--- title: "Klassifizierung von Stahlfamilien: Chemie, Struktur, Güten…" description: "Erfahren Sie, wie Stahlchemie, Mikrostruktur, Anwendungen, Bezeichnungen und Verarbeitung seine Klassifizierung bestimmen." canonical: https://steelequivalents.com/de/wiki/stahlgruppen/klassifizierung-von-stahlfamilien-chemie-struktur-g%C3%BCten-und-verarbeitung language: de robots: index, follow og_type: article type: wiki-article language_alternates: en: https://steelequivalents.com/wiki/steel-families/steel-family-classification.md cs: https://steelequivalents.com/cs/wiki/skupiny-ocelí/klasifikace-skupin-ocelí-chemické-složení-struktura-jakosti-a-zpracování.md de: https://steelequivalents.com/de/wiki/stahlgruppen/klassifizierung-von-stahlfamilien-chemie-struktur-g%C3%BCten-und-verarbeitung.md es: https://steelequivalents.com/es/wiki/familias-de-aceros/clasificación-de-las-familias-de-aceros-composición-química-estructura-grados-y-procesamiento.md fr: https://steelequivalents.com/fr/wiki/familles-d-aciers/classification-des-familles-d-aciers-chimie-structure-nuances-et-procédés-de-transformation.md hu: https://steelequivalents.com/hu/wiki/acélcsaládok/az-acélcsaládok-osztályozása-kémiai-összetétel-szerkezet-minőségek-és-feldolgozás.md it: https://steelequivalents.com/it/wiki/famiglie-di-acciai/classificazione-della-famiglia-degli-acciai-chimica-struttura-gradi-e-lavorazione.md nl: https://steelequivalents.com/nl/wiki/staalgroepen/classificatie-van-staalfamilies-chemie-structuur-kwaliteiten-en-verwerking.md pl: https://steelequivalents.com/pl/wiki/grupy-stali/klasyfikacja-rodzin-stali-skład-chemiczny-struktura-gatunki-i-obróbka.md pt: https://steelequivalents.com/pt/wiki/famílias-de-aço/classificação-das-famílias-de-aços-composição-química-estrutura-graus-e-processamento.md ru: https://steelequivalents.com/ru/вики/группы-сталей/классификация-семейств-сталей-химический-состав-структура-марки-и-обработка.md tr: https://steelequivalents.com/tr/wiki/çelik-grupları/çelik-ailesinin-sınıflandırılması-kimya-yapı-kaliteler-ve-işleme.md zh: https://steelequivalents.com/zh/维基/钢材分类/钢材家族分类-化学成分-结构-牌号与加工工艺.md ja: https://steelequivalents.com/ja/ウィキ/鋼種の分類/鋼種系列の分類-化学組成-構造-等級-加工.md ar: https://steelequivalents.com/ar/ويكي/مجموعات-الفولاذ/تصنيف-عائلة-الفولاذ-الكيمياء-والبنية-والدرجات-والمعالجة.md ko: https://steelequivalents.com/ko/위키/강종-계열/강철-계열의-분류-화학적-조성-구조-등급-및-가공.md pt-br: https://steelequivalents.com/pt-br/wiki/famílias-de-aços/classificação-da-família-dos-aços-química-estrutura-classes-e-processamento.md hi: https://steelequivalents.com/hi/विकी/स्टील-समूह/स्टील-परिवार-का-वर्गीकरण-रसायनशास्त्र-संरचना-ग्रेड-और-प्रसंस्करण.md content_hash: sha256:daa7f2ee032e68e268d9545a90c2bff63731cc4058f847150ba84006418b8a5f generated: 2026-09-26 --- > **Machine-readable Markdown rendering.** This is a Markdown representation of a web page, > served for AI agents and crawlers as a token-efficient alternative to the full HTML. > Full interactive HTML version: https://steelequivalents.com/de/wiki/stahlgruppen/klassifizierung-von-stahlfamilien-chemie-struktur-g%C3%BCten-und-verarbeitung > Canonical URL: https://steelequivalents.com/de/wiki/stahlgruppen/klassifizierung-von-stahlfamilien-chemie-struktur-g%C3%BCten-und-verarbeitung > Available languages: en, cs, de, es, fr, hu, it, nl, pl, pt, ru, tr, zh, ja, ar, ko, pt-br, hi > Change detection: `content_hash` is the SHA-256 of this document's Markdown body — everything > below this block, whitespace-trimmed, excluding the front-matter. 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Lesezeit Aktualisiert 14.08.2026 Evidenzbasiert geprüft Auf dieser SeiteAuf dieser Seite - [Was die „Stahlfamilienklassifizierung“ tatsächlich bedeutet](/de/wiki/stahlgruppen/klassifizierung-von-stahlfamilien-chemie-struktur-g%C3%BCten-und-verarbeitung#was-die-stahlfamilienklassifizierung-tatsächlich-bedeutet "Was die „Stahlfamilienklassifizierung“ tatsächlich bedeutet") - [Das ISO-Rahmenwerk für die chemische Zusammensetzung](/de/wiki/stahlgruppen/klassifizierung-von-stahlfamilien-chemie-struktur-g%C3%BCten-und-verarbeitung#das-iso-rahmenwerk-für-die-chemische-zusammensetzung "Das ISO-Rahmenwerk für die chemische Zusammensetzung") - [Kohlenstoffstähle: Zusammensetzung, Bezeichnung und Grenzen](/de/wiki/stahlgruppen/klassifizierung-von-stahlfamilien-chemie-struktur-g%C3%BCten-und-verarbeitung#kohlenstoffstähle-zusammensetzung-bezeichnung-und-grenzen "Kohlenstoffstähle: Zusammensetzung, Bezeichnung und Grenzen") - [Niedriglegierte, mikrolegierte und spezielle niedriglegierte Stähle](/de/wiki/stahlgruppen/klassifizierung-von-stahlfamilien-chemie-struktur-g%C3%BCten-und-verarbeitung#niedriglegierte-mikrolegierte-und-spezielle-niedriglegierte-stähle "Niedriglegierte, mikrolegierte und spezielle niedriglegierte Stähle") - [Hochlegierte Stähle und die Unterfamilie der nichtrostenden Stähle](/de/wiki/stahlgruppen/klassifizierung-von-stahlfamilien-chemie-struktur-g%C3%BCten-und-verarbeitung#hochlegierte-stähle-und-die-unterfamilie-der-nichtrostenden-stähle "Hochlegierte Stähle und die Unterfamilie der nichtrostenden Stähle") - [Familien nichtrostender Stähle nach metallurgischer Struktur](/de/wiki/stahlgruppen/klassifizierung-von-stahlfamilien-chemie-struktur-g%C3%BCten-und-verarbeitung#familien-nichtrostender-stähle-nach-metallurgischer-struktur "Familien nichtrostender Stähle nach metallurgischer Struktur") - [Werkzeugstähle, Sonderstähle und das weitere Universum der Normen](/de/wiki/stahlgruppen/klassifizierung-von-stahlfamilien-chemie-struktur-g%C3%BCten-und-verarbeitung#werkzeugstähle-sonderstähle-und-das-weitere-universum-der-normen "Werkzeugstähle, Sonderstähle und das weitere Universum der Normen") - [Konstruktions-, Bewehrungs- und sonstige anwendungsbezogene Stahlfamilien](/de/wiki/stahlgruppen/klassifizierung-von-stahlfamilien-chemie-struktur-g%C3%BCten-und-verarbeitung#konstruktions-bewehrungs-und-sonstige-anwendungsbezogene-stahlfamilien "Konstruktions-, Bewehrungs- und sonstige anwendungsbezogene Stahlfamilien") - [Stahlbezeichnungen: Wie Buchstaben und Zahlen Bedeutung verschlüsseln](/de/wiki/stahlgruppen/klassifizierung-von-stahlfamilien-chemie-struktur-g%C3%BCten-und-verarbeitung#stahlbezeichnungen-wie-buchstaben-und-zahlen-bedeutung-verschlüsseln "Stahlbezeichnungen: Wie Buchstaben und Zahlen Bedeutung verschlüsseln") - [Mikrostruktur als eigenständige Klassifikationsachse](/de/wiki/stahlgruppen/klassifizierung-von-stahlfamilien-chemie-struktur-g%C3%BCten-und-verarbeitung#mikrostruktur-als-eigenständige-klassifikationsachse "Mikrostruktur als eigenständige Klassifikationsachse") - [Additive Fertigung: Warum die Verarbeitung die Bezeichnungen von Werkstofffamilien komplizierter macht](/de/wiki/stahlgruppen/klassifizierung-von-stahlfamilien-chemie-struktur-g%C3%BCten-und-verarbeitung#additive-fertigung-warum-die-verarbeitung-die-bezeichnungen-von-werkstofffamilien-komplizierter-macht "Additive Fertigung: Warum die Verarbeitung die Bezeichnungen von Werkstofffamilien komplizierter macht") - [Wie ASTM, SAE, ISO, NIST und UNS zusammenpassen](/de/wiki/stahlgruppen/klassifizierung-von-stahlfamilien-chemie-struktur-g%C3%BCten-und-verarbeitung#wie-astm-sae-iso-nist-und-uns-zusammenpassen "Wie ASTM, SAE, ISO, NIST und UNS zusammenpassen") - [Eine praktische Methode zur Klassifizierung eines unbekannten Stahls](/de/wiki/stahlgruppen/klassifizierung-von-stahlfamilien-chemie-struktur-g%C3%BCten-und-verarbeitung#eine-praktische-methode-zur-klassifizierung-eines-unbekannten-stahls "Eine praktische Methode zur Klassifizierung eines unbekannten Stahls") - [Häufige Klassifikationsfehler und redaktionelle Regeln](/de/wiki/stahlgruppen/klassifizierung-von-stahlfamilien-chemie-struktur-g%C3%BCten-und-verarbeitung#häufige-klassifikationsfehler-und-redaktionelle-regeln "Häufige Klassifikationsfehler und redaktionelle Regeln") ## Was die „Stahlfamilienklassifizierung“ tatsächlich bedeutet „Stahlfamilie“ bezeichnet keine universelle Hierarchie. Der Ausdruck ist eine praktische Bezeichnung für Gruppen von Stählen, die ein bestimmtes Merkmal gemeinsam haben. Dieses Merkmal kann sich jedoch auf die chemische Zusammensetzung, die Kristallstruktur, den vorgesehenen Einsatz, die Bezeichnungspraxis oder das Herstellungsverfahren beziehen. Diese Systeme überschneiden sich; sie ersetzen einander nicht. #### Welche Frage jedes Klassifizierungsmerkmal beantwortet Niedriglegiert Beantwortet eine Frage zur chemischen Zusammensetzung des Legierungsgehalts. Mikrolegiert Kennzeichnet kleine, kontrollierte Zusätze, die zur Beeinflussung der Festigkeit oder der Kornstruktur verwendet werden. Ferritisch Beschreibt eine vorherrschende metallurgische Struktur. Baustahl Kennzeichnet eine vorgesehene technische Anwendung. Güteklasse Kennzeichnet eine definierte Werkstoffkategorie in einer bestimmten Norm. Ein einzelner Werkstoff kann daher gleichzeitig als niedriglegierter Stahl, mikrolegierter Stahl, ferritischer Stahl, Baustahl und als genormte Sorte mit einer bestimmten Bezeichnung bezeichnet werden, ohne dass dies einen Widerspruch darstellt. „Niedriglegiert“ beantwortet eine Frage zur chemischen Zusammensetzung. „Mikrolegiert“ weist auf den Einsatz kleiner Zusätze hin, häufig von Niob, Vanadium oder Titan, um Festigkeit und Kornstruktur zu steuern. „Ferritisch“ beschreibt das vorherrschende metallurgische Gefüge. „Baustahl“ bezieht sich auf eine vorgesehene technische Anwendung. Die Sortenbezeichnung kennzeichnet eine festgelegte Zusammensetzung, einen Eigenschaftsbereich, eine Produktform oder eine Reihe von Lieferbedingungen in einer bestimmten Norm. Bezeichnungen von Stahlfamilien beantworten unterschiedliche Fragen und sollten nicht als eine universelle Hierarchie behandelt werden. Strong evidence Die Klassifizierung wird erst dann eindeutig, wenn die Frage hinter der Bezeichnung genannt wird. ![Klassifizierung von Stahlfamilien: Chemie, Struktur, Güten und Verarbeitung](/images/uploads/4c4951f5-0cc0-4596-b309-da7fafa23c62/wiki-inline-a-layered-editorial-diagram-showing-one-steel-specimen-described-simultaneously-1520x1920.jpg)[](/images/uploads/4c4951f5-0cc0-4596-b309-da7fafa23c62/wiki-inline-a-layered-editorial-diagram-showing-one-steel-specimen-described-simultaneously-2027x2560.avif "Bild vergrößern — Klassifizierung von Stahlfamilien: Chemie, Struktur, Güten und Verarbeitung")Steel family labels describe different axes rather than one universal hierarchy. Derselbe Stahl kann gleichzeitig mehreren Klassifizierungssystemen angehören. | Klassifizierungsachse | Typische Frage | Beispiele aus dem Artikel | |---|---|---| | Chemie | Welche Elemente und Grenzwerte definieren den Stahl? | Unlegiert, niedriglegiert, hochlegiert | | Struktur | Welche Phasen oder Umwandlungsprodukte sind vorhanden? | Ferritisch, austenitisch, martensitisch | | Anwendung | Wofür ist der Stahl vorgesehen? | Baustahl, Betonstahl, Werkzeugstahl | | Bezeichnung | Welche formale Kennung weist die Norm zu? | SAE 1020, UNS S30400, B420 | | Verarbeitung | Wie wurde der Werkstoff hergestellt und behandelt? | Gewalzt, geschmiedet, gegossen oder additiv gefertigt | ### Klassifizierung nach chemischer Zusammensetzung, Gefüge und Anwendung \[1\] \[1\] [**ISO/DIS 4948-1**](https://www.iso.org/obp/ui?_escaped_fragment_=iso%3Astd%3Aiso%3A4948%3A-1%3Adis%3Aed-2%3Av1%3Aen). International Organization for Standardization. ISO/DIS 4948-1, 2024. Die chemische Klassifizierung beginnt mit den vorhandenen Elementen und deren festgelegten Grenzwerten. ISO/DIS 4948-1, in der Entwurfsfassung von 2024 veröffentlicht, unterteilt Stähle in „unlegierte, niedriglegierte und hochlegierte Stähle“. Dies ist ein auf der Zusammensetzung basierendes Schema und keine Vorhersage sämtlicher Gebrauchseigenschaften. Dasselbe Dokument ordnet [mikrolegierte Stähle](/de/kategorien/mikrolegierte-stähle "mikrolegierte Stähle") den niedriglegierten Stählen und nichtrostende Stähle den hochlegierten Stählen zu. Diese Beziehungen sind wichtig, weil sie einen häufigen Fehler verhindern: „mikrolegiert“ und „niedriglegiert“ als konkurrierende Kategorien zu behandeln. Die erste Bezeichnung ist eine spezifischere Beschreibung innerhalb der zweiten. \[2\] \[2\] [**Chemical Compositions SAE Carbon Steels**](https://saemobilus.sae.org/standards/j403_202402-chemical-compositions-sae-carbon-steels). SAE International. SAE J403\_202402, 2024. SAE J403\_202402 zeigt, wie ein Bezeichnungssystem die chemische Zusammensetzung in der Praxis anwendet. Die Zusammensetzungstabellen für SAE-Kohlenstoffstahlsorten legen Berichtsgrenzen oder -bereiche für Kohlenstoff, Mangan, Phosphor, Schwefel, Kupfer, Chrom, Nickel, Molybdän und Silizium fest. Eine Bezeichnung wie [SAE 1020](/de/werkstoffe/werkstoff-nr/1.9402 " — Zusammensetzung, Entsprechungen und Normen") ist daher nach den Regeln der SAE an einen chemischen Bereich gebunden. Die Zahl allein gibt nicht an, ob das Produkt warmgewalzt, kaltgezogen, normalgeglüht, vergütet oder als Blech, Stab, Draht oder in einer anderen Form geliefert wurde. \[3\] \[3\] [**Stainless Steel for the Food Industry**](https://nvlpubs.nist.gov/nistpubs/Legacy/IR/nbsir76-1185.pdf). National Institute of Standards and Technology. NBSIR 76-1185, 1976. Das Gefüge bildet eine andere Klassifizierungsachse. Metallurgen klassifizieren Stähle anhand von Phasen und Umwandlungsprodukten wie Ferrit, Perlit, Bainit, Martensit, Restaustenit und ausscheidungsgehärteten Matrizes. Sie verwenden außerdem möglicherweise die übergeordneten Gefügefamilien ferritisch, austenitisch, martensitisch oder ausscheidungshärtbar. Ein 1976 veröffentlichtes NIST-Handbuch für Ausrüstungen zur Verarbeitung von Fleisch und Geflügel unterteilt nichtrostende Stähle in „martensitische, ferritische, austenitische und ausscheidungshärtende Klassen“ und nennt repräsentative UNS-Bezeichnungen. Diese auf dem Gefüge basierende Gruppierung hilft, das Verhalten bei der Wärmebehandlung, das magnetische Verhalten, die Korrosionsbeständigkeit und die Festigkeit zu erklären, ersetzt jedoch nicht die Spezifikation der chemischen Zusammensetzung. Austenitischer nichtrostender Stahl veranschaulicht diesen Punkt. UNS S30400, das üblicherweise mit ASTM A240 Type 304 und der älteren technischen Bezeichnung 18-8 in Verbindung gebracht wird, ist eine Bezeichnung für einen austenitischen nichtrostenden Stahl. „Austenitisch“ beschreibt seine Gefügefamilie; „nichtrostend“ beschreibt eine korrosionsbeständige Zusammensetzungsklasse; „Type 304“ kennzeichnet eine genormte Sortenbezeichnung; und ASTM A240 bezeichnet eine Produktspezifikation für Bleche, Tafeln und Bänder aus Chrom- sowie Chrom-Nickel-Stählen. Jede Bezeichnung vermittelt unterschiedliche Informationen. \[4\] \[4\] [**Steel for the reinforcement of concrete — Plain bars**](https://www.iso.org/standard/38618.html). International Organization for Standardization. ISO 6935-1:2005, 2005. Die Anwendungsklassifizierung fragt, wofür der Stahl vorgesehen ist. ISO 6935-1:2005 legt zehn Sorten von Betonstählen ohne besondere Legierungselemente fest, darunter B240, B300 und B420; eine Sorte ist als schweißgeeignet gekennzeichnet. Diese Bezeichnungen gehören zur Praxis der Bewehrungsstähle. Sie sollten nicht als universelle Rangordnung sämtlicher Stähle nach Festigkeit oder chemischer Zusammensetzung verstanden werden. Eine Baustahlspezifikation kann Streckgrenze, Zugfestigkeit, Bruchdehnung, Biegeverhalten, Schweißbarkeit, Abmessungen, Prüfung und Lieferbedingungen festlegen und dabei mehr als ein Herstellungsverfahren zulassen. Die Verarbeitung schafft eine weitere beschreibende Ebene. Die NIST-Übersicht zur additiven Fertigung verknüpft die Klassifizierung von Stahl und nichtrostendem Stahl mit dem Pulverausgangsmaterial, dem Auftragungs- oder Schmelzverfahren, der thermischen Vorgeschichte, dem Gefüge und der Wärmebehandlung nach dem Bauprozess. Eine nominell identische Legierung kann nach Laser-Pulverbettschmelzen, gerichteter Energieeinbringung, Gießen, Schmieden oder konventionellem Walzen unterschiedliche Kornstrukturen und Fehlerverteilungen entwickeln. Die chemische Zusammensetzung bleibt wichtig, kann den resultierenden Werkstoffzustand jedoch nicht vollständig beschreiben. „Additiv gefertigter 316L“ ist beispielsweise nicht einfach ein Synonym für jedes umgeformte oder gegossene Produkt, dessen chemische Zusammensetzung innerhalb eines 316L-Bereichs liegt. ### Warum ein Stahl mehrere gültige Bezeichnungen tragen kann Bezeichnungen beantworten unterschiedliche Fragen. Daher ist es häufig genauer, mehrere davon zu kombinieren, als nur eine auszuwählen. Man stelle sich ein hypothetisches Blech vor, das eine Baustahlnorm erfüllt, geringe Zusätze von Niob und Vanadium enthält und mit einem überwiegend ferritisch-perlitischen Gefüge geliefert wird. Es könnte nach ISO/DIS 4948-1 zutreffend als niedriglegiert, in der metallurgischen Fachliteratur als mikrolegiert, in einem Gefügebericht als ferritisch-perlitisch, aufgrund seiner Anwendung als Baustahl und gemäß der maßgeblichen Produktspezifikation als bestimmte Sorte beschrieben werden. Keine dieser Beschreibungen legt automatisch alle anderen Eigenschaften fest. „Ferritisch“ beweist nicht, dass ein Stahl nichtrostend ist. „Nichtrostend“ gibt nicht an, ob er austenitisch, ferritisch, martensitisch oder ausscheidungshärtbar ist. „Baustahl“ lässt keinen Rückschluss auf das Kohlenstoffäquivalent, die Korngröße oder den Wärmebehandlungszustand zu. Eine Sortennummer gibt nicht automatisch die geltende Produktform oder die Prüfanforderungen an. Auch Normungsorganisationen verwenden unterschiedliche Geltungsbereiche und Begriffe. ASTM A941 führt die Terminologie für Stahl, nichtrostenden Stahl, verwandte Legierungen und Ferrolegierungen zusammen. Das ASTM Committee A01 deckt ein wesentlich breiteres Normungsgebiet ab, darunter Kohlenstoff- und legierte Stähle, Werkzeugstähle, korrosions- und hitzebeständige Legierungen, hochfeste Sonderlegierungen, plattierte Stähle und nichtrostende Stähle. SAE J403\_202402 konzentriert sich auf die chemische Zusammensetzung von SAE-Kohlenstoffstahlsorten. ISO-Dokumente können die Zusammensetzung klassifizieren, Benennungsregeln festlegen oder Anwendungsprodukte spezifizieren. NIST veröffentlicht dagegen technische Referenzen und Kategorien für Referenzmaterialien, anstatt als einheitliches System für Sortenbezeichnungen zu fungieren. NIST ordnet Referenzmaterialien in die Kategorien unlegierte Kohlenstoffstähle, niedriglegierte Stähle, spezielle niedriglegierte Stähle, hochlegierte Stähle, nichtrostende Stähle, Werkzeugstähle und Spezialstähle ein. Strong evidence Die Taxonomie des NIST ordnet Referenzmaterialien; sie ersetzt nicht die Definitionen von Produktgüten in Produktnormen. | NIST-Kategorie | Schwerpunkt der Klassifizierung | |---|---| | Unlegierte Kohlenstoffstähle | Gruppierung von Referenzmaterialien für Zusammensetzungen von Kohlenstoffstählen | | Niedriglegierte Stähle | Gruppierung von Referenzmaterialien für niedriglegierte Zusammensetzungen | | Spezielle niedriglegierte Stähle | Kataloggruppierung des NIST für speziell kontrollierte niedriglegierte Werkstoffe | | Hochlegierte Stähle | Gruppierung von Referenzmaterialien für hochlegierte Zusammensetzungen | | Nichtrostende Stähle | Gruppierung von Referenzmaterialien für Zusammensetzungen korrosionsbeständiger Stähle | | Werkzeugstähle | Gruppierung von Referenzmaterialien im Zusammenhang mit Werkzeugwerkstoffen | | Spezialstähle | Gruppierung von Referenzmaterialien für andere spezialisierte Werkstoffe | Die Kategorien der Standardreferenzmaterialien des NIST aus dem Jahr 2024 führen unlegierte Kohlenstoffstähle, niedriglegierte Stähle, spezielle niedriglegierte Stähle, hochlegierte Stähle, nichtrostende Stähle, Werkzeugstähle und Spezialstähle auf. Diese Taxonomie ist für die Ordnung von Referenzmaterialien nützlich, stellt jedoch keinen universellen Ersatz für die Terminologie von ISO, ASTM, SAE oder UNS dar. Familie, Güteklasse, Bezeichnung und Spezifikation sind miteinander verbundene, aber nicht gleichbedeutende Begriffe. | Begriff | Bedeutung | Beispiel | |---|---|---| | Familie | Breite Gruppierung auf Grundlage einer angegebenen Eigenschaft oder Zweckbestimmung | Niedriglegierter Stahl | | Güteklasse | Engere Werkstoffkategorie, die innerhalb eines technischen Systems definiert ist | B420 oder SAE 1020 | | Bezeichnung | Schriftliche Kennung, die von einem Benennungssystem zugewiesen wird | UNS S30400 | | Spezifikation | Maßgebliche Anforderungen an ein Erzeugnis oder einen Lieferzustand | ASTM A240 | ### Der Unterschied zwischen Familie, Sorte, Bezeichnung und Spezifikation Eine **Familie** ist eine breit gefasste Gruppierung auf Grundlage einer angegebenen Eigenschaft oder eines bestimmten Zwecks. „Niedriglegierter Stahl“, „austenitischer nichtrostender Stahl“ und „Werkzeugstahl“ sind Beschreibungen auf Familienebene. Ihre Grenzen hängen vom verwendeten Klassifizierungssystem ab. Eine **Sorte** ist eine enger definierte Werkstoffkategorie innerhalb einer Norm oder eines technischen Systems. Eine Sorte weist normalerweise festgelegte chemische Grenzwerte, mechanische Eigenschaften oder beides auf. B420 nach ISO 6935-1, SAE 1020 gemäß der Zusammensetzungspraxis der SAE und die Bezeichnung Type 304 für einen nichtrostenden Stahl in einer ASTM-Produktspezifikation sind Beispiele für Bezeichnungen auf Sortenebene, auch wenn ihre Normen sie nicht genau auf dieselbe Weise definieren. \[5\] \[5\] [**Steel