlegiert und rostfrei sein wie die oben genannte Werkstoffart. Umgangssprachlich wird NIROSTA oder aber auch Edelstahl oft fort NIRO oder NIRO-Stahl genannt, aber auch völlig falsche Schreibweisen wie „Nieroster“ oder „Niroster“ sind anzutreffen.
Weitere Informationen unter:
...WNr. 1.4301 (X5CrNi1810)
...Was ist Edelstahl ?
...WNr. 1.4003
...WNr. 1.4016
...WNr. 1.4021
...WNr. 1.4104 (X12CrMoS17)
...WNr. 1.4305 (X10CrNiS189)
...WNr. 1.4306 (X2CrNi1911)
...WNr. 1.4310 (X12CrNi177)
...WNr. 1.4401 (X5CrNiMo17-12-2), WNr. 1.4571 (X6CrNiMoTi17-12-2)
...WNr. 1.4541 (X6CrNiTi1810)
...WNr. 1.4841 (X15CrNiSi25-20)
...WNr. 1.4816
...Austenit, austenitische Stähle
Edelstähle nach Werkstoffnummer (WNr.) und Verwendungszweck:
Edelstahl WNr. 1.4003
Ein ferritischer, korrosionsträger Stahl mit etwa 11 % Chrom und einem Nickel-Zusatz. Er ist weit beständiger als allgemeine Baustähle, aber kostengünstiger als die hochlegierten rost- und säurebeständigen Stähle. WNr. 1.4003 zeichnet sich durch eine Kombination guter Korrosionsbeständigkeit und Abriebfestigkeit mit hohen statischen und dynamischen Festigkeitswerten, guter Schweißbarkeit und problemloser Verformbarkeit aus. Schweißen nach allen bekannten Verfahren ist ohne Schwierigkeiten möglich. Die Eigenschaften des Stahls werden durch Gefügeänderungen in der Wärmeeinflusszone nur unwesentlich beeinträchtigt. Seine Anwendung findet WNr. 1.4003 am besten dort, wo bisher unlegierte oder niedrig legierte Stähle zur Erreichung besserer Korrosionseigenschaften durch Streichen oder Beschichten oberflächenbehandelt werden mußten, wo aber die Verwendung eines rostbeständigen Edelstahls aus Preisgründen ausschied.
Verwendung von Edelstahl WNr. 1.4003:
Schienenfahrzeugbau- Personen- und Güterwaggons etc.; Nutzfahrzeugbau- LKW-Aufbauten, Fördertechnik -
Bandförderanlagen, Kippmulden etc.; Maschinen- und Apparatebau - Wassertechnik, Klimabereich, Zuckerindustrie, Agrartechnik - Silos, Stalleinrichtungen, Weinbaupfähle etc.; sonstiges - Profile, Konstruktionsbereich, Kabelschächte  etc.
Edelstahl WNr. 1.4016
Ein ferritischer, 17 %iger Chromstahl mit guter Korrosionsbeständigkeit. Die Polierfähigkeit ist sehr gut, ebenso die Tiefziehfähigkeit und die Biegefähigkeit. Ein Streckziehen ist nur im begrenzten Umfang möglich. Beim Verformen ist zu beachten, dass der Stahl bei Temperaturen unter 20 Grad Celsius zur Versprödung neigt. Die Kaltumformbarkeit wird verbessert, wenn man Werkstoff und Werkzeug auf 100-300 Grad Celsius erwärmt, was besonders bei Blechstärken über 3 mm zu empfehlen ist. Scharfe Abkantungen parallel zur Walzrichtung sind zu vermeiden. Ein Schweißen ist mit elektrischen Verfahren möglich, im Schweißbereich tritt jedoch eine Versprödung und eine Verminderung der Korrosionsbeständigkeit ein.
Die Zerspanbarkeit ist mit der legierter Einsatzstähle vergleichbar. Wie bei allen weichen Qualitäten muss mit der Bildung von Aufbauschneiden und einem behinderten Spanabfluss gerechnet werden.
Verwendung von Edelstahl WNr. 1.4016
Der hohe Chromgehalt verleiht dem Stahl eine gute Beständigkeit gegen Wasser, Wasserdampf, Luftfeuchtigkeit sowie schwache Säuren und Laugen. Die Anwendungsmöglichkeiten sind sehr vielfältig, z. B. für Haushalts- und Küchengeräte, im Gastgewerbe, bei der Nahrungsmittel- und Getränkeproduktion, in der Möbelindustrie, Innenarchitektur, Medizintechnik und in bestimmten Zweigen der chemischen Industrie, bei Sanitär-, Heizungs- und Klimaanlagen und in vielen anderen Bereichen. 
Edelstahl WNr. 1.4021
Ein chromlegierter, nichtrostender Vergütungsstahl mit einem mittleren Kohlenstoffgehalt. Er wird stets im vergüteten Zustand verwendet. Eine gute Korrosionsbeständigkeit ist nur dann gewährleistet, wenn die Oberfläche fein geschliffen ist.
Die Polierfähigkeit ist sehr gut. Ein Schweißen ist nur unter Anwendung bestimmter Vorsichtsmaßnahmen möglich und ist im allgemeinen nicht zu empfehlen. Die Zerspanbarkeit ist mit der legierter Vergütungsstähle vergleichbar und bereitet keine sonderlichen Schwierigkeiten.
Verwendung von Edelstahl WNr. 1.4021:
Der Stahl kann überall dort eingesetzt werden, wo Bauteile, Geräte und Instrumente, die eine mittlere Festigkeit aufweisen sollen, einer Einwirkung von Wasser, Wasserdampf oder Luftfeuchtigkeit ausgesetzt sind. Er findet eine weite Verbreitung im Maschinenbau, Turbinenbau, Pumpenbau, für Armaturen, Haushaltsgeräte, Sportartikel, medizinische und chirurgische Instrumente etc. 
Edelstahl WNr. 1.4104 (X12CrMoS17)
Ein vergütbarer, rostsicherer Automatenstahl mit 17 % Chrom und Molybdänzusatz, der zur Verbesserung der Zerspanbarkeit mit Schwefel legiert ist. Durch den höheren Schwefelgehalt wird die Korrosionsbeständigkeit und die Zähigkeit herabgesetzt.
Für Kaltumformung ist diese Qualität nicht geeignet, ebenfalls nicht für Verbindungsschweißungen.
Verwendung von Edelstahl WNr. 1.4104 (X12CrMoS17):
Für Drehteile bei Automatenarbeiten, wenn keine großen Anforderungen an die Korrosionsbeständigkeit gestellt werden. 
