Metalle
Teil von Metalle für Konstruktionen: Auswahl und Verarbeitung
Metalle für Konstruktionen Checkliste für die Materialauswahl
Checkliste zur Materialauswahl von Metallen für Konstruktionen: 10 Prüfpunkte, DIN EN 10025, Beispielwerkstoffe, Kosten, Normen und Recycling im Überblick.
Das Wichtigste auf einen Blick
- Zehn Prüfpunkte entscheiden, ob ein Metall für die Konstruktion geeignet ist.
- Festigkeit und Zähigkeit wirken zusammen, ein einzelner Spitzenwert genügt nicht.
- DIN EN 10025 regelt die Baustähle, S235JR und S355J2 sind die gängigen Sorten.
- Korrosion, Temperatur und Fügetechnik grenzen die Auswahl oft stärker ein als der Preis.
- Recycling und Verfügbarkeit gehören in jede Werkstoffentscheidung.
Die Checkliste mit zehn Prüfpunkten
Arbeiten Sie die Punkte der Reihe nach ab. Jeder Prüfpunkt kann einen Werkstoff ausschließen, deshalb führt der Weg von der Funktion über die Fertigung zur Beschaffung. Die Liste ist eine Abfolge, keine Rangfolge.
| Nr. | Prüfpunkt | Frage | Beispiel |
|---|---|---|---|
| 1 | Festigkeit | Liegt die Streckgrenze über der Lastspannung? | S355J2 mit 355 N/mm² |
| 2 | Zähigkeit | Bleibt die Kerbschlagarbeit bei Kälte ausreichend? | S355J2 bei minus 20 Grad Celsius |
| 3 | Korrosionsbeständigkeit | Hält der Werkstoff Salz, Feuchte und Medien aus? | 1.4301, X5CrNi18-10 |
| 4 | Temperaturbeständigkeit | Welche Dauer- und Spitzentemperatur tritt auf? | Aluminium 6061-T6 bis etwa 150 Grad Celsius |
| 5 | Schweißeignung | Welches Verfahren, welche Dicke, welches Vorwärmen? | S355J2 ohne, 42CrMo4 mit Vorwärmen |
| 6 | Zerspanbarkeit | Welche Toleranzen und Stückzahlen sind gefordert? | Automatenstahl 11SMn30 |
| 7 | Verfügbarkeit | Sind Halbzeug, Abmessung und Lieferzeit gesichert? | Blech, Profil, Rundstahl |
| 8 | Kosten | Was kosten Werkstoff, Fertigung und Korrosionsschutz? | Baustahl gegenüber Edelstahl |
| 9 | Normen | Welche Norm und welches Zeugnis verlangt der Auftraggeber? | DIN EN 10025-2 |
| 10 | Recycling | Lässt sich der Werkstoff trennen und rückgewinnen? | Stahlschrott, Legierungszuschläge |
Normen und Beispielwerkstoffe
DIN EN 10025-2 beschreibt die technischen Lieferbedingungen für warmgewalzte Erzeugnisse aus unlegierten Baustählen. Zu dieser Gruppe gehören S235JR und S355J2, beide sind schweißgeeignet. Für nichtrostende Stähle gilt DIN EN 10088, für Aluminiumhalbzeug DIN EN 573. Zeugnisse regelt DIN EN 10204, das Abnahmeprüfzeugnis 3.1 wird bei tragenden Teilen verlangt.
Wer die Zuständigkeiten kennen will, findet beim DIN einen Überblick zu den DIN-Normenausschüssen.
Von der Anforderungsliste zum Werkstoff
Fünf Arbeitsschritte bringen die Anforderungen in eine prüfbare Reihenfolge. Beginnen Sie mit den Lasten, nicht mit dem Werkstoff.
- Lasten erfassen: Eigengewicht, Nutzlast, Schwingungen und Lastkollektive dokumentieren.
- Umgebung festlegen: Temperaturbereich, Feuchte, Salz und Medien notieren.
- Fertigung planen: Fügeverfahren, Zerspanung, Umformung und Wärmebehandlung abstimmen.
- Norm und Zeugnis wählen: Werkstoffnorm, Prüfumfang und Abnahmeprüfzeugnis festlegen.
- Beschaffung prüfen: Halbzeugform, Lieferzeit, Preis und Schrottwert vergleichen.
Kosten, Verfügbarkeit und Kreislauf
Baustahl ist günstig und in vielen Abmessungen ab Lager erhältlich, nichtrostender Stahl kostet ein Mehrfaches. Rechnen Sie den Korrosionsschutz mit: Verzinken oder Beschichten kann den Preisvorteil aufzehren. Ein Blick auf die Rückgewinnung lohnt sich, weil Metallschrott ein Erlös ist.
Verfügbarkeit meint mehr als den Lagerbestand. Dicke Bleche und Sonderprofile haben längere Lieferzeiten, Ersatzwerkstoffe müssen dieselbe Norm erfüllen. Wie Metalle aus Gebäuden und Anlagen zurückgewonnen werden, beschreibt das Umweltbundesamt in seinem Beitrag Urban Mining. Wie Metallverbrauch und Kreislaufwirtschaft in Europa zusammenhängen, zeigt der Themenüberblick zu Ressourcenverbrauch und Materialien der Europäischen Umweltagentur.
Häufige Fragen
Wann genügt S235JR?
Bei geringen Lasten und trockener Umgebung. Die Streckgrenze liegt bei 235 N/mm². Für Schwingungsbeanspruchung ist S355J2 meist die bessere Wahl.
Welche Norm ist für Baustähle maßgeblich?
DIN EN 10025-2 für unlegierte Baustähle. Sie regelt chemische Zusammensetzung, mechanische Kennwerte und Prüfumfang.
Wie prüfe ich die Schweißeignung?
Über den Kohlenstoffäquivalentwert und eine Verfahrensprüfung. Bei höher legierten Stählen wie 42CrMo4 ist Vorwärmen nötig.
Warum ist Zähigkeit bei Kälte wichtig?
Unterhalb der Übergangstemperatur kann Stahl spröde brechen. Die Kerbschlagarbeit nach DIN EN ISO 148-1 zeigt, ob ein Bauteil im Winter sicher bleibt.
Wann lohnt sich Edelstahl?
Bei korrosiver Umgebung und hygienischen Anforderungen. Er ersetzt Verzinkung und Beschichtung, kostet pro Kilogramm aber mehr als Baustahl.