names**](https://www.iso.org/standard/67751.html?browse=ics). International Organization for Standardization. ISO/TS 4949:2016, 2016. Eine **Bezeichnung** ist der schriftliche Identifikator selbst: SAE 1020, UNS S30400, B420 oder eine Bezeichnung wie [X5CrNi18-10](/de/werkstoffe/werkstoff-nr/1.4301 " — Zusammensetzung, Entsprechungen und Normen"), deren Auslegung den geltenden ISO-Benennungsregeln unterliegt. ISO/TS 4949:2016 stellt fest, dass Stahlnamen „Buchstaben und Zahlen verwenden, die Anwendung sowie wesentliche mechanische, physikalische oder chemische Eigenschaften ausdrücken“. Eine Bezeichnung kann nützliche Informationen verschlüsseln, ihre Bedeutung bleibt jedoch an die Norm gebunden, die sie festlegt. Eine **Spezifikation** ist die maßgebliche Gesamtheit der Anforderungen an ein Produkt oder einen Lieferzustand. Sie kann die chemische Zusammensetzung, Abmessungen, Prüfungen, mechanischen Eigenschaften, Wärmebehandlung, Oberflächenbeschaffenheit, Inspektion, Kennzeichnung und Abnahmekriterien festlegen. ASTM A240 ist beispielsweise nicht lediglich ein anderes Wort für „nichtrostender Stahl“, sondern eine Produktspezifikation mit einem definierten Geltungsbereich und festgelegten Anforderungen. Ein Werkstoff kann die chemische Zusammensetzung einer Sorte erfüllen und dennoch eine Spezifikation nicht erfüllen, weil seine Dicke, Zugfestigkeit, Wärmebehandlung oder Prüfergebnisse außerhalb der vorgeschriebenen Grenzwerte liegen. Die praktische Regel ist einfach: Vor der Auslegung einer Bezeichnung muss die Klassifizierungsachse bestimmt werden. Die Familie zeigt, wie ein Werkstoff gruppiert wird, die Sorte grenzt diese Gruppe ein, die Bezeichnung liefert den formalen Namen, und die Spezifikation legt fest, was für ein bestimmtes Produkt nachgewiesen werden muss. Die Stahlklassifizierung ist daher ein Koordinatensystem und keine einzelne Rangordnung. ## Das ISO-Rahmenwerk für die chemische Zusammensetzung ISO/DIS 4948-1 bestimmt drei wesentliche Kategorien der chemischen Zusammensetzung; die gleichen Werte zeigen das Vorhandensein von Kategorien an, keine Rangfolge. Für diesen Artikel ist ISO/DIS 4948-1 das primäre Rahmenwerk für die chemische Zusammensetzung. Der Entwurf von 2024 unterteilt Stähle in genau drei Hauptkategorien: **nichtlegierte Stähle, niedriglegierte Stähle und hochlegierte Stähle**. Außerdem nennt er zwei wichtige Verschachtelungsbeziehungen: **mikrolegierte Stähle sind eine Unterklasse der niedriglegierten Stähle**, und **nichtrostende Stähle sind eine Unterklasse der hochlegierten Stähle**. Diese Anordnung ist eine Klassifizierung nach der chemischen Zusammensetzung und keine vollständige Hierarchie der Stahlidentität. Sie besagt nicht, dass jeder niedriglegierte Stahl dieselbe Kristallstruktur, denselben Herstellungsweg, dieselbe Wärmebehandlung oder denselben Verwendungszweck aufweist. Ein niedriglegierter Stahl kann nach der Verarbeitung ferritisch, perlitisch, bainitisch, martensitisch oder aus einer Mischung dieser Gefüge bestehen. Ebenso können zwei nichtrostende Stähle derselben chemischen Familie angehören und sich dennoch deutlich hinsichtlich Phasenzusammensetzung, Härtbarkeit, Schweißbarkeit, Festigkeit und Korrosionsverhalten unterscheiden. #### Maßgebliche Norm lesen Wenden Sie nicht für jede Stahlbezeichnung dieselbe numerische Grenze des Legierungsgehalts an. Die jeweils geltende Norm bestimmt die Grenzwerte, die Benennungskonvention, den Produktumfang und die vorgesehene Verwendung. Die Kategorien sollten außerdem nicht in allgemeingültige Prozentregeln umgewandelt werden, sofern eine bestimmte Norm keine solchen Regeln vorgibt. Verschiedene Normen legen Grenzwerte für Güten, Legierungsbereiche und Benennungskonventionen für ihre jeweiligen Produktgruppen fest. ISO/DIS 4948-1 etabliert das hier verwendete übergeordnete Rahmenwerk für die chemische Zusammensetzung; die Norm legt jedoch keine einheitliche numerische Grenze fest, die auf jede Stahlbezeichnung in jeder Norm anwendbar wäre. ### Nichtlegierte Stähle Unlegierter Stahl **Unlegierter Stahl** Ein Stahl, der in einem angegebenen Klassifizierungsrahmen der Kategorie der unlegierten Stähle zugeordnet ist; er kann neben Eisen und Kohlenstoff dennoch kontrollierte oder restliche Mengen anderer Elemente enthalten. Nichtlegierte Stähle bilden die erste Kategorie nach ISO/DIS 4948-1. Der Begriff bedeutet nicht, dass der Stahl keine anderen Elemente als Eisen und Kohlenstoff enthält. Handelsüblicher Stahl enthält stets Restmengen oder absichtlich kontrollierte Mengen von Elementen wie Mangan, Silizium, Phosphor und Schwefel, während auch Sauerstoff, Stickstoff, Kupfer, Chrom, Nickel und andere Elemente innerhalb festgelegter Grenzen vorkommen können. Die Klassifizierung weist den Stahl innerhalb dieses Rahmenwerks als nichtlegiert aus, anstatt ihn als chemisch reines Eisen-Kohlenstoff-Material zu beschreiben. Der geläufige Begriff **Kohlenstoffstahl** wird häufig im selben allgemeinen Bereich verwendet, ist jedoch nicht automatisch mit jeder Verwendung von „nichtlegiertem Stahl“ identisch. Eine Norm kann Kohlenstoffstahlgüten anhand von Zusammensetzungsgrenzen und zulässigen Restgehalten definieren, während ein anderes Dokument nichtlegierten Stahl als eine weiter gefasste technische Kategorie verwendet. SAE J403\_202402 legt beispielsweise Zusammensetzungsgrenzen und -bereiche für SAE-Kohlenstoffstahlgüten fest und beschreibt die Angabe von Kohlenstoff, Mangan, Phosphor, Schwefel, Kupfer, Chrom, Nickel, Molybdän und Silizium. Diese Grenzwerte gehören zum SAE-Gütensystem. Sie sollten nicht als allgemeingültige Definition von nichtlegiertem Stahl nach ISO/DIS 4948-1 übernommen werden. Dieser Unterschied ist beim Lesen einer Bezeichnung wie **SAE 1045** von Bedeutung. Die Nummer bezeichnet eine bestimmte SAE-Kohlenstoffstahlgüte und deren festgelegte chemische Zusammensetzung; sie beschreibt jedoch für sich genommen nicht, ob das gelieferte Produkt normalisiert, vergütet, kaltgezogen oder in einem anderen Zustand vorliegt. Die endgültige Zugfestigkeit und Härte hängen ebenso von der Querschnittsgröße, der thermischen Vorgeschichte und den Prüfbedingungen wie von der Nennzusammensetzung ab. Nichtlegierte Stähle können daher nach ihrer chemischen Zusammensetzung gruppiert und zugleich nach Verwendungszweck oder Lieferzustand gesondert klassifiziert werden. **ISO 6935-1**, eine anwendungsspezifische Norm für Betonstahl, legt zehn Sorten von Betonstahl aus unlegiertem Stahl fest, darunter **B240**, **B300** und **B420**; eine Sorte ist als schweißgeeignet ausgewiesen. Diese Bezeichnungen klassifizieren Betonstahlerzeugnisse innerhalb dieser Norm. Sie sind keine alternativen Klassen der chemischen Zusammensetzung, die die Familienstruktur von ISO/DIS 4948-1 ersetzen. ### Niedriglegierte und mikrolegierte Stähle Niedriglegierte Stähle enthalten absichtlich zugesetzte Legierungselemente in Mengen, durch die sie in die Kategorie der niedriglegierten Stähle nach ISO/DIS 4948-1 fallen. Chrom, Nickel, Molybdän, Mangan, Silizium, Kupfer und andere Elemente können das Umwandlungsverhalten, die Härtbarkeit, die Festigkeit, die Zähigkeit, die Oxidationsbeständigkeit oder die Beständigkeit gegenüber bestimmten Umgebungen verändern. Die Wirkung hängt von der vollständigen Zusammensetzung und dem Verarbeitungsweg ab, nicht allein vom Vorhandensein eines einzelnen bezeichneten Elements. Mikrolegierte Stähle sind eine Unterklasse der niedriglegierten Stähle und keine vierte chemische Hauptfamilie. Strong evidence ISO/DIS 4948-1 ordnet **mikrolegierte Stähle ausdrücklich den niedriglegierten Stählen zu**. „Mikrolegiert“ bezeichnet daher eine Unterklasse und keine vierte Hauptfamilie neben nichtlegierten, niedriglegierten und hochlegierten Stählen. In der Ingenieurpraxis umfasst die Mikrolegierung üblicherweise geringe, kontrollierte Zusätze von Elementen wie Niob, Vanadium oder Titan. Diese Elemente können Carbonitride oder Nitride bilden und die Austenitkornkontrolle, die Ausscheidungshärtung sowie die Rekristallisation während der Warmumformung beeinflussen. Ihre Wirkung hängt von der Lösungstemperatur, dem Walzplan, der Abkühlgeschwindigkeit sowie dem verfügbaren Kohlenstoff und Stickstoff ab. Eine Mikrolegierungsbezeichnung lässt folglich kein einzelnes Gefüge vorhersagen. Eine thermomechanisch kontrollierte Verarbeitung kann bei einem Produkt ein feines ferritisch-bainitisches Gefüge erzeugen, während eine andere Zusammensetzung oder ein anderer Abkühlplan Ferrit und Perlit, Bainit oder einen überwiegend martensitischen Zustand hervorbringen kann. Die chemische Kategorie bleibt niedriglegiert, auch wenn die mechanischen Eigenschaften aus einem sorgfältig abgestimmten Verarbeitungsplan resultieren. Dieselbe Vorsicht gilt für geläufige Bezeichnungen wie hochfesten niedriglegierten Stahl. „HSLA“ weist im Allgemeinen auf ein Produkt- oder Leistungskonzept hin, das einen niedrigen Legierungsgehalt und ein verfestigtes Gefüge umfasst; die genauen Grenzwerte und Gütefestlegungen ergeben sich jedoch aus der jeweils maßgeblichen Produktnorm. Die Bezeichnung ist keine Erlaubnis, einen einheitlichen universellen Grenzwert für den Legierungsanteil festzulegen. ASTM-Dokumente, nationale Normen und Herstellerspezifikationen können Güten nach Zusammensetzung, Streckgrenze, Schweißbarkeit, Lieferzustand oder Anwendung voneinander abgrenzen. Der ASTM-Ausschuss A01 veranschaulicht, weshalb das umgebende Normensystem nicht auf eine einzige chemische Abstufung reduziert werden kann. Sein Geltungsbereich umfasst Kohlenstoff- und legierte Stähle, Werkzeugstähle, korrosions- und hitzebeständige Legierungen, hochfeste Legierungen, plattierte Stähle und nichtrostende Stähle. ASTM A941 stellt außerdem eine zusammengefasste Terminologie für Stahl, nichtrostenden Stahl, verwandte Legierungen und Ferrolegierungen bereit. Diese Dokumente unterstützen die Kommunikation über viele Produktbereiche hinweg, machen jedoch nicht jeden Begriff zu einem Synonym für eine chemische Familie nach ISO. ### Hochlegierte und nichtrostende Stähle Hochlegierte Stähle bilden die dritte Kategorie nach ISO/DIS 4948-1. Ihre Zusammensetzungen enthalten größere oder zahlreichere absichtlich zugesetzte Legierungselemente als Stähle, die den niedrigeren Kategorien zugeordnet werden; die Klassifizierung hängt jedoch weiterhin vom geltenden Rahmenwerk und den angegebenen Regeln für die Zusammensetzung ab. „Hochlegiert“ ist nicht gleichbedeutend mit „nichtrostend“, und für diesen Artikel ist auch kein einheitlicher numerischer Grenzwert erforderlich. #### Vorsicht bei Korrosion Behandeln Sie nichtrostenden Stahl nicht als korrosionsfest. Umgebung, Oberflächenzustand, Schweißen, Verunreinigungen, galvanischer Kontakt und Wärmebehandlung können die Korrosionsbeständigkeit beeinflussen. Passivierung **Passivierung** Bildung eines dünnen schützenden Oberflächenfilms, der die Korrosion verringern kann, wenn Legierung und Umgebung seine Stabilität begünstigen. ISO/DIS 4948-1 legt fest, dass **nichtrostende Stähle eine Unterklasse der hochlegierten Stähle sind**. Nichtrostender Stahl ist in diesem Rahmenwerk somit in die Kategorie der hochlegierten Stähle eingebettet. Sein maßgeblicher technischer Zweck ist die Beständigkeit gegen Korrosion oder Oxidation unter festgelegten Bedingungen, die hauptsächlich durch Chrom und – je nach Güte – durch Zusätze wie Nickel, Molybdän, Stickstoff, Mangan, Kupfer, Niob oder Titan unterstützt wird. Der mit chromreichen nichtrostenden Zusammensetzungen verbundene passive Oberflächenfilm ist von großer Bedeutung; das Korrosionsverhalten hängt jedoch auch von der Umgebung, dem Oberflächenzustand, der Wärmebehandlung, dem Schweißen, Verunreinigungen und galvanischen Kontakten ab. Besonders deutlich weichen chemische Familie und metallurgisches Gefüge bei nichtrostenden Stählen voneinander ab. Ein 1976 veröffentlichtes NIST-Handbuch für Ausrüstung zur Verarbeitung von Fleisch und Geflügel unterteilt nichtrostende Stähle in **martensitische, ferritische, austenitische und ausscheidungshärtende Klassen** und nennt repräsentative UNS-Bezeichnungen. Diese Klassen beziehen sich auf Gefüge und Wärmebehandlung und gehören zur umfassenderen Kategorie der nichtrostenden Stähle. So können beispielsweise ein austenitischer und ein martensitischer nichtrostender Stahl nach ISO/DIS 4948-1 beide hochlegierte nichtrostende Stähle sein, jedoch sehr unterschiedlich auf Abschrecken, Kaltumformung, Schweißen und Anlassen reagieren. Eine Bezeichnung wirkt außerdem entlang einer weiteren Achse. ISO/TS 4949 erläutert, dass Stahlnamen Buchstaben und Zahlen verwenden, um Anwendung sowie wesentliche mechanische, physikalische oder chemische Eigenschaften auszudrücken. Eine Bezeichnung wie **X5CrNi18-10** vermittelt ein standardisiertes chemisches Benennungsmuster, während eine UNS-Bezeichnung, eine ASTM-Produktspezifikation oder eine nationale Gütenummer dasselbe oder ein eng verwandtes Material über ein anderes Benennungssystem identifizieren kann. Die Bezeichnung liefert Hinweise auf die zugrunde liegende Norm, ist jedoch kein Beweis dafür, dass alle Klassifizierungsachsen übereinstimmen. \[6\] \[6\] [**Additive Manufacturing of Steels and Stainless Steels**](https://www.nist.gov/). National Institute of Standards and Technology. NIST technical review, 2024. Auch die Herstellung kann eine weitere Trennung bewirken. Die Übersicht des NIST zur additiven Fertigung verknüpft Klassifizierungen von Stahl und nichtrostendem Stahl mit Pulverausgangsstoffen, Prozesswegen, Gefügen und einer Wärmebehandlung nach dem Bauprozess. Ein Produkt aus der Pulverbettfusion und ein Knetprodukt können eine vergleichbare nominale chemische Zusammensetzung aufweisen, sich jedoch hinsichtlich Porosität, Seigerung, Eigenspannung, Kornmorphologie und mechanischem Verhalten unterscheiden. Die Zusammensetzung ordnet jeden Stahl einer chemischen Familie zu; die Verarbeitung bestimmt weitgehend den Zustand, in dem diese Familie vorliegt. Die Taxonomie der NIST-Standardreferenzmaterialien von 2024 verdeutlicht denselben Punkt in praktischer Form, indem sie **Kohlenstoffstähle, niedriglegierte Stähle, spezielle niedriglegierte Stähle, hochlegierte Stähle, nichtrostende Stähle, Werkzeugstähle und Spezialstähle** aufführt. Eine solche Liste ist für die Organisation von Referenzmaterialien nützlich, stellt jedoch keine einzelne universelle Hierarchie dar. „Werkzeugstahl“ kann den vorgesehenen Verwendungszweck und die Tradition der Gütenbezeichnung beschreiben, „nichtrostender Stahl“ bezeichnet nach ISO/DIS 4948-1 eine chemische Unterklasse, und „martensitisch“ bezeichnet eine Gefügeklasse. Ein Material kann alle drei Beschreibungen ohne Widerspruch tragen. ## Kohlenstoffstähle: Zusammensetzung, Bezeichnung und Grenzen ### Was „Kohlenstoffstahl“ bezeichnet – und was nicht „Kohlenstoffstahl“ bezeichnet eine auf der Zusammensetzung basierende Familie, nicht eine einzelne Güte, Kristallstruktur, Herstellungsroute oder Leistungsklasse. Im üblichen technischen Sprachgebrauch ist damit Stahl gemeint, bei dem Kohlenstoff der wichtigste gezielt zugesetzte Legierungsbestandteil ist und die Konzentrationen anderer Legierungselemente unter den für legierte oder nichtrostende Stähle geltenden Grenzwerten bleiben. Die Abgrenzung hängt vom angewandten Klassifizierungssystem und der jeweiligen Norm ab. Es gibt keine universelle chemische Grenze, die in jeder Spezifikation gleichermaßen gilt. ISO/DIS 4948-1 (2024) unterteilt Stähle anhand ihrer chemischen Zusammensetzung in „unlegierte, niedriglegierte und hochlegierte Stähle“. In derselben Klassifizierung sind „mikrolegierte Stähle eine Unterklasse der niedriglegierten Stähle“, während „nichtrostende Stähle eine Unterklasse der hochlegierten Stähle sind“. Diese Einteilung ist zweckmäßig, macht das Wort *Kohlenstoff* jedoch nicht zu einer vollständigen Beschreibung eines Stahls. Ein unlegierter Stahl kann messbare Mengen an Kupfer, Chrom, Nickel, Molybdän und Silizium als Rest- oder zulässige Elemente enthalten, ohne nach einer bestimmten Norm zu einer gezielt legierten Güte zu werden. Die Bezeichnung legt auch nicht automatisch fest, ob der Stahl ferritisch, perlitisch, bainitisch, martensitisch oder eine Mischung dieser Gefügebestandteile ist. Ein kohlenstoffarmer Stahl, der im geglühten Blechzustand geliefert wird, kann ein wesentlich anderes Gefüge aufweisen als dieselbe Nennzusammensetzung nach dem Härten und Anlassen. Auch die Produktform ist von Bedeutung: Blech, Stab, Draht, Band, Rohr und ein Pulverausgangsstoff können unterschiedlichen Prozessverläufen und unterschiedlichen Produktnormen unterliegen. Diese Unterscheidung ist nicht akademischer Natur. Die Untersuchung des NIST zur additiven Fertigung verknüpft die Stahlklassifizierung mit dem Pulverausgangsstoff, der Prozessroute, dem entstehenden Mikrogefüge und der Wärmebehandlung nach dem Aufbau. Die Chemie ist ein Eingangswert in dieser Kette, aber kein Ersatz für sie. Eine Zusammensetzungstabelle kann allein weder Streckgrenze, Ermüdungslebensdauer, Schweißverfahren, Korrosionsbeständigkeit, Oberflächenzustand noch die Eignung für einen angegebenen Einsatz feststellen. „Kohlenstoffstahl“ ist außerdem keine Anwendungsbezeichnung. ISO 6935-1 (2005) definiert beispielsweise zehn Güten von Betonstahl aus unlegiertem Stahl, darunter B240, B300 und B420; eine dieser Güten wird als schweißgeeignet ausgewiesen. Diese Bezeichnungen vermitteln über eine Produktnorm Informationen über Anwendung und mechanische Anforderungen. Sie sollten nicht als alternative Bezeichnungen für jeden Stahl mit einem ähnlichen Kohlenstoffanteil verstanden werden. ### Zusammensetzung der SAE-Güten von Kohlenstoffstahl SAE J403\_202402, *Chemische Zusammensetzungen von SAE-Kohlenstoffstählen*, definiert standardisierte SAE-Güten von Kohlenstoffstahl durch Grenzwerte und Bereiche der chemischen Zusammensetzung. Die maßgeblichen Werte werden anhand einer Guss- oder Schmelzenanalyse festgelegt; die Güte wird daher danach bestimmt, ob die ermittelte Zusammensetzung innerhalb der vorgegebenen Grenzwerte liegt. „Guss“ und „Schmelze“ beziehen sich auf die durch die Analyse repräsentierte Charge der Stahlerzeugung; sie sind keine Bezeichnungen für ein fertiges Gefüge oder einen Wärmebehandlungszustand. SAE J403\_202402 verwendet diese neun Elemente in seinem Berichtsrahmen für die Zusammensetzung von Kohlenstoffstählen. | Element der Zusammensetzung nach SAE J403 | Funktion im Gütesystem | |---|---| | Kohlenstoff | Angegebener Gütebereich oder Grenzwert | | Mangan | Angegebener Gütebereich oder Grenzwert | | Phosphor | Kontrollierter Höchstwert oder angegebener Grenzwert | | Schwefel | Kontrollierter Höchstwert oder gezielter Zusatz bei Automatenstählen | | Kupfer | Angegebener Restgehalt oder Legierungsgrenzwert | | Chrom | Angegebener Restgehalt oder Legierungsgrenzwert | | Nickel | Angegebener Restgehalt oder Legierungsgrenzwert | | Molybdän | Angegebener Restgehalt oder Legierungsgrenzwert | | Silizium | Angegebener Bereich oder Grenzwert im Zusammenhang mit der Desoxidation | Der Berichtsrahmen in SAE J403\_202402 führt diese Elemente exakt auf: **Kohlenstoff, Mangan, Phosphor, Schwefel, Kupfer, Chrom, Nickel, Molybdän und Silizium**. Jede Güင်tentabelle enthält für das jeweilige Element einen zulässigen Bereich, einen Höchstwert oder einen anderen angegebenen Grenzwert. Ein Höchstwert für Phosphor ist beispielsweise eine chemische Einschränkung; er gibt weder den Phosphorgehalt jedes aus der Schmelze geschnittenen Stücks an noch schreibt er die Korngröße oder Zugfestigkeit des Fertigerzeugnisses vor. Die bekannten vierstelligen SAE-Bezeichnungen bringen die Zusammensetzungsfamilie in kompakter Form zum Ausdruck, werden jedoch nicht alle exakt gleich gelesen. Die Reihe 10xx bezeichnet unlegierte Kohlenstoffstähle, wobei die letzten beiden Ziffern konventionell den nominalen Kohlenstoffgehalt in Hundertstelprozent angeben. SAE 1020 weist daher auf eine Güte aus unlegiertem Kohlenstoffstahl mit ungefähr 0,20 % Kohlenstoff hin, vorbehaltlich der tatsächlichen Grenzwerte in der anwendbaren Fassung und Tabelle. SAE 1045 weist auf ungefähr 0,45 % Kohlenstoff hin. Die Bezeichnung ist ein Gütenidentifikator und keine Garantie dafür, dass jede gelieferte Analyse exakt dem Nennwert entspricht. Die ersten beiden Ziffern können auch eine gezielte Änderung der Familie der unlegierten Kohlenstoffstähle anzeigen. SAE-Güten der Reihe 11xx sind resulfurierte Automatenstähle; der Schwefelgehalt wird erhöht, um die Zerspanbarkeit zu verbessern, im Allgemeinen mit Auswirkungen auf Duktilität und Schweißbarkeit. SAE-Güten der Reihe 12xx sind resulfurierte und rephosphorierte Automatenstähle. Güten der Reihe 15xx enthalten mehr Mangan als die gewöhnliche Gruppe 10xx. Diese Reihen bleiben Bestandteil der SAE-Auflistung von Kohlenstoffstählen, doch ihr Zerspanungsverhalten und die Aspekte ihrer Fügetechnik unterscheiden sich von denen einer schwefelarmen Güte wie SAE 1020. Die Bezeichnung enthält somit nützliche Informationen, jedoch nur innerhalb ihrer Norm. SAE J403 ist kein universeller Ersatz für ASTM-Produktspezifikationen, UNS-Registrierungen, ISO-Stahlbezeichnungen oder einen vom Käufer geforderten Werkstoffzustand. ISO/TS 4949 (2016) beschreibt Stahlbezeichnungen als Kombinationen aus Buchstaben und Zahlen, die Anwendung sowie wesentliche mechanische, physikalische oder chemische Eigenschaften ausdrücken. Diese Bezeichnungslogik kann