Edelstahl WNr. 1.4301 (X5CrNi1810)
Ein austenitischer, säurebeständiger 18/10 Cr-Ni-Stahl, der wegen seines niedrigen Kohlenstoffgehaltes nach dem Schweißen bei Blechstärken bis 5 mm auch ohne nachträgliche Wärmebehandlung interkristallin beständig ist. Er ist für eine Temperaturbeanspruchung bis 300 Grad Celsius zugelassen. Bei höheren Arbeitstemperaturen sollte der titanstabilisierte Stahl nach WNr. 1.4541 verwandt werden. Die Schweißbarkeit ist nach allen elektrischen Verfahren gut, ein Gasschmelzschweißen sollte nicht angewendet werden. Der Stahl hat eine sehr gute Polierfähigkeit und eine besonders gute Verformbarkeit durch Tiefziehen, Abkanten, Rollformen etc. Bei der Zerspanung muss wegen der Neigung zur Kaltverfestigung mit Werkzeugen aus
hochlegiertem Schnelldrehstahl oder Hartmetall gearbeitet werden.
Verwendung von Edelstahl WNr. 1.4301 (X5CrNi1810):
Der Stahl ist gegen Wasser, Wasserdampf, Luftfeuchtigkeit, Speisesäuren sowie schwache organische und anorganische Säuren beständig und hat sehr vielfältige Verwendungsmöglichkeiten wie z. B. in der Nahrungsmittelindustrie, bei der Getränkeproduktion, in der Pharma- und Kosmetikindustrie, im chemischen Apparatebau, in der Archiktektur, im Fahrzeugbau, für Haushaltsgegenstände und -geräte, für chirurgische Instrumente, im Schank- und Küchenbau, bei Sanitäranlagen, für Schmuckwaren und Kunstgegenstände. Die Korrosionsbeständigkeit wird durch das Elektropolieren wesentlich erhöht. Dies wird insbesondere in der Pharma-, Lebensmittel- und Medizintechnik gefordert. Ungeeignet ist dieser Cr-Ni-Stahl für Anwendungen in Schwimmbädern. 
Edelstahl WNr. 1.4305 (X10CrNiS189)
Ein austenitischer 18/10 Cr-Ni-Stahl, der zur Verbesserung der Zerspanbarkeit mit Schwefel legiert ist, so dass eine Bearbeitung auf Automaten möglich ist. Durch den höheren Schwefelgehalt wird die Korrosionsbeständigkeit herabgesetzt. Sie ist besser als beim Werkstoff 1.4104 und entspricht etwa der von Werkstoff 1.4016. Für Kaltumformung ist diese Qualität nicht geeignet, ebenfalls nicht für Verbindungsschweißungen. Durch den Schwefelanteil werden beim Elektropolieren abgedrehte Flächen aufgerauht.
Verwendung von Edelstahl WNr. 1.4305 (X10CrNiS189):
Für Drehteile bei Automatenarbeiten, wenn eine bessere Korrosionsbeständigkeit als bei Werkstoff 1.4104 gewünscht wird. 
Edelstahl WNr. 1.4306 (X2CrNi1911)
Ein austenitischer, säurebeständiger Cr-Ni-Stahl mit extrem niedrigem Kohlenstoffgehalt, was zu einer erhöhten Beständigkeit gegen interkristalline Korrosion führt. Auch Bleche über 6 mm müssen nicht nachbehandelt werden, selbst wenn sie unter weniger günstigen Verhältnissen geschweißt wurden. Die Schweißbarkeit ist nach allen elektrischen Verfahren gut, ein Gasschmelzschweißen sollte jedoch nicht angewandt werden. Der Stahl ist sehr gut polierfähig. Als Anhaltswert für die höchste
Anwendungstemperatur werden 350 Grad Celsius angegeben. Wegen des extrem niedrigen Kohlenstoffgehaltes liegt die Härte, die Festigkeit und die Streckgrenze im abgeschreckten Zustand besonders niedrig, niedriger als bei allen anderen austenitischen Cr-Ni-Stählen. Dadurch ergibt sich eine besonders gute Kaltumformbarkeit. Wegen der Neigung zur Kaltverfestigung muss bei der Zerspanung stets mit scharf geschliffenen Werkzeugen aus hochlegierten Schnelldrehstahl oder Hartmetall gearbeitet werden.
Verwendung von Edelstahl WNr. 1.4306 (X2CrNi1911):
Die chemische Beständigkeit ist vergleichbar mit der von 1.4301, so dass auch gleichartige Anwendungesmöglichkeiten bestehen. Die Kaltumformbarkeit ist jedoch noch besser. 
Edelstahl WNr. 1.4310 (X12CrNi177)
Der chrom-nickel-legierte X 12 CrNi 17 7 nach DIN 17 224 wird häufig für korrosionsbeständige Teile eingesetzt. Die Festigkeit für Normteile wie Tellerfedern wird beim X 12 CrNi 17 7 durch Kaltwalzen erzielt. Die maximale Materialstärke für Tellerfedern ist daher auf 2,0 mm begrenzt. Die Kaltverfestigung führt zu einer mehr oder weniger ausgeprägten Magnetisierbarkeit.
Verwendung von Edelstahl WNr. 1.4310 (X12CrNi177):
Lebensmittelindustrie und chemische Industrie (E-Modul bei 20°C 190.000N/mm2, flexibel von -150°C bis 200°C). 
Edelstahl WNr. 1.4401 (X5CrNiMo17-12-2), WNr. 1.4571 (X6CrNiMoTi17-12-2)
Nach allen bekannten Schweißverfahren gut schweißbar. Eine Wärmebehandlung nach dem Schweißen ist im Allgemeinen nicht erforderlich. In Sonderfällen, wenn der Abbau von Schweißspannungen aus korrosionschemischen Gründen zweckmäßig erscheint, sollte eine Wärmebehandlung erfolgen (z. B. 1/2 Std. bei 900 ºC). Gute Duktilität. Wie bei 1.4541 sollte für spanabhebende Bearbeitung nur gut geschliffenes Werkzeug verwendet werden. Die Stähle sind polierfähig.
