Die Definition der Werkstoffe und ihre Anwendungsbereiche

Beton, Glas, Kunststoff, Stahl - sie alle gehören zu den Werkstoffen und sind Materialien, die auf Grund ihrer besonderen und technischen Eigenschaften zur Fertigung von Produkten, Bauteilen und Werkzeugen genutzt werden können. Hierfür wird ein Rohstoff je nach Anforderung durch verschiedene Verfahren aufbereitet und eignet sich dann als Werkstoff und zur Weiterverarbeitung.

(c) Günther + Schramm

Unterteilung der Werkstoffe in Gruppen

Grundsätzlich unterscheidet man zwischen Metallen, Nichtmetallen und Verbundwerkstoffen.

Metalle und ihre Einteilung in Eisenmetalle und Nichteisenmetalle

Metalle zeichnen sich durch ihre gute thermische und elektrische Leitfähigkeit aus. Darüber hinaus sind sie bei gleichzeitig hoher Festigkeit auch gut verformbar. Unterteilt werden Metalle in Eisenmetalle und Nichteisenmetalle. Eisenmetalle entstehen aus einer Verbindung von Eisen mit Kohlenstoff. Der Kohlenstoffgehalt entscheidet darüber, ob es sich um Stahl (C-Gehalt < 2,06%) oder um Gusseisen (C-Gehalt > 2,06%) handelt. Nichteisenmetalle können weiterhin in Leichtmetalle und Schwermetalle kategorisiert werden. Dabei liegt der Unterschied in der Dichte: Leichtmetalle weisen eine Dichte von 5 g/cm3 auf, wohingegen Schwermetalle diesen Wert übersteigen.

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Kategorien von Nichtmetallen

Nichtmetalle lassen sich in Naturstoffe und Synthetische Stoffe einteilen. Bei Naturstoffen handelt es sich um pflanzliche und tierische Stoffe, während synthetische Stoffe sich beispielsweise auf Kunststoff (Polymere), Keramik und Glas beziehen.

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Verbundwerkstoffe: Kombinationen aus mehreren Werkstoffen

Verbundwerkstoffe bestehen aus Verbindung von mindestens zwei Werkstoffen. Dabei ist es vollkommen gleich, ob diese Werkstoffe aus der gleichen oder aus unterschiedlichen Gruppen stammen. Das Ziel der Herstellung von Verbundwerkstoffen ist es, einen Werkstoff mit den gewünschten idealen Eigenschaften zu erzeugen, so zum Beispiel glasfaserverstärkte Kunststoffe.

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Der Werkstoff Stahl

Stahl ist so gut wie überall. Heutzutage gibt es weltweit mehr als 2500 genormte Sorten Stahl. Sie begegnen uns nicht nur in der Industrie, sondern auch im Alltag. Aber was hat es mit dem Werkstoff Stahl auf sich? Wir machen eine kleine Zeitreise:

Stahl damals und heute

Entdeckt wurde Stahl vor über 5000 Jahren in Ägypten. Die Ägypter verarbeiten damals allerdings eisenhaltiges Meteoritengestein, das irgendwann einmal aus dem Weltall auf der Erde landete. Die ersten Menschen, die es verstehen, Eisen zu Stahl zu bearbeiten, leben etwa 1400 vor Christi Geburt im Nahen Osten. Erst die Entwicklung der Hochöfen seit dem 14. Jahrhundert macht es möglich, das Eisen so weit zu erhitzen, dass es flüssig bleibt. 1826 entstand der erste Hochofen in Westfalen. Danach wurde Stahl zur Massenware: Stahl wurde schneller und preiswerter hergestellt und für Waffen verwendet. Heute macht moderne Technik Stahl zu einem Werkstoff, der den Anforderungen der Zeit entspricht. Recycling steht bei der Stahlindustrie ganz vorne, denn etwa 50 Prozent des heutigen Rohstahls besteht aus Schrott – Tendenz steigend. 

Eigenschaften und Einsatzgebiete von Werkstoffen

In allen (produzierenden) Unternehmen werden Werkstoffe eingesetzt. Je nachdem welche Eigenschaften ein Werkstoff aufweist, ist es für ein bestimmtes Anwendungsgebiet besonders gut geeignet.

Die Eigenschaften können in drei Gruppen unterteilt werden:

  • Physikalische Eigenschaften: Dichte, Festigkeit, Härte, Dauerfestigkeit, elektrische Leitfähigkeit, Warmfestigkeit, usw.
  • Chemische Eigenschaften: Korrosionsbeständigkeit, Säurebeständigkeit, Laugenbeständigkeit
  • Fertigungstechnische Eigenschaften: Gießbarkeit, Umformbarkeit, Zerspanbarkeit, Schweißeignung, usw.


Welcher Werkstoff zum Einsatz kommt, wird von seinen Eigenschaften, der Verfügbarkeit, dem Preis und der Recycelbarkeit bestimmt.

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