neben SAE-Zusammensetzungsbezeichnungen bestehen, ohne dass die beiden Systeme dadurch austauschbar werden. ### Die Rolle von Kohlenstoff, Mangan sowie Rest- und Legierungselementen Kohlenstoff hat den größten direkten Einfluss auf das Umwandlungsverhalten und die potenzielle Härte gewöhnlicher Kohlenstoffstähle. Mit steigendem Kohlenstoffgehalt kann der Stahl unter geeigneten Abkühlbedingungen mehr Perlit bilden und nach dem Abschrecken eine höhere martensitische Härte erreichen. Ein höherer Kohlenstoffgehalt verringert im Allgemeinen die Schweißbarkeit und kann die Duktilität und Zähigkeit vermindern, insbesondere wenn die Wärmebehandlung und die Bauteildicke die Bildung harter, spröder Bereiche begünstigen. Diese Aussagen beschreiben Tendenzen und keine festen Ergebnisse. Abkühlgeschwindigkeit, vorherige Austenitkorngröße, Wanddicke und Anlassen können das Ergebnis erheblich verändern. Mangan erfüllt mehrere Funktionen. Es trägt zur Mischkristallverfestigung bei, verbindet sich bevorzugt mit Schwefel und vermindert dadurch die schädliche Wirkung von Eisensulfid, und es erhöht die Härtbarkeit. Ein Stahl mit mehr Mangan kann in größerer Tiefe unterhalb einer abgeschreckten Oberfläche in härtere Gefügeprodukte umwandeln als ein Stahl mit demselben Kohlenstoffgehalt und weniger Mangan. In den Tabellen für SAE-Kohlenstoffstähle ist Mangan daher kein nebensächlicher Buchungsposten. Sein zulässiger Bereich trägt sowohl zur Definition der chemischen Zusammensetzung der Güte als auch zu einem Teil ihres Prozessverhaltens bei. Phosphor und Schwefel werden häufig als Rest- oder kontrollierte Verunreinigungselemente behandelt, obwohl der Schwefelgehalt bei resulfurierten Automatenstählen gezielt erhöht wird. Überschüssiger Phosphor kann die Festigkeit erhöhen und gleichzeitig Duktilität und Zähigkeit vermindern, insbesondere bei niedrigen Temperaturen. Schwefel kann die Spanbildung bei der Zerspanung verbessern, doch Sulfideinschlüsse können die Querduktilität, Zähigkeit und Beständigkeit gegenüber bestimmten Rissarten vermindern. Ihre Grenzwerte stehen daher im Zusammenhang mit dem angestrebten Verhältnis zwischen Zerspanbarkeit und mechanischer Leistungsfähigkeit. Kupfer, Chrom, Nickel, Molybdän und Silizium können je nach Güte und Herstellungspraxis als Restgehalte, gezielte Zusätze oder beides auftreten. Chrom, Nickel und Molybdän können die Härtbarkeit erhöhen; Nickel unterstützt bei geeigneten Zusammensetzungen außerdem die Zähigkeit. Silizium trägt zur Desoxidation und Verfestigung bei. Kupfer kann bei geeigneten Gehalten das Verhalten gegenüber atmosphärischer Korrosion beeinflussen, doch ein zulässiger Höchstwert für Kupfer macht eine Kohlenstoffstahlgüte nicht zu einem wetterfesten Stahl. Die praktische Regel ist einfach: Zuerst die Bezeichnung der chemischen Zusammensetzung lesen, anschließend Produkt, Zustand und Prüfanforderungen getrennt betrachten. Die Kategorien der NIST-Standardreferenzmaterialien von 2024 unterscheiden zwischen unlegierten Kohlenstoffstählen, niedriglegierten Stählen, speziellen niedriglegierten Stählen, hochlegierten Stählen, nichtrostenden Stählen, Werkzeugstählen und Spezialstählen. Dies zeigt, dass auch Referenzmaterialien mehrere sich überschneidende Gruppierungen verwenden. ASTM A941 vereinheitlicht die Terminologie für Stahl, nichtrostenden Stahl, verwandte Legierungen und Ferrolegierungen, während das ASTM-Komitee A01 neben Werkzeugstählen, plattierten Stählen, nichtrostenden Stählen sowie korrosions- und hitzebeständigen Legierungen auch Kohlenstoff- und legierte Stähle behandelt. Die Bezeichnung einer Kohlenstoffstahlgüte beantwortet eine Frage zur chemischen Zusammensetzung. Sie beantwortet nicht jede anschließend relevante Frage der Metallurgie oder des Einsatzes. ## Niedriglegierte, mikrolegierte und spezielle niedriglegierte Stähle ### Die Bedeutung des Legierungsgehalts in einem Klassifikationssystem „Legierter Stahl“ bezeichnet keine einzelne Position in einer universellen Hierarchie. Der Begriff beschreibt Stahl entlang einer Klassifikationsachse: der chemischen Zusammensetzung. ISO/DIS 4948-1 unterteilt Stähle in „unlegierte, niedriglegierte und hochlegierte Stähle“ (International Organization for Standardization, 2024). Diese Einteilung betrifft die Mengen und Arten der vorhandenen Legierungselemente, nicht die Produktform, den Verwendungszweck, die Kristallstruktur, den Zustand nach der Wärmebehandlung oder die Herstellungsroute des Stahls. Diese Unterscheidung ist wichtig, weil derselbe Stahl gleichzeitig mehrere gültige Beschreibungen erhalten kann. Eine Stahlsorte kann aufgrund ihrer Zusammensetzung niedriglegiert, aufgrund ihrer Verarbeitungsgeschichte vergütet und aufgrund einer Anwendungsnorm für Druckgeräte oder für den Einsatz im Bauwesen spezifiziert sein. Keine dieser Beschreibungen hebt die anderen auf. Eine Bezeichnung kann außerdem eine ganz andere Eigenschaft codieren. ISO/TS 4949 legt fest, dass Stahlnamen Buchstaben und Zahlen verwenden, um die Anwendung sowie wesentliche mechanische, physikalische oder chemische Eigenschaften auszudrücken. Eine Bezeichnung gehört daher zu einem Bezeichnungssystem und nicht notwendigerweise zu demselben System wie die Klassifikation der Zusammensetzungsfamilien nach ISO/DIS 4948-1. Der Legierungsgehalt ist außerdem mehr als eine bloße Zählung der absichtlich zugesetzten Elemente. Die chemische Klassifikation hängt vom festgelegten Rahmen für die Zusammensetzung und dessen Grenzwerten ab, während die Produktionschemie auch Restgehalte, zulässige Bereiche und analytische Toleranzen umfasst. SAE J403\_202402 legt beispielsweise Angaben zur Zusammensetzung von SAE-Kohlenstoffstahlsorten fest und führt Kohlenstoff, Mangan, Phosphor, Schwefel, Kupfer, Chrom, Nickel, Molybdän und Silizium in seinem Berichtsrahmen auf. Das Vorhandensein eines dieser Elemente macht nicht von selbst jede Stahlsorte zu derselben metallurgischen oder anwendungsbezogenen Kategorie. Seine Menge, die anwendbare Norm und der Zweck der Bezeichnung sind gleichermaßen von Bedeutung. Der Begriff *niedriglegiert* ist folglich weit gefasst. Er kann Stähle umfassen, deren Legierungszusätze eingesetzt werden, um die Härtbarkeit, Festigkeit, Zähigkeit, Beständigkeit gegenüber bestimmten Betriebsbedingungen oder das Verhalten bei der Wärmebehandlung zu verändern. Die Familienbezeichnung allein gibt jedoch nicht an, welche dieser Eigenschaften für die Spezifikation maßgeblich ist. Ebenso wenig sagt sie dem Leser, ob der Stahl nach der Verarbeitung ferritisch, perlitisch, bainitisch, martensitisch oder ein Gemisch verschiedener Phasen ist. Dabei handelt es sich um strukturelle Beschreibungen, die Informationen über die Zusammensetzung zusammen mit der thermischen und mechanischen Vorgeschichte erfordern. ASTM A941 stellt eine zusammengefasste Terminologie für Stahl, nichtrostenden Stahl, verwandte Legierungen und Ferrolegierungen bereit, während der ASTM-Ausschuss A01 ein weitaus breiteres Normungsgebiet abdeckt: Kohlenstoff- und legierte Stähle, Werkzeugstähle, korrosions- und hitzebeständige Legierungen, hochfeste Sonderlegierungen, plattierte Stähle und nichtrostende Stähle. Diese Bandbreite spricht dagegen, „legierter Stahl“ als eine einzige Stahlsortenfamilie zu behandeln. Normen gruppieren Werkstoffe für unterschiedliche technische Aufgaben. Der Katalog der Standardreferenzmaterialien des NIST verdeutlicht denselben Punkt aus der praktischen Perspektive von Referenzmaterialien. Seine Kategorien umfassen „unlegierte Kohlenstoffstähle, niedriglegierte Stähle, spezielle niedriglegierte Stähle, hochlegierte Stähle, nichtrostende Stähle, Werkzeugstähle und Spezialstähle“ (NIST, 2024). Diese Kategorien helfen bei der Organisation von Referenzmaterialien, sollten jedoch nicht als alternative ISO-Definition verstanden werden, nach der jedes als *speziell niedriglegiert* bezeichnete Material automatisch eine formal gleichwertige ISO-Familie bildet. Anwendungsnormen können die Zusammensetzungskategorien überschneiden. ISO 6935-1 legt zehn Sorten von Stahl für Betonstabstahl fest, darunter B240, B300 und B420, wobei eine Sorte als schweißgeeignet gekennzeichnet ist. Diese Bezeichnungen identifizieren Betonstabstahlprodukte und deren Anforderungen; sie schaffen keine allgemeine chemische Hierarchie, die ISO/DIS 4948-1 ersetzt. Die Werkstofffamilie, die Produktnorm, die Sortenbezeichnung und der Zustand eines Stahls können jeweils unterschiedliche Fragen beantworten. ### Mikrolegierte Stähle als Unterklasse der niedriglegierten Stähle ISO/DIS 4948-1 ordnet mikrolegierte Stähle den niedriglegierten Stählen zu. Dies ist die entscheidende Beziehung: *mikrolegiert* bezeichnet eine spezifischere Unterklasse, während *niedriglegiert* die umfassendere Zusammensetzungsfamilie darstellt. Die Begriffe sind nicht austauschbar. Jeder mikrolegierte Stahl, der von dieser Klassifikation erfasst wird, ist niedriglegiert, aber ein niedriglegierter Stahl muss nicht mikrolegiert sein. Das Präfix „mikro-“ sollte nicht als universell geltender Grenzwert für die Zusammensetzung verstanden werden. Die vorliegende ISO-Klassifikation legt die Beziehung zwischen den Kategorien fest, nicht einen weltweit einheitlichen Schwellenwert, der alle mikrolegierten Stähle definiert. Verschiedene Spezifikationen können unterschiedliche Elemente, Kombinationen, Produktformen und Eigenschaftsanforderungen regeln. Eine aus einer einzelnen Stahlsortennorm übernommene Tabelle kann daher nicht zu einer allgemeinen Definition für die gesamte Stahlfamilie erhoben werden. #### Variablen, die das Verhalten mikrolegierter Stähle steuern - **Zusammensetzung** Niob, Vanadium, Titan, Kohlenstoff und Stickstoff beeinflussen die Partikelbildung und die Phasenumwandlung. - **Wiedererwärmung** Die Auflösung von Partikeln hängt von den Bedingungen der Wiedererwärmung ab. - **Verformung** Walzplan und Verformungstemperatur beeinflussen die Rekristallisation und die Kornsteuerung. - **Abkühlung** Die Abkühlgeschwindigkeit trägt dazu bei, zu bestimmen, ob Ferrit, Perlit, Bainit oder Martensit entsteht. - **Wärmebehandlung** Eine nachfolgende thermische Behandlung kann das endgültige Gefüge und die Eigenschaften verändern. Die Terminologie für mikrolegierte Stähle lenkt im Allgemeinen die Aufmerksamkeit auf geringe, kontrollierte Zusätze und deren Zusammenhang mit Struktur und Eigenschaften. Der chemische Zusatz ist nur ein Teil der Beschreibung. Metallurgisch entscheidend ist, wie die Zusammensetzung mit Erstarrung, Wiedererwärmung, Umformung, Abkühlung und anschließender Wärmebehandlung zusammenwirkt. Geringe Mengen können die Phasenumwandlung oder die Bildung und Verteilung feiner Teilchen beeinflussen, doch die Wirkung hängt von der vollständigen chemischen Zusammensetzung und dem gesamten thermomechanischen Verlauf ab. Die Bezeichnung allein legt weder eine bestimmte Teilchenpopulation noch eine bestimmte Korngröße, Streckgrenze oder Schweißbarkeit fest. Deshalb sollte „mikrolegiert“ nicht ohne Prüfung der einschlägigen Stahlsortennorm als Synonym für „hochfest“, „schweißgeeignet“ oder „feinkörnig“ verwendet werden. Diese Eigenschaften können bei bestimmten Produkten angestrebte Konstruktionsziele oder gemessene Ergebnisse sein; die Bezeichnung der Unterklasse allein liefert sie jedoch nicht. Ein Stab, ein Blech, ein Rohr oder ein geschmiedetes Bauteil kann einen anderen Zustand aufweisen, selbst wenn seine Nennzusammensetzung ähnlich ist. Auch die Kategorien des NIST müssen sorgfältig gelesen werden. „Spezielle niedriglegierte Stähle“ erscheint neben „niedriglegierten Stählen“ als eigenständige organisatorische Kategorie für Standardreferenzmaterialien. Diese Trennung kann die vorgesehene Gruppierung der Referenzmaterialien, den Zweck der Zusammensetzung oder Zertifizierung oder die Art und Weise widerspiegeln, wie NIST seinen Katalog verwaltet. Sie bedeutet nicht, dass *speziell niedriglegiert* automatisch eine ISO-Stahlsortenfamilie ist, und sie beweist auch nicht, dass jedes derartige Material mikrolegiert ist. Die drei Ausdrücke müssen unterschieden bleiben: *niedriglegiert* ist die umfassende ISO-Zusammensetzungsklasse; *mikrolegiert* ist eine darin von der ISO ausgewiesene Unterklasse; und *speziell niedriglegiert* ist eine Katalogkategorie des NIST, sofern nicht eine separate Norm ihr eine definierte technische Bedeutung verleiht. ### Warum Verarbeitung und thermomechanische Vorgeschichte wichtig sind Die Zusammensetzung ist für die Klassifikation erforderlich, kann jedoch den vollständigen Zustand eines Stahls nicht vorhersagen. Eine Bezeichnung als niedriglegierter oder mikrolegierter Stahl gibt an, welcher Familie die chemische Zusammensetzung angehört; sie dokumentiert jedoch nicht jeden Vorgang, der zur Herstellung des gelieferten Produkts angewendet wurde. Walztemperatur, Umformplan, Abkühlgeschwindigkeit, Wiedererwärmung, Abschrecken, Anlassen, Ausscheidungshärten und Nachbehandlungen nach der Umformung können das entstehende Gefüge und damit die gemessenen Eigenschaften verändern. Der Zusammenhang wird besonders deutlich, wenn eine kontrollierte Verarbeitung Teil des Werkstoffkonzepts ist. Eine Umformung bei ausgewählten Temperaturen kann die Kornentwicklung und das Umwandlungsverhalten beeinflussen. Die Abkühlung aus dem Endwalz- oder Austenitisierungsbereich kann unterschiedliche Phasengemische hervorbringen. Abschrecken und Anlassen können zu einem anderen Zustand führen als Normalglühen, selbst wenn das Ausgangsmaterial dieselbe Nennzusammensetzung aufweist. Diese Aussagen verdeutlichen, warum eine Zusammensetzungsfamilie keine Verarbeitungsspezifikation ersetzen kann; sie legen jedoch keine einheitliche Behandlung für jede mikrolegierte Stahlsorte fest. Die Untersuchung des NIST zur additiven Fertigung zeigt dieselbe Trennung anhand einer neueren Herstellungsroute. Die Ausführungen verknüpfen Klassifikationen von Stahl und nichtrostendem Stahl mit Pulver-Ausgangsstoffen, Prozessrouten, Gefügen und thermischen Nachbehandlungen nach der Fertigung. Die chemische Zusammensetzung eines Pulvers bestimmt allein nicht das Gefüge des fertigen Bauteils. Energieeintrag, thermische Zyklen, Erstarrungsbedingungen, Baurichtung, Fehlstellen und Nachbehandlungen nach der Fertigung können den zu bewertenden Werkstoffzustand beeinflussen. Das Beispiel zeigt außerdem, warum eine „Stahlfamilie“ nicht auf eine Liste von Elementen reduziert werden kann. Das praktische Ergebnis ist eindeutig. Bei der Identifizierung eines niedriglegierten Stahls sollte zunächst geklärt werden, welche chemische Klassifikation verwendet wird. Anschließend sind die genaue Norm und die Sortenbezeichnung zu bestimmen, gefolgt von Produktform, Lieferzustand, Wärmebehandlung sowie den maßgeblichen mechanischen oder physikalischen Anforderungen. Bei einem mikrolegierten Stahl müssen zusätzlich die spezifizierte Mikrolegierungszusammensetzung und die Anforderungen an die kontrollierte Verarbeitung berücksichtigt werden, statt anzunehmen, dass die Unterklassenbezeichnung diese Angaben bereits enthält. Bei einem NIST-Referenzmaterial „spezieller niedriglegierter Stahl“ sollte die Katalogbedeutung des NIST beibehalten werden, sofern nicht eine andere Norm den Werkstoff abweichend definiert. Eine Klassifikation wird erst dann zuverlässig, wenn diese Achsen getrennt voneinander betrachtet werden. ## Hochlegierte Stähle und die Unterfamilie der nichtrostenden Stähle ### Hochlegierter Stahl als übergeordnete chemische Kategorie „Hochlegierter Stahl“ ist eine Kategorie der chemischen Zusammensetzung und keine Beschreibung einer einzelnen Kristallstruktur, einer bestimmten Einsatzfunktion oder eines Herstellungsverfahrens. ISO/DIS 4948-1, die 2024 zur öffentlichen Diskussion veröffentlicht wurde, unterteilt Stähle nach ihrer chemischen Zusammensetzung in „unlegierte, niedriglegierte und hochlegierte Stähle“. Diese Unterteilung beantwortet eine begrenzte Frage: Wie viel und welche Art von Legierungszusatz enthält der Stahl? Die Bezeichnung gibt für sich genommen nicht an, ob der Stahl ferritisch, perlitisch, martensitisch, bainitisch, austenitisch oder ausscheidungsgehärtet ist. Ebenso wenig legt sie fest, ob es sich bei dem Werkstoff um ein Blech, ein Schmiedestück, einen Schweißauftrag, einen Bewehrungsstab, ein Werkzeug, ein Druckbehältererzeugnis oder ein additiv gefertigtes Bauteil handelt. Dies sind eigenständige Klassifizierungsachsen. Ein hochlegierter Stahl kann wegen seiner Korrosionsbeständigkeit, seiner Festigkeit bei erhöhten Temperaturen, seiner Verschleißbeständigkeit, seines magnetischen Verhaltens, seiner Zähigkeit bei kryogenen Temperaturen oder einer Kombination dieser Eigenschaften ausgewählt werden. Die chemische Zusammensetzung bildet weiterhin den Ausgangspunkt. Chrom, Nickel, Molybdän, Mangan, Silicium, Stickstoff, Vanadium, Wolfram, Kobalt, Niob, Titan und Kupfer können die Phasenstabilität, die Härtbarkeit, die Bildung von Karbiden oder Nitriden, die Oxidationsbeständigkeit und das Ansprechen auf eine Wärmebehandlung verändern. Kohlenstoff bleibt besonders wichtig, weil er sowohl die Phasenumwandlungen als auch die Menge des in Karbiden gebundenen Chroms verändert. Zwei Stähle können daher ähnliche Bezeichnungen für ihre Legierungsfamilie tragen und sich dennoch unterschiedlich verhalten, weil ihre Gehalte an Kohlenstoff, Stickstoff, Chrom, Nickel oder Molybdän voneinander abweichen. Eine Bezeichnung als hochlegiert lässt auch keine Vorhersage über das endgültige Gefüge nach der Verarbeitung zu. Warmwalzen, Schmieden, Lösungsglühen, Abschrecken, Anlassen, Kaltumformen, Schweißen und thermische Zyklen der additiven Fertigung können aus eng verwandten Zusammensetzungen unterschiedliche Gefüge erzeugen. Die Untersuchung des NIST zur additiven Fertigung macht diese Trennung ausdrücklich deutlich, indem sie die Stahlklassifizierung mit Pulverausgangsstoffen, Prozessrouten, Gefügen und einer Wärmebehandlung nach dem Aufbau verknüpft. Der abgeschiedene Werkstoff wird nicht allein durch die Pulverchemie definiert. Die Kategorien der Standardreferenzmaterialien des NIST aus dem Jahr 2024 zeigen die praktische Konsequenz dieses mehrschichtigen Systems. Zu den stahlbezogenen Gruppen gehören „unlegierte Kohlenstoffstähle, niedriglegierte Stähle, spezielle niedriglegierte Stähle, hochlegierte Stähle, nichtrostende Stähle, Werkzeugstähle und Spezialstähle“. Diese Kategorien überschneiden sich inhaltlich, bilden jedoch keine vollständige Hierarchie. „Werkzeugstahl“ bezeichnet beispielsweise eine breite technische Familie, die mit dem Einsatz im Werkzeugbau und mit durch die Zusammensetzung kontrollierten Eigenschaften verbunden ist; die Bezeichnung ersetzt weder den jeweiligen Normgrad noch den Wärmebehandlungszustand oder die Produktspezifikation. ### Nichtrostender Stahl als Unterklasse der hochlegierten Stähle in ISO/DIS 4948-1 ISO/DIS 4948-1 ordnet nichtrostende Stähle der Kategorie der hochlegierten Stähle zu. Die dort angegebene Beziehung ist unmittelbar: „Nichtrostende Stähle sind eine Unterklasse der hochlegierten Stähle“, ebenso wie „mikrolegierte Stähle eine Unterklasse der niedriglegierten Stähle sind“. Dies ist eine Beziehung zwischen chemischen Klassifikationen. Daraus folgt weder, dass jeder hochlegierte Stahl nichtrostend ist, noch dass das Wort „nichtrostend“ eine einzige metallurgische Familie bezeichnet. Nichtrostender Stahl wird im Wesentlichen mit einem ausreichenden Chromgehalt in Verbindung gebracht, der unter geeigneten Umgebungsbedingungen die Bildung einer schützenden, chromreichen Passivschicht ermöglicht. Diese Schicht ist dünn und selbstheilend, wenn Sauerstoff vorhanden ist und die Oberfläche keinen Bedingungen ausgesetzt wird, die die Passivierung beschädigen oder verhindern. Nickel kann den Austenit stabilisieren und in vielen Umgebungen die Zähigkeit sowie die Korrosionsbeständigkeit verbessern. Molybdän unterstützt die Beständigkeit gegen örtlich begrenzte Angriffe, insbesondere gegen Loch- und Spaltkorrosion unter chloridhaltigen Bedingungen. Stickstoff kann austenitische und Duplexgüten festigen und zugleich das Phasengleichgewicht sowie die Beständigkeit gegen örtlich begrenzte Korrosion beeinflussen. Diese Wirkungen hängen von der Zusammensetzung und der Umgebung ab. Nichtrostender Stahl ist nicht immun gegen Korrosion. Austenitische Güten können durch chloridinduzierte Lochkorrosion, Spaltkorrosion oder Spannungsrisskorrosion geschädigt werden. Ferritische Güten können unter bestimmten Bedingungen eine geringere Zähigkeit aufweisen. Martensitische Güten können eine hohe Härte mit einer im Vergleich zu vielen austenitischen Güten geringeren Korrosionsbeständigkeit verbinden. Thermische Zyklen beim Schweißen können bei einer unzureichenden Abstimmung von Güte und Verfahren eine Sensibilisierung, die Bildung unerwünschter Phasen oder einen örtlich begrenzten Verlust der Korrosionsbeständigkeit verursachen. Das 1976 herausgegebene NIST-Handbuch für Ausrüstungen zur Verarbeitung von Fleisch und Geflügel veranschaulicht die innerhalb der Familie der nichtrostenden Stähle bestehende strukturelle Klassifizierung. Es nennt „martensitische, ferritische, austenitische und ausscheidungshärtende Klassen“ und führt repräsentative Bezeichnungen des Unified Numbering System an. Diese Klassen beschreiben die metallurgische Struktur und das Festigungsverhalten und nicht lediglich den gesamten Legierungsgehalt. AISI 410 und UNS S41000 gehören beispielsweise zur Gruppe der