Verwendung von Edelstahl WNr. 1.4401 (X5CrNiMo17-12-2), WNr. 1.4571 (X6CrNiMoTi17-12-2):
Die erhöhte Beständigkeit gegen Korrosion und Lochfraß prädestiniert diese Stähle für den Einsatz vor allem auf dem weiten Gebiet des chem. Apparatebaus. Weitere Anwendungsgebiete: Kernkraft, Instrumentierung im Reaktorbau, U-Boot Bau, Ofenbau, Sulfit-, Zellstoff-, Textil-, Farben-, Fettsäure-, fotochemische und pharmazeutische Industrie.
Edelstahl WNr. 1.4541 (X6CrNiTi1810)
Dieser Werkstoff besitzt eine hervorragende Beständigkeit gegenüber einer Vielzahl von aggressiven Medien einschließlich heißer Erdölprodukte, Dampf und Verbrennungsgase. Im Dauerbetrieb an Luft gute Oxidationsbeständigkeit bis ca. 900 ºC, bei Temperaturwechsel bis ca. 800 ºC. Bei Betrieb in Kohlendioxid beständig bis 650 ºC.
Nach allen bekannten Schweißverfahren gut schweißbar. Er ist mit Ti als Karbidbildner legiert und deshalb
kornzerfalIsbeständig gemäß DIN 50914, so dass unabhängig vom Querschnitt eine thermische Nachbehandlung nach dem Schweißen nicht erforderlich ist. Der Werkstoff zeichnet sich durch gute Duktilität aus. Für spanabhebende Bearbeitung sind nur gut geschliffene Werkzeuge zu verwenden, da andernfalls eine starke Oberflächenverfestigung stattfindet, die eine weitere Bearbeitung erschwert.
Verwendung von Edelstahl WNr. 1.4541 (X6CrNiTi1810):
Kernkraft (auch in flüssigem Natrium), Instrumentierung im Reaktorbau, chem. Apparatebau (sehr gute
Korrosionsbeständigkeit), z. B. Herstellung von Acetyl- und Salpetersäure, Wärmetauscher, Glühöfen, Papier- und Textilindustrie, Erdölverarbeitung und Petrochemie, Fett- und Seifenindustrie, Nahrungsmittelgewerbe, Molkerei- und Gärungsbetriebe. 
Edelstahl WNr. 1.4841 (X15CrNiSi25-20)
Hervorragende Korrosionsbeständigkeit. Bei Betrieb in Kohlendioxid haltiger Atmosphäre bis 900 ºC einsetzbar. Widerstandsfähig gegenüber rauchender Salpetersäure bei 20 ºC und geschmolzenen Nitraten bis zu 420 ºC Im Dauerbetrieb an Luft bis ca. 1150 ºC bei Temperaturwechsel bis ca. 1000 ºC einsetzbar. Die Verwendung des Werkstoffes im Bereich von 550 ºC bis 850 ºC kann für den Dauerbetrieb nicht empfohlen werden, da er zur 0-Phasenausscheidung neigt und deshalb nach Abkühlung auf Raumtemperatur  spröde wird.
Der Stahl ist geeignet für das Schmelzschweißen nach den verschiedenen Lichtbogenverfahren. Eine Vorwärmung sowie eine Wärmebehandlung nach dem Schweißen sind nicht erforderlich. Einwandfrei warm und kalt verarbeitbar. Nach Warm- und Kaltverformung wird eine Wärmebehandlung empfohlen (1050 ºC–1100 ºC, Wasser- oder Luftabkühlung). Die spanabhebende Bearbeitung ist bei Verwendung hochwertiger Werkzeuge und richtiger Wahl der Schnittbedingungen ohne
weiteres durchführbar. Die Verwendung von Hartmetall-Werkzeugen ist zu empfehlen.
Verwendung von Edelstahl WNr. 1.4841 (X15CrNiSi25-20):
 Überall da, wo die hervorragende Zunderbeständigkeit bei gleichzeitig hoher Warmfestigkeit von Vorteil ist. Wegen des hohen Ni-Gehalts allerdings empfindlich gegen schwefelhaltige Ofengase, besonders in reduzierender Atmosphäre.Speziell: Kraftwerke, Erdöl- und Petrochemie, Ofenbau, Wärmetauscher, Luftvorwärmer, Zementöfen, Ziegeleiöfen, Glasherstellung. 
Edelstahl WNr. 1.4816
Gute Widerstandsfähigkeit gegenüber allgemeiner Korrosion und Spannungsrißkorrosion. In Kohlendioxid liegt Einsatzgrenze bei 500 ºC, da ab 650 ºC die Korrosion stark wird. In fl. Natrium sollte Alloy 600 nicht oberhalb 750 ºC eingesetzt werden, da ab dieser Temperatur Materialabbau erfolgt. Hervorragende Oxidationsbeständigkeit bis ca. 1150 ºC. Nicht einsetzbar oberhalb 550 ºC in schwefelhaltiger Atmosphäre. In chlorfreiem Wasser bis 590 ºC verwendbar.
Nach allen bekannten Schweißverfahren gut schweißbar. Vor dem Schweißen sollte geglüht werden. Gut löt- und hartlötbar. Sehr gute Duktilität. Als hoch nickelhaltige Legierung besitzt Alloy 600 bei hoher Temperatur sehr gute mechanische Eigenschaften. Da es sich um einen weichen, zähen Werkstoff handelt, wird die spanabhebende Verarbeitung erleichtert, wenn das Material nicht im geglühten sondern im walzharten Zustand bearbeitet wird.
Verwendung von Edelstahl WNr. 1.4816 :
Standardwerkstoff für den Bau von Druckwasserreaktoren, Kernkraft, Ofenbau, Synthetikfaserherstellung,
Glaswannenabzüge, Kunststoffindustrie, Papierherstellung, Nahrungsmittelverarbeitung, Dampfkessel,
Destillationskolonnen, FIugmotoren.
Natürliche Edelstahlsorten: Nickel-Eisen-Meteoriten
Ein Blick in die Vergangenheit des Universums und in die Zukunft der Edelstahl-Forschung.
Meteoritisches Eisen wurde schon vor der eigentlichen (von den Europäern definierten) Eisenzeit zur Herstellung von Kultgegenständen, Werkzeugen oder Waffen benutzt. So wurden etwa in einem kleinen Gräberfeld aus der Zeit von 3300 bis 3000 v. Chr. bei der ägyptischen Siedlung Gerzeh Eisenperlen mit einem Nickelgehalt von 7,5 Prozent gefunden, was den meteoritischen Ursprung nahelegt. Eine Dolchklinge aus meteoritischem Eisen wurde auch in der Grabkammer des Pharaos Tutanchamun (um 1340 vor Christus) gefunden.
