Je nach den für ihre Anwendung erforderlichen mechanischen und physikalischen Eigenschaften werden unterschiedliche Stahlsorten hergestellt. Verschiedene Sortiersysteme werden verwendet, um Stähle anhand dieser Eigenschaften zu unterscheiden, darunter Dichte, Elastizität, Schmelzpunkt, Wärmeleitfähigkeit, Festigkeit und Härte (unter anderem). Um verschiedene Stähle herzustellen, variieren die Hersteller die Art und Menge der Legierungsmetalle, den Produktionsprozess und die Art und Weise, in der die Stähle bearbeitet werden, um bestimmte Produkte herzustellen.

Nach Angaben des American Iron and Steel Institute (AISI) lassen sich Stähle aufgrund ihrer chemischen Zusammensetzung grob in vier Gruppen einteilen:

  1. Kohlenstoffstähle
  2. Legierte stähle
  3. Rostfreier Stahl
  4. Werkzeugstähle

Eigenschaften von Kohlenstoffstählen

Kohlenstoffstähle sind Legierungen aus einer Kombination von Eisen und Kohlenstoff. Durch Variation des Kohlenstoffanteils ist es möglich, Stahl mit unterschiedlichen Qualitäten herzustellen . Im Allgemeinen ist der Stahl umso fester und spröder, je höher der Kohlenstoffgehalt ist.

Kohlenstoffarmer Stahl wird manchmal als “Schmiedeeisen” bezeichnet. Es ist leicht zu verarbeiten und kann für dekorative Produkte wie Zäune oder Laternenpfähle verwendet werden. Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt ist sehr fest und wird häufig für große Strukturen wie Brücken verwendet. Kohlenstoffstahl wird hauptsächlich für Drähte verwendet. Ultrakohlenstoffstahl, auch “Gusseisen” genannt, wird für Töpfe und andere Gegenstände verwendet. Es ist zwar ein sehr harter Stahl, aber auch ziemlich spröde.

Eigenschaften von legierten Stählen

Legierte Stähle werden so genannt, weil sie einen geringen Prozentsatz eines oder mehrerer Metalle neben Eisen enthalten. Der Zusatz von Legierungen verändert die Eigenschaften von Stahl. Zum Beispiel erzeugt Stahl aus Eisen, Chrom und Nickel rostfreien Stahl. Die Zugabe von Aluminium kann das Erscheinungsbild von Stahl einheitlicher machen. Stahl mit Manganzusatz wird außergewöhnlich hart und fest.

Eigenschaften von rostfreien Stählen

Nichtrostende Stähle enthalten zwischen 10 und 20% Chrom, wodurch der Stahl extrem korrosionsbeständig (rostend) ist. Wenn ein Stahl mehr als 11% Chrom enthält, ist er etwa 200-mal korrosionsbeständiger als Stähle, die kein Chrom enthalten. Es gibt drei Gruppen rostfreier Stähle: 

  • Austenitische Stähle , die einen sehr hohen Chromgehalt aufweisen, enthalten ebenfalls geringe Mengen an Nickel und Kohlenstoff. Diese werden sehr häufig für die Verarbeitung und Verrohrung von Lebensmitteln verwendet. Sie werden zum Teil deshalb geschätzt, weil sie nicht magnetisch sind.
  • Ferritische Stähle enthalten etwa 15% Chrom, jedoch nur Spuren von Kohlenstoff und Metalllegierungen wie Molybdän, Aluminium oder Titan. Diese Stähle sind magnetisch, sehr hart und fest und können durch Kaltumformung weiter verfestigt werden.
  • Martensitische Stähle enthalten mäßige Mengen an Chrom, Nickel und Kohlenstoff. Sie sind magnetisch und wärmebehandelbar. Martensitische Stähle werden häufig zum Schneiden von Werkzeugen wie Messern und chirurgischen Geräten verwendet.

Eigenschaften von Werkzeugstählen

Werkzeugstähle sind langlebige, hitzebeständige Metalle, die Wolfram , Molybdän, Kobalt und Vanadium enthalten. Sie werden, nicht überraschend, verwendet, um Werkzeuge wie Bohrer herzustellen. Es gibt eine Vielzahl verschiedener Arten von Werkzeugstählen, die unterschiedliche Mengen verschiedener Legierungsmetalle enthalten.