martensitischen nichtrostenden Stähle; AISI 430 und UNS S43000 sind ferritisch; AISI 304 und UNS S30400 sind austenitisch. Eine ausscheidungshärtende Güte wie UNS S17400 folgt wiederum einem anderen Festigungsmechanismus. Duplexstähle liefern eine weitere wichtige Einschränkung. Ihr Gefüge enthält sowohl Ferrit als auch Austenit. Daher sagt die Bezeichnung „nichtrostend“ dem Leser nicht, ob der Werkstoff einphasig oder mehrphasig, abgeschreckt und angelassen, kaltverformt oder ausscheidungsgehärtet ist. Eine Gütebezeichnung oder eine Produktspezifikation muss diese Informationen liefern. ### Korrosionsbeständigkeit, Legierungsidentität und Sprache von Spezifikationen Eine korrosionsbeständige Oberfläche ist eine Eigenschaft, die durch Zusammensetzung, Gefüge, Oberflächenzustand und Umgebung entsteht. Sie ist keine ausreichende Identität einer Güte. „Nichtrostend“ kann daher zutreffend und zugleich technisch unvollständig sein. Der Geltungsbereich des ASTM Committee A01 ordnet nichtrostende Stähle mehreren Gegenstandsbereichen der Normung zu: Kohlenstoff- und Legierungsstählen, Werkzeugstählen, korrosions- und hitzebeständigen Legierungen, hochfesten Legierungen, plattierten Stählen und weiteren Stahlerzeugnissen. Dieser Geltungsbereich ist relevant, weil das Normungssystem eine Bezeichnung nicht als universellen Ersatz für alle anderen Bezeichnungen behandelt. ASTM A941 stellt eine zusammengefasste Terminologie für Stahl, nichtrostenden Stahl, verwandte Legierungen und Ferrolegierungen bereit, während einzelne Werkstoffnormen chemische Grenzwerte, mechanische Anforderungen, Wärmebehandlung, Abmessungen, Prüfungen und Produktformen festlegen. Die Sprache einer Spezifikation kann außerdem eher eine vorgesehene Anwendung oder eine Eigenschaft als eine chemische Familie kennzeichnen. ISO/TS 4949 erläutert, dass Stahlnamen „Buchstaben und Zahlen verwenden, die die Anwendung sowie die wichtigsten mechanischen, physikalischen oder chemischen Eigenschaften ausdrücken“. ISO 6935-1 legt beispielsweise zehn Güten unlegierten Stahls für Bewehrungsstäbe fest, darunter B240, B300 und B420; eine dieser Güten wird als schweißgeeignet bezeichnet. Dies ist eine anwendungsspezifische Klassifizierung und keine Aussage darüber, dass Güten für Bewehrungsstäbe eine chemische Unterteilung bilden, die derjenigen von nichtrostenden oder hochlegierten Stählen entspricht. Dieselbe Unterscheidung zeigt sich in SAE J403\_202402. Deren Rahmen für die Zusammensetzung gibt für SAE-Kohlenstoffstähle die Gehalte an Kohlenstoff, Mangan, Phosphor, Schwefel, Kupfer, Chrom, Nickel, Molybdän und Silicium an. Eine Tabelle der chemischen Zusammensetzung kann einen Gütenbereich bestimmen, gibt jedoch für sich genommen nicht an, ob das Erzeugnis normalisiert, abgeschreckt und angelassen, kaltgezogen, geschweißt, additiv aufgebaut oder einer bestimmten Oberflächenbehandlung unterzogen wurde. Eine vollständige Spezifikation für einen nichtrostenden Stahl benötigt folglich mehr als die Bezeichnung der Familie. Sie kann eine AISI- oder UNS-Bezeichnung, eine ASTM- oder ISO-Produktspezifikation, die Produktform, den Zustand, die Abmessungen, mechanische Anforderungen, eine Wärmebehandlung und Prüfanforderungen erfordern. „Austenitischer nichtrostender Stahl“ ergänzt eine Strukturklasse, lässt jedoch weiterhin zahlreiche mögliche Güten zu. „Nichtrostender Stahl 316“ ist aussagekräftiger, doch die anzuwendende Norm und der Produktzustand bleiben erforderlich, weil für Bleche, Stäbe, Rohre, Drähte und Gussprodukte unterschiedliche Anforderungen gelten können. Eine UNS-Nummer grenzt die Legierungsidentität ein, ersetzt jedoch nicht die maßgebliche Produktspezifikation. Die korrekte Klassifizierung ist daher mehrschichtig: Ein Stahl kann chemisch hochlegiert sein, der Unterklasse der nichtrostenden Stähle angehören, ein austenitisches oder martensitisches Gefüge besitzen, einer bestimmten ASTM-Produktspezifikation entsprechen und diesen Zustand durch Lösungsglühen, Kaltumformung, Schweißen oder additive Fertigung erreicht haben. Keine dieser Beschreibungen ist mit einer der anderen austauschbar. Die Bezeichnung „nichtrostender Stahl“ kennzeichnet eine breite Legierungsfamilie mit korrosionsbezogener Bedeutung. Sie schließt die Identifizierung jedoch nicht ab. ![Klassifizierung von Stahlfamilien: Chemie, Struktur, Güten und Verarbeitung](/images/uploads/7986bd8c-a5ae-42aa-baf8-5f1d417f062c/wiki-inline-a-cross-sectional-schematic-comparing-ferrite-austenite-martensite-and-precipita-1920x1920.jpg)[](/images/uploads/7986bd8c-a5ae-42aa-baf8-5f1d417f062c/wiki-inline-a-cross-sectional-schematic-comparing-ferrite-austenite-martensite-and-precipita-1920x1920.avif "Bild vergrößern — Klassifizierung von Stahlfamilien: Chemie, Struktur, Güten und Verarbeitung")Structure-based stainless-steel classes describe phases and strengthening routes. ## Familien nichtrostender Stähle nach metallurgischer Struktur Das Handbuch *Stainless Steel for the Food Industry* des National Institute of Standards and Technology (NIST) nennt vier wesentliche Klassen nichtrostender Stähle: martensitische, ferritische, austenitische und ausscheidungshärtende nichtrostende Stähle (NBSIR 76-1185, 1976). Diese Einteilung beschreibt die metallurgische Struktur und den wesentlichen Mechanismus, durch den die Festigkeit erzielt wird. Sie ist weder eine einzige Rangfolge vom „gewöhnlichen“ zum „fortschrittlichen“ Stahl noch mit einer auf der Zusammensetzung beruhenden Klassifizierung austauschbar. Diese Unterscheidung ist wichtig, weil derselbe Stahl gleichzeitig mehrere gültige Bezeichnungen tragen kann. Eine Güte kann nach ISO/DIS 4948-1 ein hochlegierter Stahl, aufgrund ihres Gefüges ein austenitischer nichtrostender Stahl und zugleich ein korrosionsbeständiger Werkstoff sein, der einer bestimmten Produktspezifikation zugeordnet ist. Eine Wärmebehandlung kann außerdem ihr Phasengleichgewicht oder ihre Festigkeit verändern, ohne ihre nominelle Gütebezeichnung zu ändern. ISO/DIS 4948-1 verwendet die chemische Zusammensetzung als Ordnungsprinzip. Die Norm unterteilt Stähle in „unlegierte, niedriglegierte und hochlegierte Stähle“; sie ordnet mikrolegierte Stähle den niedriglegierten Stählen und nichtrostende Stähle den hochlegierten Stählen zu. Das Vierklassensystem des NIST stellt eine andere Frage: Welches Gefüge bildet der Stahl, und wird seine Festigkeit hauptsächlich durch Umwandlung, Mischkristallverfestigung, Kaltumformung oder Ausscheidung nach einer Wärmebehandlung erzielt? Die Grenzen sind nicht vollständig unabhängig voneinander. Chrom, Nickel, Kohlenstoff, Stickstoff, Molybdän und andere Elemente beeinflussen sowohl die chemische Kategorie als auch die Phasen, die sich beim Abkühlen und Erwärmen bilden. Dennoch beantworten die Bezeichnungen unterschiedliche technische Fragen. SAE J403\_202402 legt beispielsweise Zusammensetzungsgrenzen und -bereiche für SAE-Kohlenstoffstahlgüten anhand der angegebenen Gehalte an Kohlenstoff, Mangan, Phosphor, Schwefel, Kupfer, Chrom, Nickel, Molybdän und Silizium fest. Diese Tabelle gibt für sich genommen nicht an, ob ein fertiges Bauteil aus nichtrostendem Stahl ein martensitisches, ferritisches oder austenitisches Arbeitsgefüge aufweist. ### Martensitische nichtrostende Stähle Martensitische nichtrostende Stähle sind nach Martensit benannt, einer harten Phase, die entsteht, wenn ein geeignetes austenitisches Gefüge schnell genug abgekühlt wird, um die Gleichgewichtsumwandlungsprodukte zu unterdrücken. Ihre Zusammensetzung ermöglicht normalerweise die Bildung von Austenit beim Erwärmen und von Martensit beim Abschrecken. Kohlenstoff ist besonders wichtig: Er erhöht die erreichbare Härte, indem er in das übersättigte martensitische Gitter eintritt, wobei ein übermäßiger Kohlenstoffgehalt die Zähigkeit verringern und chromreiche Karbide hinterlassen kann, die die Korrosionsbeständigkeit beeinflussen. Die Festigkeitssteigerung beruht daher auf einer Umwandlungshärtung. Eine typische Prozessfolge umfasst Austenitisieren, Abschrecken und Anlassen. Das Anlassen verringert einen Teil der im abgeschreckten Zustand vorhandenen Sprödigkeit und stellt das Verhältnis zwischen Härte, Festigkeit, Duktilität und Maßbeständigkeit ein. Eine martensitische Bezeichnung bedeutet nicht, dass jedes aus dieser Güte gefertigte Teil denselben Martensitanteil aufweist; Querschnittsgröße, Abkühlungsgeschwindigkeit, vorausgegangene Wärmebehandlung und Anlasszustand spielen sämtlich eine Rolle. Strukturfamilien nichtrostender Stähle überschneiden sich mit der umfassenderen chemischen Kategorie der hochlegierten Stähle. | Strukturfamilie der nichtrostenden Stähle | Im Artikel angeführte repräsentative Bezeichnung | Primäres Festigungs- oder Zustandskonzept | |---|---|---| | Martensitisch | UNS S41000 | Abschrecken und Anlassen | | Ferritisch | UNS S43000 | Ferritische Matrix, Kaltverformung und Kornsteuerung | | Austenitisch | UNS S30400 | Mischkristallverfestigung und Kaltverformung | | Ausscheidungshärtend | UNS S17400 | Aushärten nach Lösungsglühen | Das NIST-Handbuch nennt repräsentative UNS-Bezeichnungen dieser Familie, darunter UNS S41000 und UNS S42000. Diese Bezeichnungen kennzeichnen festgelegte Zusammensetzungen nichtrostender Stähle; sie garantieren für sich genommen weder eine bestimmte Härte noch ein bestimmtes Gefüge in einem Bauteil. UNS S41000 kann unter Bedingungen geliefert, geschweißt, bearbeitet oder wärmebehandelt werden, die zu anderen Eigenschaften führen als bei einem anderen Erzeugnis mit derselben Zusammensetzung. Die Klassifizierung bleibt dennoch nützlich, weil sie das grundlegende Ansprechverhalten auf eine Härtungsbehandlung vorhersagt. Martensitische nichtrostende Stähle unterscheiden sich auch von Stählen, die nach der Verarbeitung lediglich einen gewissen Martensitanteil enthalten. Viele austenitische oder ferritische Güten können unter bestimmten Bedingungen verformungs- oder umwandlungsinduzierten Martensit entwickeln; normalerweise werden sie dennoch nicht der Familie der martensitischen nichtrostenden Stähle zugeordnet. Familienbezeichnungen beziehen sich auf die beabsichtigte metallurgische Grundlage der Güte und nicht auf den Nachweis einer einzelnen Phase in jeder Probe. ### Ferritische nichtrostende Stähle Ferritische nichtrostende Stähle beruhen im maßgeblichen Einsatz- und Verarbeitungsbereich auf einem kubisch-raumzentrierten ferritischen Gefüge. Chrom stabilisiert Ferrit und liefert die für das Verhalten nichtrostender Stähle maßgebliche Chemie der Passivschicht. Ferritische Güten verwenden im Allgemeinen nicht die Abschreck- und Anlassroute, die martensitische Güten kennzeichnet. Ihre Festigkeit beruht hauptsächlich auf der Zusammensetzung der ferritischen Matrix, der Korngröße, der Kaltverformung und bei einigen Güten auf Zusätzen wie Molybdän, Titan oder Niob. Das NIST-Handbuch führt UNS S43000 und UNS S44600 als repräsentative Bezeichnungen ferritischer nichtrostender Stähle auf. Diese Kennungen sind als Verweise auf Zusammensetzung und Güte zu verstehen, nicht als allgemeingültige Eigenschaftsbezeichnungen. Ferritische nichtrostende Stähle können sich hinsichtlich Chromgehalt, Kontrolle von Verunreinigungen, Stabilisierung, Schweißbarkeit, Zähigkeit und Beständigkeit gegenüber bestimmten Umgebungen erheblich unterscheiden. Ferrit bleibt das entscheidende Strukturkriterium, auch wenn Sekundärphasen auftreten können. Chromreiche Karbide oder Nitride können sich während der Fertigung oder im Einsatz bilden, wenn Kohlenstoff und Stickstoff nicht kontrolliert werden. Stabilisierten Güten werden karbid- oder nitridbildende Elemente zugesetzt, um eine Verarmung der Korngrenzenbereiche an Chrom zu begrenzen. Bei hohen Temperaturen können ferritische Stähle Phasenumwandlungen durchlaufen oder Versprödungserscheinungen entwickeln. Solche Effekte heben die Familienklassifizierung nicht auf; sie zeigen vielmehr, warum das Gefüge stets zusammen mit der thermischen Vorgeschichte betrachtet werden muss. Eine ferritische Bezeichnung sollte außerdem nicht mit „niedriglegiert“ in der ISO-Terminologie verwechselt werden. ISO/DIS 4948-1 klassifiziert nach dem Legierungsgehalt, während „ferritisch“ das Matrixgefüge beschreibt. Ein Stahl kann ferritisch und hochlegiert sein, wie dies bei nichtrostenden Stählen nach dem ISO-Schema der Fall ist. Umgekehrt sind viele nichtrostende niedriglegierte Stähle unter bestimmten Bedingungen ferritisch. Der eine Begriff betrifft die Chemie, der andere die Metallurgie. ### Austenitische nichtrostende Stähle Austenitische nichtrostende Stähle beruhen bei Gebrauchstemperatur auf dem kubisch-flächenzentrierten Austenitgefüge. Nickel ist bei vielen Güten ein wichtiger Austenitstabilisator, während auch Mangan und Stickstoff die Austenitstabilität beeinflussen können. Chrom verleiht den nichtrostenden Charakter, und Molybdän wird bestimmten Zusammensetzungen zugesetzt, um die Beständigkeit gegen lokale Korrosion zu erhöhen. Das genaue Gleichgewicht der Elemente bestimmt, ob Austenit beim Abkühlen und bei der Verformung stabil bleibt. Das NIST-Handbuch nennt repräsentative austenitische UNS-Bezeichnungen, darunter UNS S30100, UNS S30200, UNS S30400, UNS S31600, UNS S32100 und UNS S34700. Diese Bezeichnungen sollten nicht in eine einfache Rangfolge überführt werden. Jede steht für eine festgelegte Zusammensetzung oder einen Zusammensetzungsbereich, während das tatsächliche Verhalten von Erzeugnisform, Oberflächenzustand, Schweißgeschichte, Kaltumformung, Sensibilisierung und Prüfmedium abhängt. Austenitische Güten werden normalerweise nicht durch Abschrecken im gesamten Querschnitt gehärtet, weil der Austenit nach dem Abkühlen stabil bleiben kann. Die Festigkeit kann stattdessen durch Kaltverformung, Mischkristallverfestigung, Kornfeinung oder eine kontrollierte Ausscheidung in speziell entwickelten Zusammensetzungen erhöht werden. Plastische Verformung kann bei einigen metastabilen austenitischen Güten außerdem verformungsinduzierten Martensit erzeugen. Diese Möglichkeit veranschaulicht den Unterschied zwischen einer Familienbezeichnung und einer Phasenbeobachtung: Eine austenitische Güte kann nach starker Verformung Martensit enthalten, ohne nach der NIST-Klassifizierung zu einer martensitischen nichtrostenden Güte zu werden. Schweißen und thermische Einwirkung können das örtliche Gefüge verändern. Die Ausscheidung von Chromkarbiden an Korngrenzen kann beispielsweise die angrenzenden Bereiche an Chrom verarmen und die Beständigkeit gegen interkristalline Korrosion verringern. Varianten mit niedrigem Kohlenstoffgehalt und stabilisierte Varianten begegnen diesem Problem durch Zusammensetzung und Verarbeitung; die maßgebliche Bezeichnung muss jedoch in der jeweils geltenden Norm überprüft werden, anstatt sie aus dem Wort „austenitisch“ abzuleiten. ### Ausscheidungshärtbare nichtrostende Stähle Ausscheidungshärtbare nichtrostende Stähle werden nach ihrer hauptsächlichen Festigkeitssteigerungsbehandlung klassifiziert: Eine Lösungsglühbehandlung, gefolgt von einer Auslagerung, erzeugt feine Ausscheidungen, die die Versetzungsbewegung behindern. Die Matrix kann sich in verschiedenen Verarbeitungsstufen als martensitisch, semiaustenitisch oder austenitisch darstellen. Daher ist „ausscheidungshärtbar“ teilweise eine Verarbeitungs- und Festigkeitsklassifizierung und keine Bezeichnung für eine einzige Kristallstruktur bei Raumtemperatur. Das NIST-Handbuch nennt repräsentative UNS-Bezeichnungen wie UNS S17400, UNS S17700, UNS S15500 und UNS [S13800](/de/werkstoffe/werkstoff-nr/1.4534 " — Zusammensetzung, Entsprechungen und Normen"). Ihr Ausscheidungsverhalten ergibt sich aus unterschiedlichen Legierungskonzepten und Wärmebehandlungsfolgen. Einige Zusammensetzungen bilden vor der Auslagerung eine martensitische Matrix; andere verwenden eine Konditionierungsbehandlung, um die Matrix vor dem abschließenden Auslagerungsschritt umzuwandeln oder zu steuern. Derselben Bezeichnung können keine identischen Eigenschaften zugeordnet werden, ohne den Wärmebehandlungszustand anzugeben. Ausscheidungshärtbare nichtrostende Stähle zeigen besonders deutlich, warum metallurgische Familien die Gütenormen nicht ersetzen können. Eine Norm für die Zusammensetzung gibt dem Hersteller vor, welche Elemente und Grenzwerte die Güte definieren. Eine Erzeugnis- oder Zustandsbezeichnung kann anschließend Lösungsglühbehandlung, Abkühlung, Auslagerungstemperatur, Auslagerungszeit oder daraus resultierende mechanische Anforderungen festlegen. Die NIST-Klassifizierung erfasst den Festigkeitsmechanismus, während die UNS-Bezeichnung die Legierungsfamilie innerhalb eines Registrierungssystems kennzeichnet. Chemische und strukturelle Bezeichnungen können daher nebeneinander bestehen, ohne Synonyme zu sein. ISO bezeichnet nichtrostende Stähle aufgrund ihrer chemischen Zusammensetzung als Unterklasse hochlegierter Stähle. NIST grenzt sie nach Phasenstruktur und Festigkeitssteigerungsroute voneinander ab. ISO/TS 4949 fügt eine weitere Ebene hinzu, indem die Norm erläutert, dass Stahlnamen Buchstaben und Zahlen verwenden, um Anwendung sowie wesentliche mechanische, physikalische oder chemische Eigenschaften auszudrücken. ASTM A941 stellt eine zusammengefasste Terminologie bereit, während Erzeugnisnormen Anforderungen an bestimmte Formen und Zustände knüpfen. Keines dieser Systeme sollte als allgemeingültige Hierarchie betrachtet werden. Die praktische Frage lautet stets, welche Achse eine Bezeichnung betrifft: Zusammensetzung, Gefüge, Wärmebehandlung, Anwendung oder Bezeichnungsformat. Ohne diese Frage können „austenitisch“, „hochlegiert“, „17-4 PH“ und eine Güte nach einer Erzeugnisnorm miteinander zu konkurrieren scheinen, obwohl sie tatsächlich unterschiedliche Merkmale desselben Stahls beschreiben. ## Werkzeugstähle, Sonderstähle und das weitere Universum der Normen ### Werkzeugstähle als Normen- und Anwendungsfamilie „Werkzeugstahl“ bezeichnet in erster Linie eine Anwendungs- und Leistungsklasse und keine einzelne chemische Klasse. Diese Stähle werden für Gesenke, Stempel, Schneidwerkzeuge, Formen, Lehren und andere Bauteile ausgewählt, die ihre Härte behalten, Verschleiß widerstehen oder wiederholten thermischen und mechanischen Belastungen standhalten müssen. Ihr gemeinsames Merkmal ist die vom Werkstoff geforderte Gebrauchseigenschaft. Ihre Legierungsauslegung und ihr Gefüge können sich erheblich unterscheiden. ASTM A681, *Standard Specification for Tool Steels Alloy*, behandelt Werkzeugstähle nach Typ und Güte, während ASTM A600 [Schnellarbeitsstähle](/de/kategorien/schnellarbeitsstähle "Schnellarbeitsstähle") für Werkzeuge behandelt. Zu den bekannten Bezeichnungen gehören der wasserhärtende Stahl W1, der ölhärtende Stahl O1, der kalt zu verarbeitende Stahl D2 mit hohem Kohlenstoff- und Chromgehalt, der Warmarbeitsstahl H13 und der Schnellarbeitsstahl M2. Diese Bezeichnungen beschreiben keine durchgehende Entwicklung von „gewöhnlichem“ zu „fortgeschrittenem“ Stahl. W1 ist im Wesentlichen ein Kohlenstoffwerkzeugstahl, dessen Eigenschaften stark von der Wärmebehandlung abhängen; D2 enthält ausreichend Chrom und Kohlenstoff, um erhebliche Mengen chromreicher Karbide zu bilden; H13 ist eine für den Einsatz bei erhöhten Temperaturen ausgelegte Warmarbeitslegierung; und M2 ist ein Wolfram-Molybdän-Schnellarbeitsstahl, der während der an der Werkzeugschneide entstehenden Wärme seine Schneidhärte behalten soll. Die metallurgischen Unterschiede sind von Bedeutung. Ein abgeschrecktes Gefüge von W1 ist überwiegend martensitisch, während D2 üblicherweise eine martensitische Matrix mit harten Legierungskarbiden enthält. Auch H13 wird zu Martensit gehärtet, doch seine Zusätze von Chrom, Molybdän und Vanadium fördern Warmfestigkeit und Anlassbeständigkeit. M2 entwickelt nach dem Härten und Anlassen ein Gefüge mit hohem Legierungsgehalt und Karbidanteil. Die Bezeichnung aller vier Stähle als „Werkzeugstähle“ kennzeichnet eine Normen- und Anwendungsgruppe; sie sagt allein nichts über Zusammensetzung, Phasenbestand, Verarbeitungsweg oder Endhärte aus. Gütenbezeichnungen haben je nach ihrer Quelle eine unterschiedliche rechtliche und technische Bedeutung. „D2“ kann als weithin anerkannte Bezeichnung dienen, doch eine Einkaufs- oder Fertigungsspezifikation muss das maßgebliche Dokument, die Produktform, den Wärmebehandlungszustand, die Maßanforderungen und die Prüfanforderungen angeben. ASTM A681 legt für die in ihren Geltungsbereich fallenden Güten verbindliche chemische Anforderungen und Produktanforderungen fest. Ein allgemeiner Verweis auf „Werkzeugstahl“ tut dies nicht. ### Sonderstähle und besondere niedriglegierte Kategorien „Sonderstahl“ ist ein weiter gefasster und weniger präziser Begriff. Er kann sich auf einen Werkstoff beziehen, der für eine bestimmte Kombination aus Festigkeit, Zähigkeit, Ermüdungsfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Verschleißbeständigkeit, magnetischem Verhalten oder Verarbeitungsanforderungen hergestellt wurde. Er kann auch die Katalog- oder Referenzmaterialstruktur einer Organisation widerspiegeln und nicht einen gemeinsamen metallurgischen Mechanismus. Die 2024 aufgeführten Kategorien der Standardreferenzmaterialien des NIST umfassen unlegierte Kohlenstoffstähle, niedriglegierte Stähle, besondere niedriglegierte Stähle, hochlegierte Stähle, nichtrostende Stähle, Werkzeugstähle und Sonderstähle. Dies ist eine zweckmäßige Taxonomie für Referenzmaterialien. Sie erleichtert den Nutzern die