Meteoreisen, Eisenmeteoriten oder Nickel-Eisen-Meteoriten machen etwa fünf Prozent aller Meteoriten aus und bestehen aus einer Legierung aus Eisen und etwa 5-20 Gewichtsprozent Nickel. Ihr Inneres ist metallisch-grau gefärbt und von einer braunschwarzen Kruste umgeben. Es besteht meist aus zwei verschiedenen Mineralen, Kamacit und Taenit, die charakteristische Widmanstätten-Strukturen bilden. Eisenmeteoriten enthalten oft Einschlüsse des Minerals Troilit (Eisensulfid). Der Hoba-Meteorit ist der bislang größte auf der Erde gefundene Meteorit. Der Nickel-Eisen-Meteorit besteht zu zirka 82 % aus Eisen, zu zirka 16 % aus Nickel und zu zirka 1 % aus Kobalt. Darüber hinaus enthält er eine Reihe von Spurenelementen wie Chrom, Gallium, Germanium, Iridium, Kohlenstoff, Kupfer, Schwefel und Zink. Meteoriten mit Nickelgehalten von über 15 % werden als Ataxite bezeichnet.Er befindet sich auf dem Gelände der „Hoba“-Farm in den Otavibergen, etwa 20 km westlich von Grootfontein in Namibia. Das Gewicht dürfte ca. 50-60 Tonnen betragen. Seine ursprünglichen Abmessungen waren 2,70m×2.70m×0,90 m. Der Meteorit schlug vor zirka 80.000 Jahren auf der Erde ein und liegt immer noch in der ursprünglichen Position. Sein geschätztes Alter beträgt 190 bis 410 Millionen Jahre.
Eisenmeteoriten stammen wahrscheinlich aus dem Kern ehemaliger Asteroiden, bei deren Entstehung sich die schweren Elemente Eisen und Nickel im Innern absetzten. Sie werden oft als Modell für die Zusammensetzung des Erdkerns angesehen. Im Inneren der Asteroiden waren die Metalle vollständig aufgeschmolzen und gemischt, sie kühlten sehr langsam ab - etwa 1 °C pro Jahrtausend. Die Schmelze kristallisierte zunächst als homogene Eisennickel-Legierung, die bei weiterer Abkühlung in zwei Minerale mit unterschiedlichen Nickelgehalten zerfiel, den nickelarmen Kamacit ( weniger als sechs Prozent Nickelgehalt), der auch als Balkeneisen bezeichnet wird, und den nickelreichen Taenit (sechs bis fünfzehn Prozent Nickel), auch Bandeisen genannt.
Neben einem spezifischen Eisen- und Nickelgehalt enthalten die Eisenmeteoriten Minerale wie Cohenit (Eisencarbid), Schreibersit (Nickel-Eisenphosphid), Troilit (Eisensulfid) sowie Kohlenstoff in Form von Graphit. Darüber hinaus enthalten sie Spurenanteile von Edel- und Schwermetallen, wie Germanium, Gallium, Iridium, Arsen, Wolfram und Gold.
Die Nickel-Eisenmeteoriten werden anhand ihrer Zusammensetzung und ihrer Struktur in Hexaedrite, Oktaedrite und Ataxite und diverse Untergruppen unterteilt. Die Klassifikationen sund wesentlich komplexer und vielschichtiger als bei den vom Menschen hergestellten Edelstahlsorten und bieten ein hohes Forschungspotential für die Entwicklung neuer Legierungen.
1. Hexaedrite
Hexaedrite wurden während ihrer Entstehung nicht über 800 °C erhitzt und bestehen fast ausschließlich aus dem Mineral Kamacit. Der Nickel-Gehalt beträgt 4-7,5 %. Sie zeigen keine Widmanstättenschen Strukturen wie die Oktaedrite. Der Name bezieht sich auf ihre Spaltbarkeit nach den Flächen eines Würfels, oder Hexaeders. Einige der Meteoriten weisen jedoch nach Anätzen parallele Linien, die Neumannschen Linien, auf. Es handelt sich um Verformungen des Kristallgefüges, die offensichtlich das Ergebnis eines Impaktereignisses darstellen und beim Zusammenstoß des Ursprungskörpers mit einem anderen Asteroiden oder beim Einschlag auf der Erde entstanden sein könnten.
2. Oktaedrite
Oktaedrite waren während ihrer Entstehung Temperaturen über 800 °C ausgesetzt. Sie setzen sich aus einer Mischung von Kamacit und Taenit zusammen. Werden diese Meteoriten poliert und angeätzt, zeigen sich die typischen Widmanstättenschen Strukturen aus Kamacit-Balken und Taenit-Lamellen. Sie sind parallel zu den Flächen eines Oktaeders angeordnet, daher der Name. Nach der Breite der Kamacit-Balken werden die Oktaedrite in Strukturklassen eingeteilt. Dabei besteht eine Korrelation mit dem Nickelgehalt, je mehr Nickel, desto feiner ist die Struktur. Die Ursache dafür liegt in der Tatsache, dass im Eisen-Nickel System die Ausscheidung des Kamazits aus dem zunächst homogenen Taenit bei umso tieferer Temperatur erfolgt, je höher der Nickel-Gehalt ist, so dass sich dann durch die langsamere Diffusion nur noch schmale Balken bilden können.
Die folgenden Klassen werden unterschieden:
Gröbste Oktaedrite (Ogg), Balkenbreite mehr als 3,3 mm, 5-9 % Ni
Grobe Oktaedrite (Og), Balken 1,3 bis 3,3 mm, 6,5-8,5 % Ni
Mittlere Oktaedrite (Om), Balken 0,5 bis 1,3 mm, 7-13 % Ni
Feine Oktaedrite (Of), Balken 0,2 bis 0,5 mm, 7,5-13 % Ni
Feinste Oktaedrite (Off), Balken kleiner als 0,2 mm, 17-18 % Ni
Zusätzlich können die Oktaedrite nach ihrem Gehalt an den Spurenelementen Ga, Ge und Ir in die chemischen Gruppen I bis IV eingeteilt werden.
Daneben existiert noch eine Reihe von Oktaedriten, die bislang keiner dieser Gruppen zugeordnet werden konnten.
-Bekannte Vertreter der Oktaedritgruppe sind der Gibeon-Meteorit, Sikhote-Alin-Meteorit, Campo-del-Cielo-Meteorit, Canon-Diablo-Meteorit, Nantan-Meteorit, der Mundrabilla-Meteorit und der Meteorit Toluca.