Auswahl von Werkstoffen mit bekannten chemischen oder physikalischen Werten, sollte jedoch nicht als allgemeingültige Rangordnung verstanden werden. „Besonderer niedriglegierter Stahl“ kann eine kontrollierte Legierungsstrategie oder eine ausgewiesene Gruppe von Referenzmaterialien bezeichnen; daraus ergibt sich nicht automatisch ein eigenständiges Phasengefüge. Niedriglegierte Stähle erzielen ihre höhere Festigkeit oder verbesserte Zähigkeit häufig durch Zusätze wie Mangan, Chrom, Nickel, Molybdän, Vanadium oder Niob in Verbindung mit kontrolliertem Walzen und Wärmebehandlung. Ein vergüteter Nickel-Chrom-Molybdän-Stahl und ein mikrolegierter Ferrit-Perlit-Baustahl können beide als niedriglegierte Stähle bezeichnet werden, obwohl ihre Eigenschaften auf unterschiedlichen Mechanismen beruhen. Der eine stützt sich in hohem Maß auf die Härtbarkeit und das Anlassen; der andere kann von Kornfeinung und Ausscheidungen aus Niob oder Vanadium abhängen. ISO/DIS 4948-1, in seiner Entwurfsfassung von 2024 veröffentlicht, teilt Stähle nach ihrer chemischen Zusammensetzung in „unlegierte, niedriglegierte und hochlegierte Stähle“ ein. Sie ordnet mikrolegierte Stähle den niedriglegierten Stählen und nichtrostende Stähle den hochlegierten Stählen zu. Diese Klassifizierung beruht auf der Zusammensetzung. Sie ersetzt keine Anwendungsfamilien wie Werkzeugstähle oder Sonderstähle. Das Wort „besonders“ kann daher mehr verschleiern als erklären, sofern das Dokument es nicht definiert. Eine besondere niedriglegierte Güte kann festgelegte Grenzwerte für Kohlenstoff, Mangan und Legierungselemente aufweisen, doch ihr tatsächliches Verhalten hängt auch von der vorherigen Austenitkorngröße, der Abkühlgeschwindigkeit, dem Anlassen, der Einschlusskontrolle, den thermischen Zyklen beim Schweißen und der Wanddicke ab. Die Untersuchung des NIST zur additiven Fertigung verdeutlicht denselben Punkt aus einer anderen Richtung: Pulverausgangsstoff, Prozessweg, Mikrostruktur und thermische Nachbehandlung nach dem Aufbau beeinflussen die Leistungsfähigkeit des Stahls neben seiner nominellen chemischen Zusammensetzung. ### Wie der ASTM-Ausschuss A01 die Klassifikationsübersicht erweitert Der ASTM-Ausschuss A01 für Stahl, nichtrostenden Stahl und verwandte Legierungen zeigt, warum die „Stahlfamilie“ nicht als eine einzige Rangfolge betrachtet werden kann. Sein Geltungsbereich erstreckt sich auf Kohlenstoffstähle, legierte Stähle, nichtrostende Stähle, Werkzeugstähle, korrosions- und hitzebeständige Legierungen, hochfeste Sonderlegierungen, plattierte Stähle und verwandte Produkte. Diese Gruppen verbinden mehrere Klassifizierungsgrundsätze. Kohlenstoffstähle und legierte Stähle werden häufig anhand ihrer Zusammensetzung und Wärmebehandlung betrachtet. Nichtrostende Stähle werden üblicherweise anhand ihrer korrosionsbeständigen Eigenschaften aufgrund ihres Chromgehalts identifiziert und anschließend metallurgisch in ferritische, martensitische, austenitische, [Duplex](/de/werkstoffe/werkstoff-nr/1.4460 " — Zusammensetzung, Entsprechungen und Normen")- oder ausscheidungshärtende Gruppen eingeteilt. Werkzeugstähle werden nach anspruchsvollen Werkzeugfunktionen geordnet. Plattierte Stähle werden durch ihren Produktaufbau definiert: Eine korrosionsbeständige oder anderweitig eigenständige Schicht wird mit einem Trägerstahl verbunden. Die Anordnung der Plattierung ist ein Merkmal der Verarbeitung und Produktform, keine Phasenkategorie. Korrosions- und hitzebeständige Legierungen beschreiben ebenfalls Einsatzbedingungen und geforderte Eigenschaften. Einige sind in zusammensetzungsbasierten Systemen nichtrostende Stähle; andere sind Nickelbasis- oder Kobaltbasislegierungen und fallen außerhalb einer engen Stahldefinition. Hochfeste Sonderlegierungen kennzeichnen ein Ziel der mechanischen Leistungsfähigkeit, das häufig durch Ausscheidungshärtung, martensitische Umwandlung, eine besonders genau gesteuerte Anlassbehandlung oder Kombinationen dieser Verfahren erreicht wird. Die Bezeichnung sagt eher, was der Werkstoff leisten muss, als wie seine Atome angeordnet sind. ASTM A941 vereinheitlicht die Terminologie für Stahl, nichtrostenden Stahl, verwandte Legierungen und Ferrolegierungen und unterstützt Normenverfasser dabei, Begriffe einheitlich zu verwenden. Sie ist ein Terminologiereferenzwerk und keine einzelne Spezifikation, die jeden Stahl einer exklusiven Familie zuordnet. Auch der Geltungsbereich des ASTM-Ausschusses A01 ist keine Aussage dahingehend, dass alle aufgeführten Gruppen parallele metallurgische Kategorien bilden. Er spiegelt die Zuständigkeit des Ausschusses für Normen wider, die unterschiedliche Produkte, Eigenschaften und Industriezweige betreffen. Andere Normen fügen weitere Klassifikationsachsen hinzu. SAE J403\_202402 definiert Grenzwerte und Bereiche der chemischen Zusammensetzung für SAE-Güten von Kohlenstoffstählen und behandelt Kohlenstoff, Mangan, Phosphor, Schwefel, Kupfer, Chrom, Nickel, Molybdän und Silicium. Das Bezeichnungssystem betont daher die Zusammensetzung. ISO 6935-1 legt dagegen zehn Güten von Betonstählen fest, darunter B240, B300 und B420; eine Güte wird als schweißgeeignet bezeichnet. Dies ist eine anwendungs- und produktbezogene Klassifizierung. ISO/TS 4949 erläutert, dass Stahlnamen Buchstaben und Zahlen verwenden, um die Anwendung sowie die wesentlichen mechanischen, physikalischen oder chemischen Eigenschaften auszudrücken. Eine Gütenbezeichnung kann folglich mehrere Arten von Informationen enthalten, jedoch niemals automatisch alle. „B420“ verweist auf Anforderungen an Betonstahl nach ISO 6935-1. „H13“ verweist in einem Bezeichnungssystem für Werkzeugstähle auf einen Werkzeugstahltyp. „304“ bezeichnet eine Güte nichtrostenden Stahls im Kontext einer Zusammensetzungs- und Produktnorm. Keine dieser Bezeichnungen gibt allein die vollständige Wärmebehandlungsgeschichte, die Kornstruktur, den Oberflächenzustand, die Schweißqualifikation oder den Fertigungsweg an. Die praktische Regel ist einfach: Familienbezeichnungen sind als Koordinaten und nicht als eine einzige Rangordnung zu verstehen. Chemische Klasse, Mikrostruktur, Anwendung, Zuständigkeit der Norm, Produktform und Verarbeitungsweg können sich bei einer Güte überschneiden und dennoch getrennte Beschreibungen bleiben. Verbindliche Anforderungen ergeben sich aus der zitierten Norm und ihrer angegebenen Ausgabe, nicht allein aus dem Familiennamen. ## Konstruktions-, Bewehrungs- und sonstige anwendungsbezogene Stahlfamilien ### Klassifizierung von Bau- und Konstruktionsstählen „Konstruktionsstahl“ ist eine Anwendungsbezeichnung und keine einzelne chemische Familie. Sie bezeichnet Stahl, der für tragende Bauteile, Bleche, Profile, Hohlprodukte, Brücken, Gebäude, Türme, Behälter und verwandte Bauarbeiten geliefert wird. Dieselbe Anwendungsbezeichnung kann Stähle mit unterschiedlichen Kohlenstoffgehalten, Legierungszusätzen, Gefügen, Lieferzuständen und Schweißanforderungen umfassen. Die Struktur der ASTM-Normen zeigt, warum ein einzelner Stammbaum irreführend ist. Das ASTM Committee A01 befasst sich mit Kohlenstoff- und legierten Stählen, Werkzeugstählen, korrosions- und hitzebeständigen Legierungen, hochfesten Legierungen, plattierten Stählen und nichtrostenden Stählen. Die Normen erstrecken sich daher auf Produkte, die in Bauteilen und Konstruktionen eingesetzt werden, und nicht auf eine chemisch einheitliche Gruppe. Die Stahlterminologie der ASTM in ASTM A941 unterscheidet ebenfalls zwischen Stahl, nichtrostendem Stahl, verwandten Legierungen und Ferrolegierungen und unterstützt zahlreiche Produktnormen. Eine Konstruktionsspezifikation kann daher die chemische Zusammensetzung, Zugfestigkeitseigenschaften, Streckgrenze, Bruchdehnung, Kerbschlagzähigkeit, Maßtoleranzen, Schweißbarkeit, Wärmebehandlung oder den Lieferzustand festlegen, ohne das Produkt einer einzigen exklusiven metallurgischen Kategorie zuzuordnen. Eine Bezeichnung wie ASTM A36 ist in erster Linie eine Produkt- und Eigenschaftsspezifikation für unlegierten Konstruktionsstahl. Sie bedeutet nicht, dass jeder die Spezifikation erfüllende Stahl nach dem Walzen dasselbe Gefüge besitzt, und sie ordnet den Werkstoff auch nicht derselben chemischen Kategorie zu wie jeder andere Baustahl. ASTM A572/A572M umfasst beispielsweise hochfeste niedriglegierte Konstruktionsstähle, während ASTM A588/A588M atmosphärisch korrosionsbeständige Konstruktionsstähle behandelt. Beide bilden aufgrund ihrer Verwendung Konstruktionsstahlfamilien, doch ihre Legierungskonzepte und Leistungsziele unterscheiden sich. Nichtrostende Konstruktionsprodukte führen zu einer weiteren Überschneidung: Austenitische, ferritische, Duplex- oder ausscheidungshärtende nichtrostende Stähle können sämtlich in Konstruktionen eingesetzt werden; „Konstruktionsstahl“ gibt jedoch nicht an, welche dieser metallurgischen Klassen vorliegt. Für die chemische Einordnung gibt es eine eigene Terminologie. ISO/DIS 4948-1 (2024) unterteilt Stähle in „nichtlegierte, niedriglegierte und hochlegierte Stähle“. Sie ordnet mikrolegierte Stähle den niedriglegierten Stählen und nichtrostende Stähle den hochlegierten Stählen zu. Diese Anordnung ist für die chemische Klassifizierung nützlich, ersetzt jedoch keine Bauspezifikation. Ein mikrolegierter Konstruktionsstahl kann in einer Norm anhand seiner Streckgrenze und seines feinkörnigen Zustands bezeichnet werden, während seine chemische Familie in einer anderen Norm anhand des Legierungsgehalts bestimmt wird. Das Wort „Konstruktion“ sagt außerdem wenig über die Verarbeitung aus. Ein Blech kann normalisiert, thermomechanisch gewalzt, vergütet oder in einem anderen kontrollierten Zustand geliefert werden. Diese Verfahren verändern Korngröße, Phasenanteile, Eigenspannung, Zähigkeit und Festigkeit. Die Untersuchung des NIST zur additiven Fertigung verdeutlicht denselben Punkt anhand eines anderen Herstellungsverfahrens: Das Verhalten von Stahl und nichtrostendem Stahl hängt vom Pulverausgangsmaterial, von der thermischen Vorgeschichte, den Prozessparametern, dem entstehenden Gefüge und der Wärmebehandlung nach dem Aufbau ab. Die chemische Zusammensetzung bleibt wichtig, kann jedoch den vollständigen Werkstoffzustand nicht beschreiben. ### Glatte Betonstähle nach ISO 6935-1 Bezeichnung der angegebenen Streckgrenze Die Zahlenbestandteile von B240, B300 und B420 kennzeichnen die angegebenen Streckgrenzenniveaus, die diesen Betonstahlgüten zugeordnet sind. ISO 6935-1:2005 liefert ein klares Beispiel für ein anwendungsbezogenes System. Gegenstand der Norm sind glatte Stahlstäbe zur Bewehrung von Beton; daher beginnt die Klassifizierung mit der vorgesehenen Baufunktion und der Form des Produkts. Die Norm legt zehn Sorten von Stahl für glatte Bewehrungsstäbe fest, anstatt eine universelle Taxonomie sämtlicher Stähle darzustellen. Zu den aufgeführten Bezeichnungen gehören **B240**, **B300** und **B420**. Der Buchstabe **B** kennzeichnet Bewehrungsstahl, während sich der numerische Teil auf die festgelegte Streckgrenze in Megapascal bezieht. Diese Bezeichnung enthält praktische Informationen, liefert jedoch keine vollständige chemische Beschreibung. B240 ist kein Synonym für „unlegierten Kohlenstoffstahl“, und B420 ist kein Synonym für „niedriglegierten Stahl“. Die Sortenbezeichnung kennzeichnet eine Bewehrungsstahlsorte nach ISO 6935-1; die jeweils geltenden Grenzwerte für die chemische Zusammensetzung, die mechanischen Eigenschaften, die Abmessungen, den Oberflächenzustand, die Prüfanforderungen und die Herstellungsbedingungen müssen dieser Norm entnommen werden. Die Grenzwerte für Kohlenstoff, Mangan, Phosphor, Schwefel sowie Rest- oder Legierungselemente eines Stabes sind davon getrennte Angaben. ISO 6935-1 unterscheidet außerdem die für das Schweißen geeignete Sorte. Diese Eigenschaft ist von Bedeutung, da die Schweißeignung von mehr als der nominalen Streckgrenze abhängt. Kohlenstoffgehalt, Mangangehalt, Kohlenstoffäquivalent, Restelemente, Abkühlgeschwindigkeit, Einspannung, Nahtauslegung und Schweißverfahren können die Härte der Wärmeeinflusszone und das Rissrisiko beeinflussen. Eine Bezeichnung, die die Schweißeignung angibt, ist daher eine Aussage zur Anwendung und Fertigung und kein Beleg dafür, dass der Stab einer bestimmten Phasenklasse wie ferritischem oder perlitischem Stahl angehört. Auch die numerische Abstufung sollte sorgfältig gelesen werden. B420 bedeutet nicht, dass der Stab 420 Einheiten eines bestimmten Legierungselements enthält, und gibt auch nicht den Kohlenstoffanteil an. Die Bezeichnung drückt eine mechanische Anforderung aus, die mit der Sorte verbunden ist. Zwei Bewehrungsstahlsorten mit ähnlicher chemischer Zusammensetzung können durch Unterschiede in der Walzpraxis, der Kornfeinung, der Kühlung oder anderer zulässiger Verarbeitungsschritte unterschiedliche Festigkeitsniveaus erreichen. Umgekehrt können Stähle mit unterschiedlichen Zusammensetzungen verwandte mechanische Anforderungen erfüllen, wenn sich ihre Verarbeitung und Produktabmessungen unterscheiden. Glatte Stäbe nach ISO 6935-1 dürfen nicht mit jeder anderen Bezeichnung für Bewehrungsstahl gleichgesetzt werden. Gerippte Stäbe werden gesondert in ISO 6935-2 behandelt, und nationale Systeme können Bezeichnungen wie B500B oder andere Symbole verwenden, die durch ihre eigenen Normen geregelt sind. Ähnlich aussehende Buchstaben- und Zahlenfolgen gewährleisten keine gleichwertigen Anforderungen nach ISO-, ASTM-, EN- oder nationalen Spezifikationen. Die herausgebende Norm ist Bestandteil der Bedeutung der Bezeichnung. ### Anwendungsbezeichnungen gegenüber chemischen Familien Anwendungsbezeichnungen beantworten die Frage: „Wofür ist dieser Stahl vorgesehen?“ Chemische Familien beantworten die Frage: „Welche Elemente und Zusammensetzungsgrenzen definieren ihn?“ Metallurgische Klassen stellen eine andere Frage: „Welche Phasen oder welches Gefüge enthält er?“ Normbezeichnungen fügen eine weitere Ebene hinzu, indem sie ausgewählte mechanische, physikalische, chemische oder anwendungsbezogene Merkmale codieren. ISO/TS 4949:2016 stellt fest, dass Stahlnamen „Buchstaben und Zahlen verwenden, die Anwendung sowie wesentliche mechanische, physikalische oder chemische Merkmale ausdrücken“. Diese Signale sind kompakt, jedoch nicht austauschbar. „Bewehrungsstab“ bezeichnet ein Betonbewehrungsprodukt. „Konstruktionsstahl“ bezeichnet die Verwendung für tragende Konstruktionen. „Nichtrostender Stahl“ bezeichnet unter der einschlägigen Norm eine zusammensetzungsbasierte Kategorie der Korrosionsbeständigkeit, während **austenitisch**, **ferritisch**, **martensitisch** und **ausscheidungshärtend** metallurgische Klassen beschreiben. Das NIST-Handbuch von 1976 für Anlagen zur Verarbeitung von Fleisch und Geflügel verwendet diese vier Klassen nichtrostender Stähle und nennt repräsentative UNS-Bezeichnungen. Eine UNS-Nummer kann eine bestimmte Zusammensetzung kennzeichnen, doch die Nummer allein gibt weder die vollständige Verarbeitungsgeschichte noch den Betriebszustand an. Dieselbe Trennung zeigt sich in SAE J403\_202402. Das Kohlenstoffstahl-Sortensystem der SAE legt Grenzwerte und Angaben für Kohlenstoff, Mangan, Phosphor, Schwefel, Kupfer, Chrom, Nickel, Molybdän und Silizium fest. Eine SAE-Sorte wie **SAE 1045** wird daher anhand ihrer festgelegten chemischen Zusammensetzung gelesen, während eine ISO-Bezeichnung für Bewehrungsstahl wie **B420** zunächst anhand ihrer Bewehrungsanwendung und mechanischen Sorte gelesen wird. Keine der beiden Bezeichnungsmethoden sollte in die Logik der jeweils anderen gezwungen werden. Die Kategorien der NIST-Standardreferenzmaterialien von 2024 unterstreichen diese Unterscheidung, indem sie Werkstoffe als unlegierte Kohlenstoffstähle, niedriglegierte Stähle, spezielle niedriglegierte Stähle, hochlegierte Stähle, nichtrostende Stähle, Werkzeugstähle und Spezialstähle gruppieren. Dabei handelt es sich um eine Taxonomie für Referenzmaterialien und nicht um eine Hierarchie von Betriebsanwendungen. Ein Bauprodukt kann gleichzeitig mehreren Bezeichnungen zugeordnet werden: Es kann ein Konstruktionsstahl, ein niedriglegierter Stahl, ein thermomechanisch gewalztes Produkt und ein nach einer bestimmten Norm schweißbares Blech sein. Ebenso kann ein Bewehrungsstab ein glatter Stab, eine Sorte mit festgelegter Festigkeit, ein schweißbares Produkt und nach einer chemischen Klassifizierung ein nichtlegierter Stahl sein. Die richtige Auslegung erfolgt schrittweise. Zuerst ist die auf dem Zeugnis oder der Zeichnung genannte Norm zu prüfen. Anschließend sind Produktbezeichnung, vorgesehene Anwendung, chemische Grenzwerte, mechanische Anforderungen, metallurgischer Zustand und Verarbeitungsweg voneinander zu trennen. All dies als eine einzige „Stahlfamilie“ zu bezeichnen, würde die Informationen verschleiern, die Ingenieure tatsächlich benötigen. ## Stahlbezeichnungen: Wie Buchstaben und Zahlen Bedeutung verschlüsseln Eine Stahlbezeichnung ist keine vollständige Beschreibung einer Stahlfamilie. Sie ist eine kompakte Bezeichnung, die im Rahmen eines bestimmten Benennungssystems vergeben wird, während ein Klassifikationssystem Stähle nach einem ausgewählten Merkmal wie Zusammensetzung, Mikrostruktur, Anwendung oder Verarbeitungsweg gruppiert. Dasselbe Material kann daher gleichzeitig eine chemische Klassifikation, eine strukturelle Klassifikation, eine Anwendungsgüte, eine nationale Normbezeichnung und eine UNS-Kennung besitzen. Keine dieser Bezeichnungen ersetzt automatisch die anderen. ### ISO/TS 4949 und die Logik von Stahlbezeichnungen ISO/TS 4949:2016 legt fest, dass Stahlbezeichnungen „Buchstaben und Zahlen verwenden, die Anwendung sowie wesentliche mechanische, physikalische oder chemische Eigenschaften ausdrücken“ ([ISO, 2016](https://www.iso.org/standard/67751.html?browse=ics "ISO, 2016")). Ihr Zweck besteht darin, Regeln für die Bezeichnung genormter Stahlsorten festzulegen, nicht darin, eine universelle Rangordnung von Stählen zu schaffen. Die Zeichen in einer Bezeichnung enthalten ausgewählte Informationen; sie geben nicht jede Anforderung hinsichtlich Herstellung, Wärmebehandlung, Produktform, Prüfung oder Einsatz wieder. Eine Bezeichnung wie **S355** veranschaulicht dieses Prinzip. Im Bezeichnungssystem nach **EN 10025-2** kennzeichnet das **S** Baustahl, während sich **355** auf die festgelegte Mindeststreckgrenze in Megapascal für den jeweiligen Dickenbereich bezieht. S355 ist nicht einfach „ein Stahl mit einer Festigkeit von 355 MPa“. Die vollständige Stahlsorte kann zusätzliche Suffixe wie **S355JR**, **S355J0** oder **S355J2** enthalten, die Anforderungen an Kerbschlagprüfungen bei unterschiedlichen Temperaturen kennzeichnen. Die jeweils geltende Produktnorm legt die Bedingungen fest, unter denen diese Zeichen ihre Bedeutung erhalten. Ebenso kennzeichnet **C35E** im EN-System einen unlegierten Stahl durch eine auf den Kohlenstoffgehalt bezogene Bezeichnung und ein zusätzliches Qualitätssymbol. Die Bezeichnung weist auf Zusammensetzung und Qualitätsüberwachung hin; für die zulässigen chemischen Bereiche und Lieferanforderungen ist jedoch weiterhin die Norm erforderlich. Eine Bezeichnung wie **X5CrNi18-10** weist auf einen hochlegierten nichtrostenden Stahl hin, dessen Name ungefähr 0,05 % Kohlenstoff sowie Indikatoren für den Chrom- und Nickelgehalt ausdrückt. Die genauen Grenzwerte und Produktbedingungen sind jedoch weiterhin in der maßgeblichen Norm festgelegt. Deshalb sollte eine Bezeichnung als verschlüsselte Information und nicht als verkleinerter Werkstoffzeugnis gelesen werden. Numerische Zeichen können je nach Benennungskonvention die Nennzusammensetzung, die Mindestfestigkeit, die Kerbschlagarbeit oder eine andere Eigenschaft darstellen. Ein Buchstabe kann eine Anwendung, eine Produktklasse, einen Legierungszustand oder ein Qualitätsniveau kennzeichnen. Die Regeln unterscheiden sich zwischen den Systemen. Der Unterschied wird deutlicher, wenn die Klassifikation getrennt betrachtet wird. **ISO/DIS 4948-1:2024** unterteilt Stähle nach ihrer chemischen Zusammensetzung in **unlegierte, niedriglegierte und hochlegierte Stähle**. Mikrolegierte Stähle werden dabei als Unterklasse der niedriglegierten Stähle und nichtrostende Stähle als Unterklasse der hochlegierten Stähle eingeordnet ([ISO, 2024](https://www.iso.org/obp/ui?