3. Ataxite
Die Ataxite (gleich "ohne Struktur") weisen Nickelgehalte von mehr als 15 Prozent auf. In diesen Meteoriten liegt nur noch das Mineral Taenit vor; es zeigen sich keine Widmanstättenschen Strukturen.
Zu den Ataxiten gehören zum Beispiel die Chinga-Meteoriten und Dronino-Meteoriten sowie der sechzig Tonnen schwere Meteorit Hoba.
Untersuchungen des jeweiligen Verhältnisses der Spurenmetalle Gallium, Germanium, Kobalt, Chrom und Kupfer zum Nickelgehalt in Nickel-Eisenmeteoriten durch J. F. Lovering et al. (1957) führten, zusätzlich zur strukturellen Klassifizierung, zur Einführung der chemischen Gruppen I bis IV. Diese Einteilung wurde 1967 durch J. T. Wasson und J. Kimberlin auf insgesamt dreizehn Gruppen erweitert, welche durch Hinzufügen von Buchstaben an die Gruppennummer unterschieden werden. Man geht davon aus, dass jede dieser chemischen Gruppen einem eigenen Ursprungskörper entspricht.
4. Ungruppierte Meteorien und weitere Klassifizierungen:
Immerhin etwa zehn Prozent der Eisenmeteoriten passen in keine dieser dreizehn Gruppen und werden als ungruppiert (UNGR) bezeichnet. Nickel-Eisenmeteoriten können auch in magmatisch und nichtmagmatisch unterteilt werden. Die ersteren sind aus einer Schmelze entstanden, die komplett aufgeschmolzen war, während die nichtmagmatischen Meteoriten vermutlich nicht komplett aufgeschmolzen waren und vielleicht bei einem Impakt geformt wurden.
Der überwiegende Teil der Nickel-Eisenmeteoriten gehört der Gruppe IAB an. Es handelt sich dabei um grobe und mittlere Oktaedrite mit deutlich ausgeprägten Widmanstättenschen Strukturen. Sie enthalten Einschlüsse verschiedener Silikate, die chemisch eng mit primitiven Achondriten verwandt sind. Es wird angenommen, dass beide Meteoritengruppen vom selben Ursprungskörper stammen. Die IAB-Eisenmeteoriten enthalten oft Einschlüsse des Eisensulfids Troilit und schwarze Graphit-Knollen. Das Vorhandensein dieser elementaren Form des Kohlenstoffs sowie die Verteilung der Spurenelemente geben einen Hinweis auf die Verwandtschaft der IAB-Eisenmeteoriten mit den kohligen Chondriten.
Bei den Meteoriten der Gruppe IIAB handelt es sich um Hexaedrite, die aus einzelnen, sehr großen Kamacit-Kristallen aufgebaut sind. Die Verteilung der Spurenelemente ähnelt der in einigen kohligen Chondriten und Enstatit-Chondriten. Es wird daher davon ausgegangen, dass die IIAB-Eisen von einem chondritischen Ursprungskörper stammen.
Die Gruppe der IIC-Eisenmeteoriten besteht aus Oktaedriten mit sehr feinem Kristallgefüge.
Bei den Meteoriten der Gruppe IID handelt es sich um mittlere bis feine Oktaedrite, die hohe Anteil an Gallium und Germanium enthalten. Sie enthalten oft Einschlüsse des Nickeleisenphosphids Schreibersit - ein äußerst hartes Mineral.
Was ist Stahl  ?
Nach der traditionellen handwerklichen Auffassung werden als Stähle alle Eisenwerkstoffe bezeichnet, die ohne Nachbehandlung schmiedbar sind, um sie von jenen zu differenzieren, die gießfähig sind. Diese historische Betrachtungsweise hat bis heute ihre grundlegende Richtigkeit behalten. Demzufolge bezeichnet der Begriff „Stahl“ nach der neueren und verfeinerten Definition alle metallischen Legierungen, deren Hauptbestandteil Eisen ist und die durch Schmieden, Walzen oder andere Arten der Warmverformung plastisch verformbar sind.
Nach der klassischen metallurgischen Definition ist Stahl eine Eisen-Kohlenstoff-Legierung, die weniger als 2,06 Massen % Kohlenstoff enthält. Dieser Definition folgt auch die europaweit geltende Norm DIN EN 10020, nach der Stähle Werkstoffe, deren Massenanteil an Eisen größer ist als der jedes anderen Elements, dessen Kohlenstoffgehalt im allgemeinen kleiner als 2 Gew.-% C sind.
Alle stärker kohlenstoffhaltige Eisenwerkstoffe werden als Gußeisen bezeichnet. Hier liegt der Kohlenstoff in Form von Graphit vor.
Gegenwärtig gibt es aber einige Gruppen von Stählen, in denen Kohlenstoff kein Legierungsbestandteil mehr ist. Ein Beispiel dafür sind IF-Stähle, in deren Eisenmatrix kein Kohlenstoff interstitiell eingelagert ist.
Die Eigenschaften von Stahl:
Stähle sind die am meisten verwendeten metallischen Werkstoffe. Durch Legieren mit Kohlenstoff und anderen Elementen in  Kombination mit Wärme- und thermomechanischer Behandlung (gleichzeitige thermischer Behandlung mit plastischer Umformung) können seine Eigenschaften für einen breiten Anwendungsbereich angepaßt werden.
Der Stahl kann zum Beispiel sehr weich („Weicheisen“) verformbar hergestellt werden, wie etwa das Weißblech der Getränkedosen. Demgegenüber kann er sehr hart und dafür spröde hergestellt werden, wie etwa martensitische Stähle für Messer (Messerstahl). Moderne Entwicklungen zielen darauf, den Stahl gleichzeitig fest und duktil (verformbar) herzustellen, als Beitrag für Leichtbau von Maschinen.
Das wichtigste Legierungselement im Stahl ist Kohlenstoff. Er liegt entweder elementar oder als Verbindung (Zementit=Fe3C) vor. Die Bedeutung von Kohlenstoff im Stahl ergibt sich aus seinem Einfluss auf die Stahleigenschaften und Phasenumwandlungen.
Im Allgemeinen wird Stahl mit höherem Kohlenstoffanteil fester, aber auch spröder. Durch Legieren mit Kohlenstoff entstehen in Abhängigkeit von der Konzentration und der Umgebungstemperatur unterschiedliche Phasen: Austenit, Ferrit, Perlit, Ledeburit und primärer, sekundärer und tertiärer Zementit. Durch beschleunigtes Abkühlen von Austenit, in dem Kohlenstoff gelöst ist, können die weiteren Phasen wie fein- (ex Sorbit) und feinststreifiger Perlit (ex Troostit) sowie nadeliger/körniger
Bainit ("Zwischenstufe") und massiver/nadeliger Martensit bzw. Hardenit entstehen (Härten von Stahl).