_escaped_fragment_=iso%3Astd%3Aiso%3A4948%3A-1%3Adis%3Aed-2%3Av1%3Aen "ISO, 2024")). Diese Klassifikation gibt dem Leser nicht an, ob es sich bei einer Stahlsorte um Baustahl, Druckbehälterstahl, Wälzlagerstahl, Werkzeugstahl oder Betonstahl handelt. ISO/TS 4949 regelt dagegen, wie eine genormte Stahlsortenbezeichnung ausgewählte Eigenschaften vermittelt. ### Stahlsortenbezeichnungen, UNS-Kennungen und Normverweise „Stahlsorte“ ist ein praktischer Begriff, besitzt jedoch nicht in allen Normen exakt dieselbe Bedeutung. Eine Stahlsorte kann durch einen Bereich der chemischen Zusammensetzung, Grenzwerte für mechanische Eigenschaften, einen Wärmebehandlungszustand, eine Produktform oder eine Kombination dieser Merkmale definiert sein. **SAE J403\_202402** legt beispielsweise Grenzwerte und Bereiche für die Zusammensetzung von SAE-Kohlenstoffstahlsorten fest und beschreibt die Angabe von **Kohlenstoff, Mangan, Phosphor, Schwefel, Kupfer, Chrom, Nickel, Molybdän und Silizium** ([SAE International, 2024](https://saemobilus.sae.org/standards/j403_202402-chemical-compositions-sae-carbon-steels "SAE International, 2024")). Die bekannten Zahlenbezeichnungen wie **SAE 1045** kennzeichnen eine Stahlsorte innerhalb des SAE-Systems; sie stellen keine allgemeine Leistungsspezifikation für jedes aus dieser Stahlsorte hergestellte Produkt dar. Das **Unified Numbering System (UNS)** funktioniert anders. UNS-Kennungen sind alphanumerische Bezeichnungen, die im Rahmen der Systeme von ASTM und SAE koordiniert werden, um Metalle und Legierungen anhand ihrer Zusammensetzungsfamilie und einer spezifischen Werkstoffnummer zu identifizieren. Beispiele für nichtrostende Stähle sind **UNS S30400**, das üblicherweise mit austenitischem 18-8-Edelstahl in Verbindung gebracht wird, **UNS S31600**, das mit molybdänhaltigem austenitischem Edelstahl verbunden ist, und **UNS S41000**, das für martensitischen Edelstahl steht. **UNS S17400** kennzeichnet den ausscheidungshärtenden nichtrostenden Stahl, der in anderen Zusammenhängen üblicherweise als 17-4 PH bezeichnet wird. Das NIST-Handbuch *Stainless Steels for Meat and Poultry Processing Equipment* klassifizierte nichtrostende Stähle in **martensitische, ferritische, austenitische und ausscheidungshärtende Klassen** und führte repräsentative UNS-Bezeichnungen an ([NIST, 1976](https://nvlpubs.nist.gov/nistpubs/Legacy/IR/nbsir76-1185.pdf "NIST, 1976")). Diese Verwendung zeigt, wofür UNS geeignet ist: Das System ermöglicht eine Querverweisung zur Identität einer Legierung. Von sich aus legt es jedoch weder den zulässigen Kohlenstoffbereich für ein bestimmtes Produkt noch das Verfahren zum Lösungsglühen, die Zugfestigkeitsanforderung, das Korrosionsprüfverfahren, die Schweißqualifikation oder den Oberflächenzustand fest. Diese Einzelheiten ergeben sich aus der genannten Werkstoffnorm. **ASTM A240/A240M** gilt beispielsweise für Bleche, Tafeln und Bänder aus Chrom- sowie Chrom-Nickel-Edelstahl für Druckbehälter und allgemeine Anwendungen, während **ASTM A276/A276M** Stäbe und Profile aus nichtrostendem Stahl behandelt. Ein mit **UNS S31600** gekennzeichneter Werkstoff erfordert weiterhin die Angabe der Produktnorm, ihrer Ausgabe, der Abmessungsform und des Zustands, um bestimmen zu können, was geliefert wurde. Eine UNS-Nummer ist eine Kennung und kein Ersatz für eine Spezifikation. Die gleiche Vorsicht gilt für Anwendungsgüten. **ISO 6935-1:2005** legt zehn Sorten von Betonstahl fest, darunter **B240**, **B300** und **B420**; eine dieser Sorten ist als schweißgeeignet ausgewiesen ([ISO, 2005](https://www.iso.org/standard/38618.html "ISO, 2005")). Diese Bezeichnungen gelten innerhalb einer Betonstahlnorm. Sie sollten nicht als allgemeine chemische Klassifikationen verstanden oder direkt mit einer Edelstahlbezeichnung verglichen werden, nur weil beide Buchstaben und Zahlen enthalten. ### Warum ähnlich aussehende Bezeichnungen unterschiedliche Systeme beschreiben können Ähnlich aussehende Bezeichnungen verbergen häufig unterschiedliche Regeln. **304**, **1.4301**, **S30400** und **X5CrNi18-10** können auf eng verwandte austenitische nichtrostende Stähle hinweisen, gehören jedoch verschiedenen Systemen an: einer AISI-ähnlichen Sortennummer, einer EN-Werkstoffnummer, einer UNS-Kennung und einer EN-Stahlbezeichnung. Sie sind keine austauschbaren Zeichenfolgen. Ihre Grenzwerte für die Zusammensetzung können voneinander abweichen, und die zugehörigen Produktnormen können unterschiedliche Anforderungen an mechanische Eigenschaften, Prüfungen oder Lieferung stellen. Dasselbe Problem tritt auch außerhalb der nichtrostenden Stähle auf. **SAE 1018**, **ASTM A108 1018** und eine EN-Bezeichnung für einen unlegierten Stahl können sich auf chemisch ähnliches Material beziehen, dabei jedoch unterschiedliche Normenwerke und Produktformen voraussetzen. „A36“ ist ein weiteres Beispiel: **ASTM A36/A36M** definiert eine Spezifikation für Baustahl aus Kohlenstoffstahl, sodass die Bezeichnung Anforderungen enthält, die sich allein aus der Zahl nicht ableiten lassen. Eine ohne Normverweis übernommene Zahl ist ein unvollständiger Nachweis. Die Verarbeitung schafft eine weitere Trennung zwischen Bezeichnungen und Verhalten. Eine NIST-Übersicht zur additiven Fertigung verknüpft die Stahlklassifikation mit Pulverausgangsstoff, Prozessweg, Mikrostruktur und thermischer Nachbehandlung nach der Fertigung. Zwei aus nominell ähnlichem Pulver hergestellte Bauteile können nach dem Laser-Pulverbett-Schmelzen, der Herstellung mittels gerichteter Energieeinbringung oder einer anschließenden Wärmebehandlung unterschiedliche Kornstrukturen, Porositätsgrade, Eigenspannungen und mechanische Eigenschaften entwickeln. Die Zusammensetzung identifiziert eine Legierungsfamilie; sie bestimmt nicht eindeutig den daraus resultierenden Zustand. Die Kategorien der NIST-Standardreferenzmaterialien aus dem Jahr 2024 verdeutlichen denselben Punkt aus der Perspektive von Referenzmaterialien. Sie führen **Kohlenstoffstähle, niedriglegierte Stähle, spezielle niedriglegierte Stähle, hochlegierte Stähle, nichtrostende Stähle, Werkzeugstähle und Spezialstähle** auf ([NIST, 2024](https://shop.nist.gov/ccrz__CCPage?cclcl=en_US&pageKey=SRMCategory "NIST, 2024")). Diese Kategorien bestehen nebeneinander, weil unterschiedliche technische Aufgaben unterschiedliche Ordnungsprinzipien erfordern. Eine belastbare Identifizierung nennt daher die Bezeichnung zusammen mit der maßgeblichen Norm und ihrer Ausgabe, beispielsweise **UNS S30400 nach ASTM A240/A240M** oder **S355J2 nach EN 10025-2**, gegebenenfalls ergänzt um Produktform und Lieferzustand. Ohne diesen Verweis können Buchstaben und Zahlen zwar auf eine Familie hindeuten, die tatsächlichen Anforderungen bleiben jedoch ungeklärt. ## Mikrostruktur als eigenständige Klassifikationsachse Die chemische Zusammensetzung und die Mikrostruktur beschreiben unterschiedliche Aspekte von Stahl. Die Zusammensetzung gibt an, welche Elemente vorhanden sind, und ordnet eine Stahlsorte häufig einer formalen Familie zu. Die Mikrostruktur beschreibt die Phasen, Defekte, Ausscheidungen, Kornmorphologie und räumliche Anordnung, die durch Erstarrung, Umformung, Schweißen oder Wärmebehandlung entstehen. Diese Beschreibungen stehen miteinander in Beziehung, aber keine kann die andere ersetzen. ISO/DIS 4948-1 macht diese Unterscheidung auf der Klassifikationsebene deutlich. Die Norm unterteilt Stähle in „unlegierte, niedriglegierte und hochlegierte Stähle“. Dasselbe Dokument stellt fest, dass mikrolegierte Stähle eine Unterklasse der niedriglegierten Stähle und nichtrostende Stähle eine Unterklasse der hochlegierten Stähle sind. Dies sind zusammensetzungsbasierte Beziehungen. Daraus folgt weder, dass jeder niedriglegierte Stahl eine bestimmte Struktur aufweist, noch, dass jeder nichtrostende Stahl dasselbe Phasengleichgewicht besitzt. Ein einzelner Stahl kann gleichzeitig chemische, strukturelle, anwendungsbezogene, bezeichnungsbezogene und verarbeitungsbezogene Klassifizierungen aufweisen. Limited evidence Ein Werkstoff kann daher gleichzeitig mehrere gültige Klassifikationen tragen. Seine Zusammensetzung kann ihn der Familie der hochlegierten Stähle zuordnen; seine Struktur kann überwiegend austenitisch oder ferritisch sein; seine Produktform kann Blech, Stab, Draht oder Pulver sein; und seine Bezeichnung kann auf eine korrosionsbeständige Anwendung oder eine mechanische Eigenschaft hinweisen. Wenn all diese Beschreibungen als eine einzige „Stahlfamilie“ bezeichnet werden, werden die Unterschiede verdeckt, die die Leistungsfähigkeit bestimmen. ### Ferrit, Austenit, Martensit und Ausscheidungshärtung #### Wichtige Begriffe zum Gefüge Ferrit Eine kubisch-raumzentrierte, eisenbasierte Phase im üblichen technischen Sprachgebrauch. Austenit Eine kubisch-flächenzentrierte, eisenbasierte Phase, die durch Legierungszusätze stabilisiert werden kann. Martensit Ein diffusionsloses Umwandlungsprodukt, das üblicherweise mit hoher Härte und inneren Spannungen verbunden ist. Ausscheidungshärtung Festigkeitssteigerung durch die Bildung feiner sekundärer Partikel während einer kontrollierten Alterungsbehandlung. Ferrit, Austenit und Martensit sind mikrostrukturelle oder phasenbezogene Begriffe, keine universellen chemischen Kategorien. Ferrit ist im üblichen Sprachgebrauch eine kubisch-raumzentrierte eisenbasierte Phase, während Austenit eine kubisch-flächenzentrierte eisenbasierte Phase ist. Martensit entsteht durch eine diffusionslose Umwandlung und wird häufig mit hoher Härte und inneren Spannungen in Verbindung gebracht, obwohl seine Eigenschaften von der Zusammensetzung, dem Kohlenstoffgehalt, der Morphologie, dem Anlassen und den umgebenden Phasen abhängen. Diese Bezeichnungen beschreiben die Kristallstruktur und die Umwandlungsprodukte. Sie legen für sich genommen nicht die vollständige Chemie der Legierung fest. Ein als ferritisch beschriebener Stahl kann Chrom, Molybdän, Nickel, Kohlenstoff, Stickstoff, Mangan, Silizium und andere Elemente in zulässigen Mengen enthalten. Ein austenitischer nichtrostender Stahl wird nicht allein durch das Vorhandensein von Austenit definiert; seine Korrosionsbeständigkeit und sein Verhalten bei der Verarbeitung hängen ebenfalls von den Legierungszusätzen, Grenzwerten für Verunreinigungen, der thermischen Vorgeschichte und dem Oberflächenzustand ab. Auch eine martensitische Struktur bezeichnet keine eindeutige Stahlsorte. Sie kann nach geeigneter Abkühlung oder thermischer Verarbeitung in unterschiedlichen chemischen Familien und Produktformen auftreten. Das NIST-Handbuch *Stainless Steels for Meat and Poultry Processing Equipment* veranschaulicht, wie eine technische Klassifikation anhand der Struktur und des Härtungsverhaltens organisiert werden kann. Die Ausgabe von 1976 unterteilt nichtrostende Stähle in „martensitische, ferritische, austenitische und ausscheidungshärtende Klassen“ und nennt repräsentative UNS-Bezeichnungen. Dies ist nützlich, um die Verbindung zwischen Struktur, Eigenschaften und Verarbeitung herzustellen, ersetzt jedoch keine chemiebasierte Bezeichnung. UNS S30400 und UNS S31600 beispielsweise vermitteln standardisierte Identitäten von Legierungen; „austenitischer nichtrostender Stahl“ bezeichnet eine Strukturklasse. Die beiden Aussagen beantworten unterschiedliche Fragen. Die Ausscheidungshärtung ist besonders wichtig, weil sie einen Verfestigungsmechanismus und einen Verarbeitungszustand beschreibt, nicht jedoch eine einzelne Phasenfamilie. Ein ausscheidungshärtender nichtrostender Stahl enthält Legierungselemente, die während einer Auslagerungsbehandlung feine Sekundärpartikel bilden können. Die verfestigenden Ausscheidungen können je nach Legierung und Verarbeitungsroute gemeinsam mit Ferrit, Austenit, Martensit oder einer umgewandelten Matrix vorliegen. Die Bezeichnung kennzeichnet daher eine behandlungsempfindliche Klasse, nicht eine einzelne Kristallstruktur. Diese Unterscheidung verhindert außerdem einen häufigen Fehler: „martensitisch“ als Synonym für „gehärtet“ oder „ausscheidungsgehärtet“ zu behandeln. Martensit ist eine Phase oder ein Umwandlungsprodukt. Die Ausscheidungshärtung entsteht durch die kontrollierte Bildung von Partikeln, die die Versetzungsbewegung behindern. Ein Stahl kann durch eine martensitische Umwandlung, durch Ausscheidung, durch beide Mechanismen oder in erheblichem Umfang durch keinen dieser Mechanismen gehärtet werden. Die Begriffe überschneiden sich in technischen Beschreibungen, sind aber nicht austauschbar. ### Zusammensetzungsfamilie gegenüber Phasenfamilie Eine Zusammensetzungsfamilie wird durch Grenzwerte oder Bereiche für chemische Elemente festgelegt. SAE J403\_202402 definiert beispielsweise den Berichtsrahmen für die Zusammensetzungen von SAE-Kohlenstoffstählen anhand von Kohlenstoff, Mangan, Phosphor, Schwefel, Kupfer, Chrom, Nickel, Molybdän und Silizium. Eine Bezeichnung innerhalb dieses Systems verweist auf eine chemische Spezifikation. Sie garantiert nicht eine bestimmte Korngröße, ein bestimmtes Ferrit-Perlit-Verhältnis oder eine bestimmte Endhärte in jedem Produkt. Eine Phasenfamilie fasst Stähle dagegen nach den Phasen zusammen, die in einem bestimmten Zustand erwartet oder gemessen werden. In der Fachliteratur zu nichtrostenden Stählen werden hierfür häufig die Kategorien ferritisch, austenitisch, martensitisch und ausscheidungshärtend verwendet. Diese Kategorien helfen, das magnetische Verhalten, das Umwandlungsverhalten, die Festigkeit, das Schweißverhalten und die Korrosionsleistung zu erklären, bleiben jedoch vom jeweiligen Zustand abhängig. Die Struktur eines Stahls kann sich nach Glühen, Abschrecken, Anlassen, Auslagern, Schweißen oder längerer Beanspruchung im Einsatz verändern. Der Unterschied zeigt sich im Normensystem. Das ASTM-Komitee A01 befasst sich mit Kohlenstoff- und legierten Stählen, Werkzeugstählen, korrosions- und hitzebeständigen Legierungen, hochfesten Legierungen, plattierten Stählen und nichtrostenden Stählen. ASTM A941 fasst die Terminologie für Stahl, nichtrostenden Stahl, verwandte Legierungen und Ferrolegierungen zusammen; die Terminologie führt jedoch die chemischen, strukturellen, produktbezogenen und anwendungsbezogenen Klassifikationen nicht zu einer einzigen Hierarchie zusammen. Auch die Kategorien der Standard Reference Materials von NIST umfassen unlegierte Kohlenstoffstähle, niedriglegierte, speziell niedriglegierte, hochlegierte, nichtrostende, Werkzeug- und Spezialstähle. Die Kategorien dienen Referenz- und Messzwecken; sie stellen keine Phasenkarte dar. Anwendungsnormen fügen eine weitere Achse hinzu. ISO 6935-1 legt zehn Sorten von Betonstahl aus unlegiertem Stahl fest, darunter B240, B300 und B420; eine Sorte wird als schweißgeeignet ausgewiesen. Diese Bezeichnungen klassifizieren Betonstahlprodukte und deren festgelegte Eigenschaften. Sie bedeuten nicht, dass sämtliches B420-Material vom Schmelzen bis zum abschließenden Einsatz dieselbe identische Mikrostruktur aufweist. ISO/TS 4949 beschreibt Stahlnamen als Buchstaben und Zahlen, die Anwendung sowie wesentliche mechanische, physikalische oder chemische Eigenschaften ausdrücken. Eine Bezeichnung kann daher nützliche Informationen enthalten, ohne eine vollständige metallografische Beschreibung zu liefern. ### Wärmebehandlung und Produktgeschichte Die Mikrostruktur hält fest, was mit dem Material geschah, nachdem seine nominelle Chemie ausgewählt worden war. Die Gießgeschwindigkeit beeinflusst Entmischung und Erstarrungsstruktur. Warmwalzen verändert Kornform und Textur. Kaltumformen erhöht die Defektdichte. Beim Schweißen entstehen eine Schmelzzone und wärmebeeinflusste Bereiche mit unterschiedlichen thermischen Vorgeschichten. Abschrecken, Anlassen, Glühen, Lösungsglühen und Auslagern verändern anschließend Phasen, Ausscheidungen, Eigenspannungen und Kornstruktur. Zwei Produkte mit derselben nominellen Zusammensetzung können infolge unterschiedlicher Verarbeitungsgeschichten daher unterschiedliche Strukturen und Eigenschaften aufweisen. Besonders deutlich zeigt sich dieses Problem bei der additiven Fertigung. Die NIST-Übersicht zur additiven Fertigung von Stahl und nichtrostendem Stahl stellt einen Zusammenhang zwischen Pulverausgangsstoffen, Prozessrouten, Erstarrungsmikrostrukturen und thermischer Behandlung nach dem Aufbau her. Pulverbett- und Verfahren mit gerichteter Energieeinbringung erzeugen wiederholte, örtlich begrenzte Erwärmungs- und Abkühlungszyklen. Schichtorientierung, Energieeintrag, Wiedererwärmung durch nachfolgende Durchgänge und Bauteilgeometrie können die entstehende Struktur beeinflussen. Eine Wärmebehandlung nach dem Aufbau kann Eigenspannungen vermindern, Phasenanteile verändern, Ausscheidungen vergröbern oder bilden und das mechanische Verhalten ändern. Die Zusammensetzung bleibt für die Identifizierung der Legierung notwendig, reicht jedoch nicht aus, um den Endzustand des gedruckten Materials zu beschreiben. Dasselbe Prinzip gilt außerhalb der additiven Fertigung. Eine nominell identische Stahlschmelze kann als normalgeglühtes Blech, vergüteter Stab, geglühter Draht oder geschweißte Konstruktion geliefert werden. Jede Produktgeschichte kann eine andere Anordnung von Körnern, Phasen, Ausscheidungen und Eigenspannungen hervorbringen. Wird nur die chemische Familie angegeben, gehen diese Informationen verloren; werden dagegen nur die Bezeichnungen „ferritisch“, „austenitisch“ oder „martensitisch“ verwendet, geht die Identität der Spezifikation verloren. Die Mikrostruktur sollte daher als eigenständige Klassifikationsachse verstanden werden. Chemische Normen beantworten, woraus der Stahl besteht. Phasenklassifikationen beschreiben, welche Struktur in einem angegebenen Zustand vorhanden ist. Produkt- und Anwendungsnormen legen fest, wie das Material bezeichnet wird und welche Anforderungen es erfüllen muss. Wärmebehandlung und Herstellungsgeschichte verbinden diese Achsen, beseitigen jedoch nicht ihre Grenzen. ![Klassifizierung von Stahlfamilien: Chemie, Struktur, Güten und Verarbeitung](/images/uploads/1b6cf904-eff0-42ad-aa41-98487a046124/wiki-inline-laser-powder-bed-fusion-building-a-stainless-steel-component-with-fine-metal-pow-1920x1094.jpg)[](/images/uploads/1b6cf904-eff0-42ad-aa41-98487a046124/wiki-inline-laser-powder-bed-fusion-building-a-stainless-steel-component-with-fine-metal-pow-1920x1094.avif "Bild vergrößern — Klassifizierung von Stahlfamilien: Chemie, Struktur, Güten und Verarbeitung")Additive manufacturing adds powder, thermal history, microstructure, and post-build treatment to the material description. ## Additive Fertigung: Warum die Verarbeitung die Bezeichnungen von Werkstofffamilien komplizierter macht Die additive Fertigung legt eine Schwäche in der verbreiteten Verwendung des Begriffs „Stahlfamilie“ offen. Eine konventionelle Bezeichnung kann die Zusammensetzung, die Kristallstruktur, die Anwendung oder eine Normbezeichnung angeben, beschreibt jedoch nicht von sich aus, wie ein Stahl abgeschieden, aufgeschmolzen, abgekühlt, erneut erwärmt oder von Eigenspannungen entlastet wurde. Pulverbettfusion und die gerichtete Energieabscheidung fügen der Klassifizierungsfrage eine Verarbeitungsebene hinzu. Der Werkstoff kann die mit einem bekannten Knetlegierungsgrad verbundene Chemie beibehalten und dennoch eine andere Erstarrungsstruktur sowie ein anderes Eigenschaftsprofil entwickeln. Die Untersuchung des NIST zur additiven Fertigung von Stählen und nichtrostenden Stählen behandelt Ausgangsmaterial, Prozessroute, Mikrostruktur und Nachbehandlung als miteinander verbundene Variablen. Dieser Ansatz weist keine neuen Güteklassen zu und legt keine universellen Entsprechungen für die additive Fertigung fest. Er liefert eine genauere Beschreibung dessen, was ein AM-Werkstoff ist: eine durch ihre Zusammensetzung definierte Legierung, die durch eine bestimmte thermische Vorgeschichte hergestellt wurde. ### Pulverausgangsmaterialien und Stahlklassifizierungen Die erste Klassifizierungsfrage betrifft das Material, das in die Maschine gelangt. Metallpulver ist nicht lediglich eine kleinere Version von Stabstahl, Blech oder Draht. Seine Partikelgrößenverteilung, Morphologie, innere Porosität, Oberflächenbeschaffenheit, chemische Zusammensetzung und Reinheit beeinflussen das Verteilen, Zuführen, Aufschmelzen und Konsolidieren des Pulvers. Eine Pulvercharge kann daher sowohl durch eine Legierungsbezeichnung als auch durch Merkmale des Ausgangsmaterials beschrieben werden. Die chemische Klassifizierung bleibt wichtig. ISO/DIS 4948-1 (2024) unterteilt Stähle in „unlegierte, niedriglegierte und hochlegierte Stähle“. Dasselbe Dokument stellt fest, dass „mikrolegierte Stähle eine Unterklasse der niedriglegierten Stähle sind“ und dass „nichtrostende Stähle eine Unterklasse der hochlegierten Stähle sind“. Diese Kategorien beschreiben den Legierungsgehalt; sie geben jedoch nicht an, ob das Material zu Pulver zerstäubt und mittels Laser-Pulverbettfusion, Elektronenstrahl-Pulverbettfusion oder einer Route mit gerichteter Energieabscheidung verarbeitet wurde. Ein Pulver, das unter einem bekannten Namen vermarktet oder spezifiziert wird, kann sich außerdem von den Zusammensetzungsgrenzen einer Norm für ein Knetprodukt unterscheiden. SAE J403\_202402 legt beispielsweise Zusammensetzungsgrenzen und -bereiche für SAE-Kohlenstoffstahlsorten anhand von Kohlenstoff, Mangan, Phosphor, Schwefel, Kupfer, Chrom, Nickel, Molybdän und Silizium fest. Eine Pulverspezifikation kann dieselben Elemente angeben; ihre Grenzwerte für Sauerstoff, Stickstoff, Wasserstoff oder Spurenelemente, ihr Partikelgrößenbereich und ihre Herstellungsroute können jedoch durch separate Anforderungen geregelt sein. Die Übereinstimmung mit der nominalen SAE-Nummer beweist keine Gleichwertigkeit mit einem als warmgewalztes oder geglühtes Halbzeug hergestellten Material. Nichtrostender Stahl zeigt dieselbe Trennung zwischen den Achsen. Das NIST-Handbuch von 1976 für Ausrüstungen zur Verarbeitung von Fleisch und Geflügel unterteilt nichtrostende Stähle in „martensitische, ferritische, austenitische und ausscheidungshärtende Klassen“ und nennt repräsentative UNS-Bezeichnungen. Diese sind struktur- oder wärmebehandlungsbezogene Familien innerhalb der übergeordneten Kategorie der nichtrostenden Stähle. Ein Pulver mit einer UNS-Bezeichnung erfordert weiterhin eine Beschreibung seiner Herstellungsroute und seines Zustands. Austenitisches Pulver aus nichtrostendem Stahl, das schnell aufgeschmolzen und abgekühlt wurde, ist durch das Wort „austenitisch“ nicht vollständig charakterisiert, da der Bauprozess abhängig von Prozess und thermischer Vorgeschichte zelluläre