Die Kristallstruktur von Stahl kann mit dem Eisen-Kohlenstoff-Diagramm beschrieben werden.
Die Dichte von Stahl bzw. Eisen beträgt rund 7,85 · 10³ kg/m³, der E-Modul ca. 210 GPa.
Austenit, austenitische Stähle:
Als Austenit werden Gamma-Mischkristalle des Eisens bezeichnet, die sich bei einem Kohlenstoffgehalt zwischen 0-2,06 % des Gewichts oberhalb von 723 Grad Celsius als kubisch-flächenzentrierte Gitter bilden. Bei langsamer Abkühlung einer Eisenschmelze wandelt sich unterhalb von 723 Grad Celsius die kristalline Struktur in kubisch raumzentrierte Alpha-Mischkristalle aus Ferrit um, der strukturbedingt weniger Kohlenstoff binden kann. Der Kohlenstoff verbindet sich mit einem Eisenanteil zu Eisencarbid (Fe3C), das nun Zementit  genannt wird und einen eigenständigen Gefügebestandteil bildet.
Austenit besitzt eine kubisch-flächenzentrierte Struktur mit einer maximalen Löslichkeit für Kohlenstoff von 2,06 %. Das Gefüge besitzt eine geringe Härte. Seine Festigkeit kann durch Kaltverformung enorm gesteigert werden; dadurch kommt es zu Problemen bei seiner Bearbeitung durch Zerspanung (Feilen, Sägen, Fräsen, Drehen). Bei der Betrachtung durch ein Auflichtmikroskop ist das Gefüge erkennbar an charakteristischen Zwillingsgrenzen.
Austenit ist der Haupt-Gefüge-Bestandteil vieler nichtrostender Edelstähle und ist nicht ferromagnetisch. Austenit kommt bei Raumtemperatur nur in Legierungen vor, unlegierte Stähle haben unterhalb von etwa 723 °C den gesamten Austenit zu Perlit
und (abhängig vom Kohlenstoffgehalt) Ferrit oder Zementit umgewandelt.
Im weiteren Sinn wird der Begriff Austenit auch auf andere kubisch-flächenzentrierte Strukturen übertragen. Ein Beispiel sind die Formgedächtnis-Legierungen.
Die Gewinnung von Roheisen und schmiedbarem Eisen:
Siehe: Die entsprechenden WEB-Seiten: (im Aufbau)
...Die historische Roheisen-Gewinnung im Rennfeuer
...Die historische Roheisen-Gewinnung im Stückofen oder Wolfsofen
...Die Roheisen- und Stahl-Gewinnung im Hochofen (Hochofenroute)
...Die Roheisen- und Stahl-Gewinnung durch Direktreduktion
...Die Roheisen-Aufbereitung und Stahlherstellung
...Die Roheisen-Aufbereitung und Stahlherstellung im Gußstahl-Verfahren
...Die Roheisen-Aufbereitung und Stahlherstellung im Puddel-Verfahren
...Die Roheisen-Aufbereitung und Stahlherstellung im Thomas- und Bessemer-Verfahren
...Die Roheisen-Aufbereitung und Stahlherstellung im OBM-Verfahren
...Die Roheisen-Aufbereitung und Stahlherstellung im Siemens-Martin-Verfahren
...Die moderne Roheisen-Aufbereitung und Stahlherstellung im Linz-Donawitz-Verfahren
...Die moderne Roheisen-Aufbereitung und Stahlherstellung im Elektrostahlverfahren
...Die moderne Roheisen-Aufbereitung und Stahlherstellung im Corexverfahren
...Austenit, austenitische Stähle
Die historische Roheisen-Gewinnung im Rennfeuer:
Ca. 1500 v. Chr. wurden die ersten Rennöfen gebaut. Diese sind Lehmöfen, in die Holzkohle und Eisenerz schichtweise eingebracht wurden. Im Rennofen entstehen Temperaturen zwischen etwa 1200 und 1300 °C, die das taube Gestein aufschmelzen und als Schlacke ablaufen lassen. Daher stammt auch der Name: Rennen von Rinnen. Das Eisen wird durch die Holzkohle reduziert. Es entsteht eine von Schlacketeilchen durchsetzte Luppe, die durch Schmieden weiterverarbeitet werden kann.
Ursprünglich wurde das Eisen von Eisenmeteoriten verarbeitet. In Lehmöfen, die mit Holzkohle und Luft, durch Blasebalge, beschickt wurden, konnten enorme Temperaturen erreicht werden. 1300–1600 °C waren nötig, um die Eisen-Nickel-Legierung, die in den Meteoren enthalten ist (80-95 % Eisen), herauszuschmelzen.
Die historische Roheisen-Gewinnung im Stückofen oder Wolfsofen:
Ab etwa dem 12. Jahrhundert wurden die Öfen nicht mehr in die Erde sondern oberirdisch gebaut (Vorläufer der Hochöfen) und zusätzlich durch wassergetriebene Blasebälge mit Luft versorgt. Auch wurde der Stahl mit wassergetriebenen Hammerwerken bearbeitet.
Die Roheisen- und Stahl-Gewinnung im Hochofen (Hochofenroute):
Bei diesem Verfahren wird zuerst Roheisen aus Eisenerz und Koks hergestellt. Außerdem kann zusätzlich Schrott eingesetzt werden. Danach wird durch weitere Verfahren aus Roheisen Stahl hergestellt.
Die Stahlherstellung aus Eisenerz erfolgt gegenwärtig üblicherweise mit einem Hochofen. Das Eisenerz wird zunächst gesintert, um eine geeignete Stückigkeit einzustellen. Der Sinter wird mit Kalkstein und Koks zum Möller vermischt und anschließend in den Hochofen chargiert. Der Hochofen ist ein metallurgischer Reaktor, in dem im Gegenstrom die Möllersäule mit heißer Luft,
dem so genannten Wind reagiert. Durch Verbrennen des Kohlenstoffs aus dem Koks entstehen die für die Reaktion nötige Wärme und Kohlenmonoxid, das die Möllersäule durchströmt und das Eisenoxid reduziert. Als Ergebnis entstehen Roheisen und Schlacke, die periodisch abgestochen werden.
Da das Roheisen sehr viel Kohlenstoff enthält, muß es einen weiteren Prozessschritt durchlaufen. Durch Aufblasen von Sauerstoff, dem so genannten Frischen, wird der Kohlenstoff oxidiert und es entsteht flüssiger Stahl. Nach dem Zulegieren der gewünschten Elemente wird er im Strang oder in der Kokille zu Halbzeug vergossen. Das Vergießen bedarf besonderer Techniken, man unterscheidet zwischen beruhigtem und unberuhigt vergossenen Stahl (unter Beruhigen versteht man das Binden
des in der Schmelze gelösten Sauerstoffs durch Zulegieren von Aluminium oder Silizium). Dies hat Einfluss auf im erkaltenden Stahl entstehende Seigerungen (Materialentmischungen, z. B. Schwefelablagerungen) oder Lunker (durch das Schwinden des Materials bedingte Hohlräume). Beide sind mit Qualitätsverlusten verbunden.
Die Roheisen- und Stahl-Gewinnung durch Direktreduktion:
Die Nachteile des Hochofens sind, daß hohe Ansprüche an die Einsatzmaterialien gestellt werden und der Ausstoß an Kohlendioxid. Das eingesetzte Eisenerz und der Koks müssen stückig und hart sein, so daß genügend Hohlräume in der Möllersäule bestehen bleiben, die das Durchströmen durch den eingeblasenen Wind gewährleisten. Der CO2-Ausstoß stellt eine hohe Umweltbelastung dar. Deshalb gibt es Bestrebungen, die Hochofenroute abzulösen. Bisher hat sich aber kein Verfahren gegenüber dem Hochofen etablieren können. Zu nennen sind hier die Eisenschwamm- und Pelletsherstellung in Drehrohröfen sowie die Corex-, Midrex- und Finex-Verfahren. Die bisher am meisten verbreiteten Verfahren sind Midrex - bzw HYL Direktreductionsverfahren, die Eisenschwamm bzw. HBI ( Hot Briquetted Iron ), als festes Einsatzmaterial erzeugen. Dieses ist immer noch mit einer gewissen Menge von Gangart
des Ausgangserzes belastet, aber der Kohlenstoffgehalt ist normalerweise nicht höher als 1%. Das Corex-Verfahren ist neueren Datums und erzeugt ein flüssiges, roheisenähnliches Vormaterial, dessen Kohlenstoffgehalt bei ca. 3,5 bis 4% liegt.
Die Roheisen-Aufbereitung und Stahlherstellung:
Man kann zwischen so genannten Blasverfahren und Herdfrischverfahren unterscheiden.
Bei den Blasverfahren wird das Roheisen mit Sauerstoff oder Luft gefrischt. Der Oxidationsprozess, der den Kohlenstoffanteil senkt (das Frischen), liefert in diesen Verfahren genug Wärme, um den Stahl flüssig zu halten, eine externe Wärmezufuhr ist in den Konvertern deshalb nicht notwendig. Die Blasverfahren kann man zusätzlich in Aufblasverfahren und Bodenblasverfahren unterteilen. Zu den Bodenblasverfahren gehören das Bessemerverfahren, das Thomasverfahren, die Rennfeuer und frühen
Hochöfen. Das bekannteste Aufblasverfahren ist das LD Verfahren.
Bei den Herdfrischverfahren wird der zur Oxidation notwendige Sauerstoff dem zugesetzten Schrott und Erz entnommen. Außerdem muß den Herdfrischkonvertern extern Wärme zugeführt werden. Die bekanntesten Herdfrischverfahren sind das Siemens-Martin-Verfahren und der Elektroofenprozess.
In moderner Zeit wird Stahl zunehmend in integrierten Stahlwerken hergestellt, die die Roheisenherstellung, die Stahlproduktion und die Halbzeug-Fabrikation in einem Werk integrieren, um Transporte, Energie und damit Kosten zu sparen.
Die Roheisen-Aufbereitung und Stahlherstellung im Gußstahl-Verfahren:
Das Roheisen wird im seit 1842 angewendeten Gußstahlverfahren zusammen mit Schrott geschmolzen. Der Sauerstoffanteil im Schrott frischt das Roheisen und verbessert somit die Qualität des Stahls.
Die Roheisen-Aufbereitung und Stahlherstellung im Puddel-Verfahren:
Das Puddel-Verfahren wurde im Jahre 1784 von Henry Cord in England erfunden. Dabei wird die schon zäh werdende Roheisenmasse mit Stangen gewendet, so daß möglichst viel der Oberfläche mit der Umgebungsluft in Berührung kommen kann. Durch diesen Sauerstoffkontakt wird das Roheisen gefrischt und so zu Stahl verarbeitet (siehe auch Eiffelturm, Griethauser Brücke).
Die Roheisen-Aufbereitung und Stahlherstellung im Thomas- und Bessemer-Verfahren:
(DSN-Verfahren, Thomasbirne, um 1900)
Diese sind Konverterverfahren, bei denen durch Bodendüsen des Konverters Gase in die Roheisenschmelze gedrückt werden. Die Thomas- und Bessemerverfahren verwenden Luft, im DSN-Verfahren (Dampf-Sauerstoff-Neunkirchen) wird Sauerstoff zusammen mit Wasserdampf statt Luft eingesetzt. Das auch "saures Windfrischverfahren" genannte Bessemerverfahren wurde 1855 von Henry Bessemer entwickelt. Das Thomasverfahren (auch "basisches Windfrischverfahren" genannt und bekannt
durch die Konverterform: die Thomasbirne) wurde 1878 von Percy Gilchrist und Sidney Thomas erfunden. Sie unterscheiden sich durch die Ausmauerung des Ofens, welche entweder sauer oder basisch wirkt und so verschiedene Eigenschaften aufweist (im Thomasverfahren eine Dolomit-Teer-Mischung).
Die Roheisen-Aufbereitung und Stahlherstellung im OBM-Verfahren:
Im OBM-Verfahren (Oxygen-Bottom-Maxhütte oder Oxygen-Bodenblas-Metallurgie-Verfahren) werden Sauerstoff und Butan oder Propan durch den Boden des Konverters eingeblasen. Mit der Stillegung der Neuen Maxhütte in Sulzbach-Rosenberg im Jahr 2003 ist der einzige deutsche OBM Konverter stillgelegt worden. In Charleroi (Belgien) existieren OBM Konverter im Stahlwerk Duferco Carsid.