Seigerungen, Restaustenit, Martensit oder eine kristallografische Textur hervorbringen kann. Auch die Form des Ausgangsmaterials verändert den relevanten Vergleich. Ein Pulverbettprozess trägt nacheinander dünne Schichten auf, während bei der gerichteten Energieabscheidung Pulver oder Draht in ein Schmelzbad eingebracht werden, das größer sein und wiederholt erwärmt werden kann. Zwei Ausgangsmaterialien mit identischer Gesamtchemie können daher bei der Verwendung in unterschiedlichen Maschinen oder bei unterschiedlichen Parametersätzen verschiedene Fehlerpopulationen und Phasenverteilungen erzeugen. ### Prozessbedingt erzeugte Mikrostrukturen Das Schmelzbad erzeugt ein lokales Erstarrungsexperiment, das sich im gesamten Bauteil wiederholt. Ein Laser- oder Elektronenstrahl erwärmt einen kleinen Bereich über seine Liquidustemperatur, worauf eine schnelle Abkühlung in das bereits abgeschiedene Material folgt. Die Wärme fließt in das Substrat, benachbarte Spuren und vorherige Schichten ab, anstatt in jeder Richtung gleichmäßig abgeführt zu werden. Scangeschwindigkeit, Strahlleistung, Schichtdicke, Schraffurabstand, Schutzatmosphäre und Bauteilgeometrie verändern diesen thermischen Zyklus. Dadurch entstehen Mikrostrukturen, die sich allein aus einer Bezeichnung der Zusammensetzung nicht ableiten lassen. Eine schnelle Erstarrung kann zelluläre oder dendritische Strukturen verfeinern, während wiederholtes Erwärmen das Material unter einer neuen Spur anlassen, umwandeln oder teilweise erneut aufschmelzen kann. Ein gerichteter Wärmefluss kann säulenförmige Körner und eine kristallografische Textur erzeugen. Unzureichende Verschmelzung kann Bindefehler hinterlassen; eine zu hohe Energieeinbringung kann Schlüssellochporosität und Gasporosität begünstigen. Keiner dieser Fehler ist eine eigenständige chemische Familie, doch beide beeinflussen das mechanische Verhalten und gehören in die Werkstoffbeschreibung. Die Unterscheidung zwischen Zusammensetzung und Struktur ist bereits in konventionellen Normen vorhanden. ISO/TS 4949 (2016) erläutert, dass Stahlnamen „Buchstaben und Zahlen verwenden, die die Anwendung sowie wesentliche mechanische, physikalische oder chemische Eigenschaften ausdrücken“. Eine solche Bezeichnung vermittelt ausgewählte Eigenschaften; sie ist kein vollständiges Protokoll der Kornmorphologie, Eigenspannung, Porosität oder Bauorientierung. ASTM A941 führt ebenfalls die Terminologie für Stahl, nichtrostenden Stahl, verwandte Legierungen und Ferrolegierungen zusammen, während das ASTM Committee A01 Kohlenstoff- und legierte Stähle, Werkzeugstähle, korrosions- und hitzebeständige Legierungen, hochfeste Legierungen, plattierte Stähle und nichtrostende Stähle behandelt. Die Breite dieser Normenlandschaft zeigt, dass ein einziges Bezeichnungssystem nicht jede Herstellungsvariable abbilden kann. Die AM-Mikrostruktur erschwert außerdem die Verwendung strukturbezogener Familienbezeichnungen. Ein Bauteil kann in einem Bereich Martensit und in einem anderen Restaustenit oder Ferrit enthalten, insbesondere wenn die Geometrie die Abkühlgeschwindigkeit verändert. Ausscheidungshärtende Legierungen können vor der Alterung in einem übersättigten oder nichtgleichgewichtigen Zustand abgeschieden werden. Eine nominell ferritische oder austenitische Zusammensetzung eines nichtrostenden Stahls kann lokale Phasenänderungen aufweisen, die durch Verdünnung, Seigerung oder erneutes Erwärmen verursacht wurden. Die Legierungsfamilie hat sich im chemischen Sinne der ISO nicht verändert, der Zustand des im Bauprozess erzeugten Materials jedoch schon. ### Thermische Nachbehandlung nach dem Bauprozess #### Der Zustand der additiven Fertigung ist Teil der Identität Bei einem additiv gefertigten Stahl sind neben der Legierungsbezeichnung auch Ausgangsmaterial, Prozessroute, Bauausrichtung, thermische Vorgeschichte, Fehler und Nachbehandlung nach dem Bau festzuhalten. Der Bauprozess endet, wenn die Abscheidung stoppt, nicht wenn der Werkstoff seinen spezifizierten Zustand erreicht. Spannungsarmglühen, Glühen, Lösungsglühen, Abschrecken, Altern, heißisostatisches Pressen oder Kombinationen dieser Behandlungen können die Mikrostruktur verändern sowie Fehler beseitigen oder verringern. Jede Behandlung erzeugt ein weiteres beschreibendes Merkmal: im Bauzustand, spannungsarmgeglüht, lösungsbehandelt, gealtert, heißisostatisch gepresst oder ein durch eine Produktspezifikation definierter Zustand. Eigenspannungen sind ein zentraler Grund für diese Unterscheidung. Das schichtweise Erwärmen und Abkühlen kann Zugspannungen in der Nähe von Oberflächen hinterlassen oder dünne und überhängende Merkmale verformen. Ein Spannungsarmglühzyklus kann diese Spannung verringern, ohne dasselbe Phasengleichgewicht wie ein vollständiges Glühen oder eine Lösungsglü Behandlung zu erzeugen. Heißisostatisches Pressen kann innere Poren schließen und zugleich die Kornstruktur sowie die Verteilung der Ausscheidungen verändern. Altern kann die Festigkeit durch Ausscheidungsbildung erhöhen, während ein ungeeigneter Zyklus Ausscheidungen vergröbern oder die Duktilität verringern kann. Anwendungsnormen veranschaulichen, warum die endgültige Bezeichnung nicht aus der chemischen Zusammensetzung abgeleitet werden kann. ISO 6935-1 (2005) legt zehn Sorten für Betonstahl fest, darunter B240, B300 und B420; eine Sorte ist als schweißgeeignet ausgewiesen. Diese Bezeichnungen gehören zu einer Klassifizierung von Betonstahl und enthalten Anforderungen, die an diese Produktform und ihre Verwendung gebunden sind. Sie definieren nicht automatisch ein im AM-Verfahren hergestelltes Bauteil aus Pulver mit ähnlichen Elementgehalten. Die Kategorien der NIST Standard Reference Materials von 2024 führen „unlegierte Kohlenstoffstähle, niedriglegierte Stähle, spezielle niedriglegierte Stähle, hochlegierte Stähle, nichtrostende Stähle, Werkzeugstähle und Spezialstähle“ auf. Diese praktische Taxonomie erleichtert die Ordnung von Referenzmaterialien; ein AM-Probekörper kann jedoch zusätzliche Angaben erfordern: Pulverquelle und -zustand, Prozesstyp, Bauorientierung, Parametersatz, Atmosphäre, Wärmebehandlung, Dichte, Fehler und Prüfrichtung. Die zutreffende Schlussfolgerung lautet nicht, dass die additive Fertigung universell neue Stahlfamilien hervorbringt. Sie fügt eine beschreibende Achse hinzu. Eine belastbare Werkstoffdokumentation nennt die chemische Familie, die anwendbare Norm oder, sofern vorhanden, die UNS-Bezeichnung, die Form des Ausgangsmaterials, den AM-Prozess, die entstandene Mikrostruktur und den Zustand nach dem Bauprozess. Erst dann kann „derselbe Stahl“ etwas Präzises bedeuten und nicht lediglich eine ähnliche chemische Zusammensetzung. ## Wie ASTM, SAE, ISO, NIST und UNS zusammenpassen Diese Institutionen und Systeme unterstützen unterschiedliche Teile eines Identifizierungsdatensatzes für Stahl. | Organisation oder System | Hauptfunktion | Im Artikel angeführtes Beispiel | |---|---|---| | ISO | Internationale Normen und Klassifizierungsregeln | ISO/DIS 4948-1 | | ASTM | Konsensterminologie und Produktspezifikationen | ASTM A941 und ASTM A240/A240M | | SAE | Zusammensetzungs- und technische Normen | SAE J403\_202402 | | NIST | Technische Referenzen und Taxonomien für Referenzmaterialien | Kategorien der Standardreferenzmaterialien | | UNS | Allgemeines Identifizierungssystem für Metalle und Legierungen | UNS S30400 | ASTM, SAE, ISO, NIST und UNS bilden keine aufeinanderfolgenden Ebenen eines einzigen Stahlklassifikationsbaums. Sie erfüllen unterschiedliche Aufgaben. ASTM entwickelt Konsensnormen, SAE veröffentlicht zahlreiche Spezifikationen zu Zusammensetzung und Technik, ISO legt internationale Normen und Klassifikationsregeln fest, NIST stellt Messreferenzen und technische Taxonomien bereit, und UNS bietet ein gemeinsames Identifikationssystem für Metalle und Legierungen. Ein einzelner Stahl kann daher gleichzeitig eine ISO-Zusammensetzungsklasse, eine SAE-Güte, eine ASTM-Produktspezifikation, eine UNS-Nummer und eine mikrostrukturelle Beschreibung haben. Diese Bezeichnungen beantworten unterschiedliche Fragen. Eine Zusammensetzungsklasse fragt, in welchem Bereich der Legierungszusammensetzung der Stahl liegt. Eine Produktspezifikation legt fest, welche Anforderungen ein geliefertes Produkt erfüllen muss. Eine Bezeichnung identifiziert den Werkstoff in einem kontrollierten Benennungssystem. Eine metallurgische Klasse beschreibt Phasen oder Härtungsmechanismen. Die Verwechslung dieser Funktionen führt zu scheinbaren Widersprüchen, die meist lediglich auf Unterschiede in der Klassifikationsachse zurückzuführen sind. ### Terminologienormen und Werkstoffspezifikationen ASTM A941, *Standardterminologie für Stahl, nichtrostenden Stahl, verwandte Legierungen und Ferrolegierungen*, ist ein Terminologiedokument. Es führt Definitionen zusammen, die in verschiedenen Stahlnormen verwendet werden, darunter Begriffe zur Beschreibung von Legierungsgehalt, Produkten, Behandlungen, Eigenschaften und Formen. Das Dokument legt nicht allein die vollständigen chemischen Grenzwerte, Abmessungen, Prüfverfahren, den Lieferzustand oder die Annahmekriterien für einen bestimmten Stab, ein bestimmtes Blech, Rohr oder Schmiedestück fest. Diese Unterscheidung ist wichtig, wenn ein Begriff wie eine Güte klingt. „Nichtrostender Stahl“ kann beispielsweise eine breite, durch Zusammensetzung und Korrosionsverhalten definierte Werkstofffamilie beschreiben, während eine Produktnorm zusätzliche Anforderungen an Zugfestigkeit, Wärmebehandlung, Oberflächenzustand oder Prüfung festlegen kann. ASTM A941 unterstützt die einheitliche Anwendung der Terminologie; sie ersetzt nicht die Produktspezifikation, die für eine Lieferung oder ein Bauteil maßgeblich ist. Das ASTM-Komitee A01 zeigt, wie breit das Normungsfeld ist. Sein Zuständigkeitsbereich umfasst unter anderem Kohlenstoff- und legierte Stähle, Werkzeugstähle, korrosions- und warmbeständige Legierungen, hochfeste Legierungen, plattierte Stähle und nichtrostende Stähle sowie weitere stahlbezogene Werkstoffe. Dieser Zuständigkeitsbereich ist keine Rangfolge, in der eine Kategorie eine andere übergeordnet ersetzt. „Werkzeugstahl“ verweist auf die vorgesehene Funktion und die Legierungsauslegung; „nichtrostender Stahl“ bezieht sich hauptsächlich auf Zusammensetzung und Korrosionsbeständigkeit; „plattierter Stahl“ bezeichnet einen Produktaufbau; und „korrosions- und warmbeständige Legierung“ beschreibt einen leistungsorientierten Werkstoffbereich. Ein einzelnes Produkt kann unter mehr als eine dieser Beschreibungen fallen. UNS nimmt eine andere Position ein. Das Unified Numbering System weist Kennungen wie UNS G10060 für einen Kohlenstoffstahl und UNS S30400 für einen austenitischen nichtrostenden Stahl zu. Der Buchstabe kennzeichnet eine übergeordnete Werkstoffgruppe, während die Ziffern eine bestimmte Zusammensetzung oder einen bestimmten Legierungseintrag innerhalb dieses Systems identifizieren. Eine UNS-Nummer ist keine Einkaufsspezifikation und enthält nicht jede für Herstellung oder Abnahme erforderliche Anforderung. ASTM, SAE und andere Organisationen können eine UNS-Bezeichnung neben ihren eigenen Gütebezeichnungen angeben; das Vorhandensein einer UNS-Nummer macht getrennte Normen jedoch nicht zu einer einzigen Hierarchie. SAE J403\_202402 veranschaulicht den Unterschied zwischen einem Dokument zur Zusammensetzung und einem Terminologiedokument. Es legt die chemischen Zusammensetzungen von SAE-Kohlenstoffstahlgüten fest und gibt Grenzwerte oder Bereiche für Kohlenstoff, Mangan, Phosphor, Schwefel, Kupfer, Chrom, Nickel, Molybdän und Silizium an. Die aufgeführten Elemente belegen die Zusammensetzungsachse: J403 kann Güten anhand ihrer chemischen Zusammensetzung unterscheiden, beschreibt jedoch nicht allein durch die Benennung einer Güte sämtliche Verarbeitungsverläufe oder endgültigen mechanischen Eigenschaften. Wärmebehandlung, Produktform, Querschnittsgröße und Prüfverfahren können diese Eigenschaften verändern, ohne die grundlegende SAE-Zusammensetzungsbezeichnung zu ändern. ### Zusammensetzungsnormen und anwendungsbezogene Normen ISO/DIS 4948-1 klassifiziert Stähle anhand ihrer chemischen Zusammensetzung als „unlegierte, niedriglegierte und hochlegierte Stähle“ (International Organization for Standardization, 2024). In diesem Rahmen sind „mikrolegierte Stähle eine Unterklasse der niedriglegierten Stähle“, während „nichtrostende Stähle eine Unterklasse der hochlegierten Stähle sind“. Dies korrigiert die verbreitete Gewohnheit, mikrolegierte und nichtrostende Stähle als vollständig getrennte übergeordnete Zweige zu behandeln. Die ISO-Klassifikation ordnet Stähle nach Legierungsgehalt und damit verbundenen Zusammensetzungskriterien, nicht nach den Produkten, in denen sie eingesetzt werden. Eine Anwendungsnorm ordnet anders. ISO 6935-1:2005 betrifft Bewehrungsstäbe und legt zehn Stahlsorten für glatte Bewehrungsstäbe fest, darunter B240, B300 und B420. Die Struktur dieser Güten steht mit dem Einsatz als Bewehrung und mit mechanischen Anforderungen in Verbindung, nicht lediglich mit den übergeordneten Klassen des Legierungsgehalts in ISO/DIS 4948-1. Eine der Güten ist als schweißgeeignet gekennzeichnet, wodurch eine Fertigungsanforderung in die Klassifikation aufgenommen wird. Derselbe Stahl kann weiterhin anhand einer chemischen Klasse, einer Phasenbeschreibung und einer UNS-Kennung beschrieben werden; ISO 6935-1 behandelt ihn jedoch in seiner Funktion als Bewehrungsstab. ISO/TS 4949:2016 behandelt Benennungsregeln, statt einen universellen Stammbaum zu definieren. Die Norm erläutert, dass Stahlnamen Buchstaben und Ziffern verwenden, um Anwendung sowie wesentliche mechanische, physikalische oder chemische Eigenschaften auszudrücken. Eine Bezeichnung kann daher neben der Zusammensetzung oder den Eigenschaften auch Informationen über die vorgesehene Anwendung enthalten. Für die korrekte Interpretation eines Namens muss die zugrunde liegende Bezeichnungsregel bekannt sein; ihn als vollständige Werkstoffspezifikation zu lesen, wäre ein Fehler. Die Verarbeitung führt zu einer weiteren Trennung. Ein durch konventionelles Walzen hergestellter Stahl und ein durch Laser-Pulverbettfusion aus Pulver erzeugter Stahl können nominell dieselbe chemische Zusammensetzung aufweisen und dennoch unterschiedliche Porositäten, Kornstrukturen, Eigenspannungen und Ausscheidungsverteilungen entwickeln. Die Untersuchung von NIST zu Klassifikationen von Stahl und nichtrostendem Stahl in der additiven Fertigung verknüpft die Klassifikation mit Pulverausgangsstoffen, Prozessrouten, Mikrostrukturen und thermischer Nachbehandlung nach dem Bauprozess. Die Zusammensetzung bleibt notwendig, sagt jedoch nicht den vollständigen Werkstoffzustand voraus. Der Weg vom Pulver zum fertigen Bauteil ist Teil der technischen Beschreibung. Aus diesem Grund kann eine Gütebezeichnung allein Fragen zur Schweißbarkeit, Ermüdung, Korrosion oder Maßbeständigkeit nicht entscheiden. Die maßgebliche Spezifikation, Produktform, Wärmebehandlung, Fertigungsroute und Prüfbedingung müssen bestimmt werden. Eine Zusammensetzungsbezeichnung und eine Anwendungsbezeichnung können denselben Stahl aus unterschiedlichen Blickwinkeln beschreiben, ohne austauschbar zu sein. ### Kategorien von Referenzmaterialien und institutionelle Taxonomien NIST ergänzt eine praktische Klassifikation, die der Messtechnik und nicht der Kontrolle kommerzieller Güten dient. Zu den Kategorien seiner Standardreferenzmaterialien gehören „unlegierte Kohlenstoffstähle, niedriglegierte Stähle, spezielle niedriglegierte Stähle, hochlegierte Stähle, nichtrostende Stähle, Werkzeugstähle und Spezialstähle“ (NIST, 2024). Diese Kategorien ordnen Referenzmaterialien, die für Kalibrierung, analytische Validierung und Vergleichbarkeit zwischen Laboratorien verwendet werden. Sie ersetzen nicht die Gütesysteme von ASTM, SAE oder ISO. Ein NIST-Referenzmaterial hat einen festgelegten analytischen Zweck oder Zweck im Hinblick auf bestimmte Eigenschaften. Sein Zertifikat kann Elementkonzentrationen, mechanische Daten oder andere zugewiesene Werte mit angegebener Unsicherheit enthalten. Die Kategorie gibt den Benutzern an, welche Art von Referenzmaterial sie konsultieren; sie identifiziert nicht automatisch die Produktform, den Verarbeitungsverlauf oder die Qualifikation des Materials nach einer Bau- oder Druckbehälterspezifikation. Das NIST-Handbuch von 1976 zu Anlagen für die Fleisch- und Geflügelverarbeitung bietet eine weitere institutionelle Taxonomie. Es unterteilt nichtrostende Stähle in martensitische, ferritische, austenitische und ausscheidungshärtende Klassen und gibt repräsentative UNS-Bezeichnungen an. Dies ist eine metallurgisch und anwendungsorientiert organisierte Einteilung. Martensitisch, ferritisch und austenitisch beziehen sich auf charakteristische Matrixstrukturen oder Phasenfamilien, während ausscheidungshärtend einen Verfestigungsweg bezeichnet. Keiner dieser Begriffe allein liefert die vollständigen chemischen Grenzwerte für jede Güte der jeweiligen Klasse. Die praktische Vorgehensweise besteht darin, die Dokumente gemeinsam zu lesen. ISO/DIS 4948-1 ist für die übergeordnete Zusammensetzungsklasse heranzuziehen, SAE J403 für die Chemie von SAE-Kohlenstoffstählen, ASTM A941 für eine kontrollierte Terminologie, ISO/TS 4949 für die Benennungslogik und ISO 6935-1, wenn Anforderungen an die Anwendung als Bewehrungsstab maßgeblich sind. UNS ist zu verwenden, um gleichwertige oder verwandte Legierungskennungen miteinander zu verknüpfen; anschließend ist die jeweils geltende ASTM-, SAE-, ISO- oder nationale Produktspezifikation für die Annahmeanforderungen zu konsultieren. Die NIST-Klassifikationen und Datensätze zu Referenzmaterialien ergänzen den Mess- und Verarbeitungskontext. Keine einzelne Bezeichnung kann all diese Informationen enthalten. Die Stahlklassifikation funktioniert als Schnittmenge verschiedener Systeme und nicht als eine einzige Leiter vom „Allgemeinen“ zum „Spezifischen“. ## Eine praktische Methode zur Klassifizierung eines unbekannten Stahls Die Klassifizierung eines unbekannten Stahls besteht nicht darin, ihm ein einziges Etikett zuzuweisen und dieses Etikett als vollständige Identität zu behandeln. Ein Werkstoff kann aufgrund seiner Zusammensetzung unlegiert oder niedriglegiert, aufgrund seines Gefüges martensitisch oder austenitisch, gemäß der Produktnorm für die Verwendung als Bewehrungsstahl vorgesehen und gleichzeitig in einem bestimmten Wärmebehandlungszustand geliefert worden sein. Diese Beschreibungen beantworten unterschiedliche Fragen. #### Abfolge zur Identifizierung eines unbekannten Stahls 1. **Produktkontext** Halten Sie fest, ob es sich bei dem Werkstoff um Blech, Tafel, Stab, Draht, Rohr, Schmiedestück, Gussteil, Pulver oder ein fertiges Bauteil handelt. 2. **Maßgebliches Dokument** Ermitteln Sie die Norm, die herausgebende Organisation, die Ausgabe und den Produktumfang. 3. **Chemie** Vergleichen Sie zertifizierte oder gemessene Elementdaten mit den geltenden Zusammensetzungsgrenzwerten. 4. **Metallurgischer Zustand** Bestimmen Sie mithilfe geeigneter Nachweise die Phasen, das Gefüge und den Wärmebehandlungszustand. 5. **Anwendung** Halten Sie fest, ob das Produkt für den Bau, als Betonstahl, für Werkzeuge, für Korrosionsbeständigkeit oder für einen anderen Einsatz vorgesehen ist. 6. **Exakte Bezeichnung** Bewahren Sie die vollständige Gütebezeichnung, die UNS-Kennung, Suffixe, die Normnummer und die Ausgabe auf. Eine belastbare Klassifizierung folgt daher der von Normen verwendeten Reihenfolge: Zunächst werden der Produktkontext festgestellt, das maßgebliche Dokument identifiziert, die verfügbaren Chemiedaten mit dessen Grenzwerten verglichen, der metallurgische Zustand bestimmt, die vorgesehene Anwendung ermittelt und die genaue Bezeichnung zusammen mit der Normnummer und Ausgabe festgehalten. Wenn die Nachweise unvollständig sind, sollte das Ergebnis vorläufig bleiben. ### Mit der maßgeblichen Norm und der Produktform beginnen Beginnen Sie mit dem Gegenstand selbst und nicht mit einer visuellen Vermutung über seine Güte. Halten Sie fest, ob es sich um ein Blech, ein Flacherzeugnis, einen Stab, einen Draht, ein Rohr, ein Schmiedestück, ein Gussteil, ein Verbindungselement, einen Schweißauftrag, ein Pulver oder ein fertiges Bauteil handelt. Die Produktform beeinflusst, welche Norm gilt und welche Eigenschaften geregelt werden. Ein Bewehrungsstab wird beispielsweise nicht nach demselben Schema klassifiziert wie eine Matrize aus Werkzeugstahl, selbst wenn beide überwiegend Eisen und Kohlenstoff enthalten. Suchen Sie nach dem Werkszeugnis, dem Prüfbescheinigung, der Zeichnung, der Schmelzennummer, der dauerhaften Kennzeichnung, dem Versandetikett oder dem Prüfbericht. Die erste nützliche Frage lautet: **Welche Norm gilt für dieses Produkt in dieser Form?** ASTM A941 ist eine Terminologienorm für Stahl, rostfreien Stahl, verwandte Legierungen und Ferrolegierungen, während der Geltungsbereich des ASTM Committee A01 Kohlenstoff- und legierte Stähle, Werkzeugstähle, korrosions- und warmbeständige Legierungen, hochfeste Legierungen, plattierte Stähle und rostfreie Stähle umfasst. Dieser Geltungsbereich macht deutlich, warum „Stahl“ allein keine ausreichende Klassifizierung darstellt. Die maßgebliche Norm kann produktspezifisch sein. ISO 6935-1 klassifiziert beispielsweise Betonstähle mit glatter Oberfläche und legt zehn Güten fest, darunter B240, B300 und B420. In diesem Zusammenhang ist **B420** eine anwendungsbezogene Bezeichnung innerhalb einer Norm für Bewehrungsstahl; es ist keine universelle chemische Bezeichnung für jeden Stahl mit einer ähnlichen Menge an Kohlenstoff oder Legierungselementen. Die Bezeichnung vermittelt die Produktklasse und den von der Norm geforderten Leistungsrahmen. Sie identifiziert jedoch nicht allein das Kristallgefüge oder sämtliche Grenzwerte der Zusammensetzung. Dieselbe Vorgehensweise gilt für ein Pulver oder ein additiv gefertigtes Bauteil. Die Übersicht des NIST zur additiven Fertigung verknüpft die Stahlklassifizierung mit dem Pulverausgangswerkstoff, dem Prozessweg, dem entstehenden Gefüge und der thermischen Nachbehandlung nach dem Aufbau. Bei einem Pulver mit einer nominalen Legierungsbezeichnung kann nicht vorausgesetzt werden, dass es dieselben Eigenschaften wie ein Knetmaterial mit einer verwandten Bezeichnung besitzt. Die Herstellungsgeschichte ist von Bedeutung. Wenn kein Dokument verfügbar ist, halten Sie die Unsicherheit fest und nutzen Sie die Produktform, um die Suche nach den einschlägigen Normen einzugrenzen. Härte, magnetisches Verhalten, Bruchbild und Farbe können die Prüfung unterstützen, legen jedoch keine Güte fest. ### Chemische Zusammensetzung, Gefüge und Anwendung voneinander trennen Sobald das maßgebliche Dokument identifiziert ist, halten Sie die chemische Zusammensetzung oder die geltenden Grenzwerte für die Zusammensetzung fest. Verwenden Sie eine Schmelzenanalyse, eine Erzeugnisanalyse, ein zertifiziertes Laborergebnis oder ein eindeutig bezeichnetes Analyseverfahren. Optische Emissionsspektroskopie und Röntgenfluoreszenz können nützliche Elementdaten liefern; das Ergebnis muss jedoch anhand der Grenzwerte und des Messumfangs der maßgeblichen Norm interpretiert werden. SAE J403\_202402 veranschaulicht ein zusammensetzungsorientiertes System. Die Bezeichnungen der SAE-Kohlenstoffstähle werden durch Grenzwerte oder Bereiche für Kohlenstoff, Mangan, Phosphor, Schwefel, Kupfer, Chrom, Nickel, Molybdän und Silicium gestützt. Eine Bezeichnung wie **SAE 1045** verweist daher zunächst auf einen festgelegten Bereich der Zusammensetzung eines Kohlenstoffstahls innerhalb des Bezeichnungs- und Zusammensetzungsrahmens der SAE. Sie besagt nicht, dass der Stab normalgeglüht, gehärtet und angelassen, kaltgezogen oder bearbeitet ist. Ebenso wenig bezeichnet sie die Verwendung des Bauteils. Dies sind separate Angaben. ISO/DIS 4948-1 (2024) verwendet die übergeordneten chemischen Klassen **unlegierte, niedriglegierte und hochlegierte Stähle**. Dasselbe Dokument ordnet mikrolegierte Stähle den niedriglegierten Stählen und nichtrostende Stähle den hochlegierten Stählen zu. Diese Hierarchie ist für die Zusammensetzung nützlich, darf jedoch nicht mit einer Hierarchie der Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Herstellungsroute oder Verwendung verwechselt werden. „Hochlegiert“ bezeichnet kein bestimmtes Kristallgefüge, und „nichtrostend“ bedeutet nicht zwangsläufig austenitisch. Das Gefüge erfordert eigene Nachweise. Metallografische Untersuchungen, Phasenanalysen, Härtekartierungen, die Bestimmung des magnetischen Verhaltens und Kenntnisse über den Wärmezyklus können hierzu beitragen. Bei einem rostfreien Stahl, der lediglich als **austenitisch** bezeichnet wird, wurde eine metallurgische Klasse zugewiesen: Sein vorherrschendes Gefüge bei Raumtemperatur wird als austenitisch beschrieben. Dieses Wort liefert keine vollständige Gütebezeichnung, keine chemische Analyse, keine Produktnorm und keine Angaben zur Wärmebehandlungsgeschichte. Klassifizierungen rostfreier Stähle können auch martensitisch, ferritisch oder ausscheidungshärtend sein. Ein NIST-Handbuch aus dem Jahr 1976 für Ausrüstungen zur Verarbeitung von Fleisch und Geflügel verwendet diese vier Klassen – martensitisch, ferritisch, austenitisch und ausscheidungshärtend – und nennt repräsentative UNS-Bezeichnungen. Dies zeigt, dass gefügebasierte Bezeichnungen und alphanumerische Gütesysteme nebeneinander bestehen, anstatt einander zu ersetzen. Der Zustand muss separat festgehalten werden. „Geglüht“, „normalgeglüht“, „gehärtet und angelassen“, „lösungsgeglüht“, „kaltverformt“ und „ausscheidungsgehärtet“ beschreiben die Verarbeitung oder den daraus resultierenden Zustand. Zwei Stücke mit derselben chemischen Zusammensetzung und nominalen Güte können sich bei Härte, Streckgrenze, Eigenspannung und Gefüge erheblich unterscheiden, weil ihre Verarbeitungswege verschieden sind. Bei additiv gefertigtem Stahl können die Pulvereigenschaften, die schichtweise thermische Einwirkung, die Aufbaurichtung und die Nachbehandlung nach dem Aufbau entscheidend sein. Die Anwendung stellt eine weitere Achse dar. **B420** bezeichnet eine Bewehrungsstahlgüte gemäß ISO 6935-1; **SAE 1045** bezeichnet eine Zusammensetzungsbezeichnung für einen Kohlenstoffstahl; **austenitisch** bezeichnet eine metallurgische Klasse rostfreier Stähle. Diese Bezeichnungen können nicht gegeneinander ausgetauscht werden. ISO/TS 4949 erläutert, dass Stahlnamen Buchstaben und Zahlen verwenden, um die Anwendung sowie wesentliche mechanische, physikalische oder chemische Eigenschaften auszudrücken. Daher muss die Bedeutung einer Bezeichnung innerhalb ihres jeweiligen Bezeichnungssystems gelesen werden. ### Die vollständige Bezeichnung und die Ausgabe festhalten Der abschließende Eintrag sollte die Bezeichnung exakt so wiedergeben, wie sie geschrieben ist, einschließlich Großschreibung, Leerzeichen, Zeichensetzung, Präfixen, Suffixen, Symbolen für den Zustand sowie gegebenenfalls angegebenen UNS- oder nationalen Entsprechungen. Schreiben Sie **SAE 1045**, **B420** oder die genaue im Quelldokument gefundene Bezeichnung für rostfreien Stahl auf; wandeln Sie ein System nicht stillschweigend in ein anderes um. Halten Sie anschließend die vollständige Normenangabe und Ausgabe fest, beispielsweise SAE J403\_202402, ISO 6935-1:2005 oder die zutreffende ASTM-Bezeichnung und Überarbeitung. Eine Normnummer ohne Ausgabe kann unzureichend sein, da sich Grenzwerte der Zusammensetzung, Prüfverfahren, Gütenamen und Annahmeanforderungen ändern. Vermerken Sie außerdem, ob es sich bei dem Dokument um eine Produktnorm, eine Terminologienorm, eine Zusammensetzungsnorm oder ein Prüfverfahren handelt. Bewahren Sie die Nachweise zusammen mit der Klassifizierung auf: Schmelzen- oder Losnummer, Entnahmestelle der Probe, Laborbericht, Zeugnis, Produktabmessungen, Wärmebehandlungszustand und etwaige Abweichungen. Wenn die chemische Zusammensetzung zu SAE 1045 passt, das Produktzeugnis jedoch eine andere Norm ausweist, geben Sie beide Tatsachen an, anstatt eine einzige Bezeichnung zu erzwingen. Wenn die Nachweise lediglich „niedriglegierter, gehärteter und angelassener Stab“ belegen, erheben Sie diese Beschreibung nicht zu einer bestimmten Güte. Die Taxonomie der NIST-Standardreferenzmaterialien aus dem Jahr 2024 trennt unlegierte Kohlenstoffstähle, niedriglegierte Stähle, spezielle niedriglegierte Stähle, hochlegierte Stähle, rostfreie Stähle, Werkzeugstähle und Spezialstähle. Diese Anordnung ist als Ablage- und Referenzsystem nützlich, bekräftigt jedoch die zentrale Regel: Eine Klassifizierung ist nur dann aussagekräftig, wenn ihre Achse und ihre Quelle angegeben sind. Ein vollständiger Datensatz zu einem unbekannten Stahl könnte daher folgende Angaben enthalten: Produktform, maßgebliche Norm und Ausgabe, genaue Bezeichnung, Ergebnis der Zusammensetzungsanalyse, chemische Klasse gemäß ISO, metallurgische Klasse, Wärmebehandlungszustand, vorgesehene Anwendung sowie Vertrauensgrad oder noch offene Fragen. Ein solcher Datensatz ist nützlicher als ein einzelnes, nicht näher qualifiziertes Wort wie „rostfrei“ oder „Kohlenstoffstahl“. ## Häufige Klassifikationsfehler und redaktionelle Regeln Bezeichnungen für Stahlfamilien bilden keine einheitliche universelle Hierarchie. Sie beschreiben unterschiedliche Merkmale, und ein einzelner Stahl kann gleichzeitig mehrere gültige Beschreibungen erhalten. Ein Stahl kann aufgrund seiner Zusammensetzung ein niedriglegierter Stahl, aufgrund seines Gefüges bei Raumtemperatur ein ferritischer Stahl, aufgrund seiner vorgesehenen Verwendung ein Baustahl und aufgrund seines Herstellungsverfahrens ein durch Pulverbettfusion gefertigtes und anschließend wärmebehandeltes Produkt sein. Keine dieser Bezeichnungen ersetzt die anderen. Der Artikel muss die Klassifikationsachsen daher getrennt halten. Die chemische Klassifikation betrifft den Gehalt an Legierungselementen. Die metallurgische Klassifikation betrifft Phasen, Kristallstruktur und Umwandlungsprodukte. Die Anwendungsklassifikation betrifft den Verwendungszweck, für den ein Produkt oder eine Stahlsorte spezifiziert ist. Eine Bezeichnung identifiziert eine Stahlsorte oder ein Produkt innerhalb eines Bezeichnungssystems, während eine Spezifikation Anforderungen an Zusammensetzung, Eigenschaften, Abmessungen, Prüfung, Herstellung oder Lieferung festlegt. Der Herstellungsweg bildet eine weitere Achse: Geschmiedete, gegossene, gewalzte, geschweißte, additiv gefertigte und wärmebehandelte Produkte können nominell die gleiche chemische Zusammensetzung aufweisen, sich jedoch in Gefüge und Eigenschaften unterscheiden. ISO/DIS 4948-1:2024 enthält eine Klassifikation nach der chemischen Zusammensetzung von „nichtlegierten, niedriglegierten und hochlegierten Stählen“. Im selben Dokument heißt es, dass „Mikrolegierte Stähle eine Unterklasse der niedriglegierten Stähle sind“ und dass „nichtrostende Stähle eine Unterklasse der hochlegierten Stähle sind“. Daraus folgt nicht, dass ferritische, austenitische, martensitische und [ausscheidungshärtende Stähle](/de/kategorien/ausscheidungshärtende-stähle "ausscheidungshärtende Stähle") aufeinanderfolgende Ebenen unterhalb der nichtrostenden Stähle bilden. Dabei handelt es sich um strukturelle oder metallurgische Gruppierungen, die sich mit der chemischen Gruppierung überschneiden können. ### Nichtrostenden Stahl als eine einzige Stahlsorte behandeln „Nichtrostender Stahl“ ist eine Familienbezeichnung und keine vollständige Stahlsorte. Sie bezeichnet Stähle, deren Zusammensetzung und Struktur unter festgelegten Bedingungen eine Beständigkeit gegen wässrige Korrosion ermöglichen, gibt jedoch weder den erforderlichen Kohlenstoffgehalt und Stickstoffgehalt noch die Wärmebehandlung, die mechanischen Eigenschaften, die Produktform oder die Korrosionsprüfung an. Die Aussage, dass ein Bauteil aus „nichtrostendem Stahl“ besteht, lässt die Werkstoffbezeichnung unvollständig. Auch die wichtigsten Klassen nichtrostender Stähle unterscheiden sich erheblich. Ein 1976 veröffentlichtes NIST-Handbuch unterteilt nichtrostende Stähle in „martensitische, ferritische, austenitische und ausscheidungshärtende Klassen“. Duplexstähle werden in vielen modernen technischen Systemen ebenfalls als eigenständige Gruppe behandelt, da sie ferritische und austenitische Phasen kombinieren. Die Klassen weisen ein unterschiedliches Umwandlungsverhalten, unterschiedliche Verfestigungsmechanismen, magnetische Eigenschaften, Schweißbarkeit, Zähigkeit und Beständigkeit gegenüber bestimmten Umgebungen auf. Ein Wiki-Eintrag sollte die Stahlsorte und das maßgebliche System nennen. **AISI 304** ist beispielsweise eine weit verbreitete Bezeichnung, jedoch nicht in jeder Hinsicht gleichbedeutend mit einer Produktspezifikation wie **ASTM A240/A240M** für Bleche, Tafeln und Bänder aus Chrom- sowie Chrom-Nickel-Stählen für Druckbehälter und allgemeine Anwendungen. **UNS S30400** kennzeichnet die Zusammensetzungsnummer im Unified Numbering System; die Bezeichnung allein legt weder die Blechdicke, die Oberflächenbeschaffenheit, die Anforderungen an die Zugfestigkeit, die Prüfung noch die Annahmekriterien fest. **X5CrNi18-10** ist eine chemische Bezeichnung nach EN und darf nicht als universeller Ersatz für sämtliche produktbezogenen Anforderungen im Zusammenhang mit 304 dargestellt werden. Der Artikel sollte außerdem vermeiden, „316 Edelstahl“ als ausreichende technische Beschreibung zu behandeln. Eine Quelle kann **UNS S31600**, eine EN-Bezeichnung wie **[X5CrNiMo17-12-2](/de/werkstoffe/werkstoff-nr/1.4401 " — Zusammensetzung, Entsprechungen und Normen")** oder eine Produktstahlsorte meinen, die durch eine bestimmte ASTM-, ASME-, EN- oder nationale Norm geregelt ist. Diese Verweise können chemisch übereinstimmen, sich jedoch hinsichtlich des Produktumfangs und der vorgeschriebenen Prüfungen unterscheiden. Wenn die Quelle lediglich „316“ angibt, sollte der Text diese Einschränkung beibehalten: „Die Quelle bezeichnet den Werkstoff als nichtrostenden Stahl 316“, nicht „Das Bauteil erfüllt ASTM A240“. ### Legierungsgehalt mit der Leistungsfähigkeit gleichsetzen Ein Legierungselement stellt keine Garantie für eine bestimmte Leistungsfähigkeit dar. Chrom unterstützt in geeigneten Umgebungen die Bildung eines passiven Chromoxidfilms, Nickel beeinflusst die Stabilität des Austenits und weitere Eigenschaften, Molybdän kann die Beständigkeit gegenüber einigen Mechanismen der örtlich begrenzten Korrosion verbessern, und Kohlenstoff beeinflusst die Härtbarkeit, die Karbidbildung und die Schweißbarkeit. Das Ergebnis hängt von der Konzentration, dem Gleichgewicht zwischen den Elementen, Verunreinigungen, der Verarbeitung, dem Oberflächenzustand, der Umgebung und der Einsatztemperatur ab. SAE J403\_202402 veranschaulicht den ersten Teil dieses Problems. Der darin verwendete Rahmen für die Zusammensetzung gibt für SAE-Kohlenstoffstahlsorten die Gehalte an Kohlenstoff, Mangan, Phosphor, Schwefel, Kupfer, Chrom, Nickel, Molybdän und Silizium an. Diese Grenzwerte kennzeichnen chemische Bereiche; ohne zusätzliche Informationen legen sie jedoch weder eine Zugfestigkeit, eine Ermüdungslebensdauer, eine Kerbschlagzähigkeit, eine Korrosionsrate noch ein Schweißverfahren fest. Auch eine geringfügige Änderung der Zusammensetzung kann relevant sein, doch ein höherer Legierungszusatz führt nicht automatisch zu einem besseren Verhalten im Einsatz. Durch eine Wärmebehandlung können aus verwandten Zusammensetzungen Ferrit-Perlit, Bainit, Martensit oder angelassener Martensit entstehen. Korngröße, Seigerungen, Einschlüsse, Eigenspannungen, Oberflächenzustand und Wasserstoffeinwirkung können das Ergebnis zusätzlich verändern. Der Überblick von NIST über die additive Fertigung stellt einen Zusammenhang zwischen der Klassifikation von Stahl, Pulverausgangsstoffen, Prozesswegen, Gefügen und der thermischen Nachbehandlung nach dem Bauprozess her. Diese Belege widersprechen unmittelbar der redaktionellen Vereinfachung, dass die nominelle chemische Zusammensetzung allein das fertige Material beschreibt. Numerische Grenzwerte erfordern besondere Sorgfalt. Es dürfen keine Grenzen wie „Jeder Stahl mit mehr als X Prozent Chrom ist nichtrostend“, „mehr als Y Prozent Legierungselemente machen einen Stahl hochlegiert“ oder „mehr als Z Prozent Kohlenstoff machen ihn zu Werkzeugstahl“ erfunden werden, sofern die zitierte Klassifikation diese Werte nicht tatsächlich festlegt. ISO/DIS 4948-1 enthält eigene Definitionen und einen eigenen Geltungsbereich; ein Lehrbuch, eine nationale Norm oder eine Handelsbezeichnung kann andere Kriterien verwenden. Die korrekte Formulierung lautet: „Nach ISO/DIS 4948-1 wird der Stahl als … klassifiziert“, gefolgt von der zutreffenden Kategorie und dem Quellenverweis. Auch Anwendungsbezeichnungen können auf dieselbe Weise irreführend sein. ISO 6935-1:2005 legt zehn Sorten von Betonstählen aus unlegiertem Stahl fest, darunter **B240**, **B300** und **B420**, wobei eine Sorte als schweißgeeignet ausgewiesen ist. „Betonstahl“ beschreibt daher einen Produkt- und Anwendungskontext im Rahmen einer Norm; es handelt sich nicht um eine chemische Familie, die die ferritische, niedriglegierte oder nichtlegierte Klassifikation außer Kraft setzt. ### Eine Bezeichnung mit einer Spezifikation verwechseln Eine Bezeichnung ist ein Identifikator. Eine Spezifikation ist eine Gesamtheit verbindlicher Anforderungen. Beide können gemeinsam auftreten, erfüllen jedoch unterschiedliche Aufgaben. ISO/TS 4949:2016 erläutert, dass Stahlnamen „Buchstaben und Zahlen verwenden, die Anwendung sowie wesentliche mechanische, physikalische oder chemische Eigenschaften ausdrücken“. Ein solcher Name vermittelt ausgewählte Informationen durch eine Bezeichnungskonvention. Er enthält nicht notwendigerweise alle Anforderungen, die Herstellung oder Prüfung regeln. Ebenso vermittelt **S355** in einer EN-Bezeichnung für Baustahl eine festgelegte Streckgrenzenniveau bei der maßgeblichen Dicke und enthält weitere Informationen der Bezeichnung; die vollständigen Produktanforderungen ergeben sich jedoch aus der anzuwendenden Produktnorm und ihrer jeweiligen Ausgabe. Redaktionelle Texte müssen die herausgebende Organisation nennen: ISO, ASTM International, SAE International, EN/CEN, ASME, eine nationale Normungsorganisation oder eine andere zuständige Stelle. **ASTM A941** führt beispielsweise eine Terminologie für Stahl, nichtrostenden Stahl, verwandte Legierungen und Ferrolegierungen zusammen, während das ASTM Committee A01 ein weitaus größeres Normengebiet abdeckt, darunter Kohlenstoff- und legierte Stähle, Werkzeugstähle, korrosions- und warmbeständige Legierungen, hochfeste Sonderlegierungen, plattierte Stähle und nichtrostende Stähle. Ein Verweis auf „ASTM-Stahl“ ist keine Stahlsorte. Die Ausgaben von Normen sind Bestandteil des Quellenverweises und keine optionale Ausschmückung. Anforderungen können sich zwischen Ausgaben, Ergänzungen und eingearbeiteten Überarbeitungen ändern. Der fertige Artikel sollte, soweit verfügbar, die Nummer der Norm, ihre Ausgabe oder Überarbeitung, die herausgebende Organisation sowie den Werkstoff- oder Produktumfang angeben. Er sollte zwischen einer normativen Spezifikation und einer erläuternden Übersicht unterscheiden: NIST kann die Klassifikationspraxis erläutern oder beispielhafte UNS-Bezeichnungen angeben, während Produktnormen von ASTM, ISO, SAE oder EN formale Anforderungen verbindlich festlegen können. Schließlich darf der Artikel niemals eine Eigenschaft ableiten, die von der Quelle nicht angegeben wird. Eine Familienbezeichnung beweist keine Korrosionsbeständigkeit in einer bestimmten Umgebung; eine Bezeichnung der Zusammensetzung beweist keine Schweißbarkeit; eine Bezeichnung als Baustahl beweist keine Ermüdungsfestigkeit; und eine Beschreibung der Wärmebehandlung beweist keine bestimmte Härte, sofern das zitierte Dokument diese nicht angibt. Die Werkstoffkategorien von NIST aus dem Jahr 2024 – einfacher Kohlenstoffstahl, niedriglegierter Stahl, spezieller niedriglegierter Stahl, hochlegierter Stahl, nichtrostender Stahl, Werkzeugstahl und Spezialstahl – sind als praktische Taxonomie nützlich, bleiben jedoch eine Ordnung von Referenzwerkstoffen und keine einzelne Hierarchie, die jede Klassifikation von Stahl bestimmt. ## Quellen 1. \[1\] International Organization for Standardization. [ISO/DIS 4948-1](https://www.iso.org/obp/ui?_escaped_fragment_=iso%3Astd%3Aiso%3A4948%3A-1%3Adis%3Aed-2%3Av1%3Aen). ISO/DIS 4948-1, 2024. [](/de/wiki/stahlgruppen/klassifizierung-von-stahlfamilien-chemie-struktur-g%C3%BCten-und-verarbeitung#wiki-cite-ref-1) https://www.iso.org/obp/ui?\_escaped\_fragment\_=iso%3Astd%3Aiso%3A4948%3A-1%3Adis%3Aed-2%3Av1%3Aen 2. \[2\] SAE International. [Chemical Compositions SAE Carbon Steels](https://saemobilus.sae.org/standards/j403_202402-chemical-compositions-sae-carbon-steels). SAE J403\_202402, 2024. [](/de/wiki/stahlgruppen/klassifizierung-von-stahlfamilien-chemie-struktur-g%C3%BCten-und-verarbeitung#wiki-cite-ref-2) https://saemobilus.sae.org/standards/j403\_202402-chemical-compositions-sae-carbon-steels 3. \[3\] National Institute of Standards and Technology. [Stainless Steel for the Food Industry](https://nvlpubs.nist.gov/nistpubs/Legacy/IR/nbsir76-1185.pdf). NBSIR 76-1185, 1976. [](/de/wiki/stahlgruppen/klassifizierung-von-stahlfamilien-chemie-struktur-g%C3%BCten-und-verarbeitung#wiki-cite-ref-3) https://nvlpubs.nist.gov/nistpubs/Legacy/IR/nbsir76-1185.pdf 4. \[4\] International Organization for Standardization. [Steel for the reinforcement of concrete — Plain bars](https://www.iso.org/standard/38618.html). ISO 6935-1:2005, 2005. [](/de/wiki/stahlgruppen/klassifizierung-von-stahlfamilien-chemie-struktur-g%C3%BCten-und-verarbeitung#wiki-cite-ref-4) https://www.iso.org/standard/38618.html 5. \[5\] International Organization for Standardization. [Steel names](https://www.iso.org/standard/67751.html?browse=ics). ISO/TS 4949:2016, 2016. [](/de/wiki/stahlgruppen/klassifizierung-von-stahlfamilien-chemie-struktur-g%C3%BCten-und-verarbeitung#wiki-cite-ref-5) https://www.iso.org/standard/67751.html?browse=ics 6. \[6\] National Institute of Standards and Technology. [Additive Manufacturing of Steels and Stainless Steels](https://www.nist.gov/). NIST technical review, 2024. [](/de/wiki/stahlgruppen/klassifizierung-von-stahlfamilien-chemie-struktur-g%C3%BCten-und-verarbeitung#wiki-cite-ref-6) https://www.nist.gov/ **Stahlklassifizierung im Überblick** Primäre Klassifizierungsachsen Chemie, Struktur, Anwendung, Bezeichnung, Spezifikation und Verarbeitung Chemische Werkstofffamilien nach ISO/DIS 4948-1 Unlegierte, niedriglegierte und hochlegierte Stähle Mikrolegierte Stähle Unterklasse der niedriglegierten Stähle Nichtrostende Stähle Unterklasse der hochlegierten Stähle [Zurück zu Stahlgruppen](/de/wiki/stahlgruppen "Stahlgruppen — Steel Wiki")