Die Roheisen-Aufbereitung und Stahlherstellung im Siemens-Martin-Verfahren:
Dieses war die bevorzugte Stahlherstellungsmethode, von seiner Erfindung 1864 durch Friedrich Siemens und Wilhelm Siemens und seiner Umsetzung zusammen mit Emile Martin und Pierre Martin, bis in die erste Hälfte des 20. Jahrhunderts. Der SM-Ofen besteht aus dem Oberofen, mit dem vom Gewölbe überspanntem Schmelzraum und dem Unterofen. Im Oberofen wird flüssiges Roheisen, Roheisenmasseln (sic!) oder der Schrott chargiert. Im Unterofen sind die Regenerationskammern zur
Luft- und Gasvorwärmung untergebracht. Im Oberofen wird mit öl- oder gasbetriebenen Brennern der Schmelzraum beheizt. Die Reduktion des Kohlenstoffs (Frischen) erfolgt durch den Sauerstoffüberschuss der Brennerflamme oder durch Zugabe von Eisenerz. Das Verfahren wurde inzwischen durch Sauerstoffblasverfahren verdrängt. 1993 wurde in Brandenburg an der Havel
der letzte deutsche SM-Ofen stillgelegt. Er ist heute als technisches Denkmal erhalten.
Die moderne Roheisen-Aufbereitung und Stahlherstellung im Linz-Donawitz-Verfahren:
Im Linz-Donawitz- oder LD-Verfahren wird durch eine Lanze Sauerstoff auf das Schmelzbad im Konverter geblasen, so werden unerwünschte Begleitstoffe oxidiert und können dann als Schlacke abgestochen werden. Durch Zugabe von Schrott und Erz kann der Roheiseneinsatz verringert und die Schmelze gekühlt werden. In den Konverter muß flüssiges Roheisen chargiert werden, da das Verfahren die Einsatzstoffe nicht aufschmelzen kann. Der fertige Stahl wird durch Kippen des
Konvertergefäßes in Pfannen abgestochen. Das Verfahren ist benannt nach den Standorten Linz und Donawitz der österreichischen Unternehmen VÖEST und Alpine Montan – beide inzwischen fusioniert zur Voestalpine - die dieses Verfahren entwickelten. Inzwischen existieren mehrere Varianten des LD-Verfahrens, bei dem etwa gleichzeitig Sauerstoff und anschließend Argon durch Bodendüsen eingeleitet werden (LBE, Lance Bubbling Equilibrium).
Die moderne Roheisen-Aufbereitung und Stahlherstellung im Elektrostahlverfahren:
Bei den Elektrostahl-Verfahren wird die zum Schmelzen erforderliche Wärme durch einen Lichtbogen oder durch Induktion erzeugt. Der Lichtbogenofen wird mit Schrott, Eisenschwamm und Roheisen beschickt. Außerdem werden noch Kalk zur Schlackenbildung und Reduktionsmittel zugegeben. Der von den Graphitelektroden zum Schmelzgut verlaufende Lichtbogen
erzeugt Temperaturen bis zu 3500°C. Deshalb können auch schwer schmelzbare Legierungelemente wie Wolfram und Molybdän als Ferrolegierungen eingeschmolzen werden.
Mit Lichtbogenöfen können alle Stahlsorten hergestellt werden.
Die moderne Roheisen-Aufbereitung und Stahlherstellung im Corexverfahren:
Der COREX-Prozess ist ein zweistufiges Schmelzreduktionsverfahren („smelting-reduction“), in dem Roheisen auf Basis nicht verkokter Kohle und Eisenerzen hergestellt werden kann. Ziel des Schmelzreduktionsverfahren ist es, durch die Kombination von Schmelzprozess, Kohlevergasung und Direktreduktion flüssiges Eisen zu erzeugen, dessen Qualität dem Hochofenroheisen entspricht. Die Schmelzreduktion kombiniert den Prozess der Direktreduktion (Vorreduktion von Eisen zu Eisenschwamm) mit
einem Schmelzprozess (Hauptreduktion). Der Prozess läuft also zweistufig in getrennten Aggregaten ab. Zuerst werden die Erze zu Eisenschwamm reduziert, im zweiten Schritt erfolgt die Endreduktion und das Aufschmelzen zu Roheisen. Die für den Schmelzvorgang nötige Energie liefert die Verbrennung von Kohle (nicht verkokt). Dabei entstehen große Mengen Kohlenmonoxid als Abgas, das als Reduktionsgas genutzt wird.
Austenit, austenitische Stähle:
Als Austenit werden Gamma-Mischkristalle des Eisens bezeichnet, die sich bei einem Kohlenstoffgehalt zwischen 0-2,06 % des Gewicht 0berhalb von 723 Grad Celsius als kubisch-flächenzentrierte Gitter bilden. Bei langsamer Abkühlung einer Eisenschmelze wandelt sich unterhalb von 723 Grad Celsius die kristalline Struktur in kubisch raumzentrierte Alpha-Mischkristalle aus Ferrit um, der strukturbedingt weniger Kohlenstoff binden kann. Der Kohlenstoff verbindet sich mit einnem Eisernanteil zu Eisencarbid (Fe3C), das nun Zementit  genannt wird und einen eigenständigen Gefügebestandteil bildet.
Austenit besitzt eine kubisch-flächenzentrierte Struktur mit einer maximalen Löslichkeit für Kohlenstoff von 2,06 %. Das Gefüge besitzt eine geringe Härte. Seine Festigkeit kann durch Kaltverformung enorm gesteigert werden; dadurch kommt es zu Problemen bei seiner Bearbeitung durch Zerspanung (Feilen, Sägen, Fräsen, Drehen). Bei der Betrachtung durch ein Auflichtmikroskop ist das Gefüge erkennbar an charakteristischen Zwillingsgrenzen.
Austenit ist der Haupt-Gefüge-Bestandteil vieler nichtrostender Edelstähle und ist nicht ferromagnetisch. Austenit kommt bei Raumtemperatur nur in Legierungen vor, unlegierte Stähle haben unterhalb von etwa 723 °C den gesamten Austenit zu Perlit
und (abhängig vom Kohlenstoffgehalt) Ferrit oder Zementit umgewandelt.
Im weiteren Sinn wird der Begriff Austenit auch auf andere kubisch-flächenzentrierte Strukturen übertragen. Ein Beispiel sind die Formgedächtnis-Legierungen.
Impressum und Kontakt:
EBS Edelstahl-Bearbeitung und Schleiferei GmbH