Die Gefüge der Stähle
Ferrit, Perlit, Austenit, Martensit und Bainit — und was sie fürs Schweißen bedeuten
AI generated Stahl ist nicht gleich Stahl — entscheidend ist das Gefüge. Ferrit ist weich und zäh, Martensit glashart und spröde, Perlit der goldene Mittelweg, Austenit rostfrei und zäh, Bainit der Kompromiss aus Festigkeit und Zähigkeit. Wer die fünf Gefüge kennt, weiß bei jedem Stahl, wie er sich beim Schweißen verhält.
Die Eigenschaften eines Stahls stecken nicht in seiner chemischen Zusammensetzung allein, sondern in seinem Gefüge — also darin, wie die Atome angeordnet sind. Fünf Gefüge musst du auseinanderhalten können, weil jedes beim Schweißen anders reagiert.
ist das Grundgefüge von weichem Stahl. Es ist verformbar, zäh und magnetisch, aber weich — Streckgrenze unter 300 MPa. Ferrit löst fast keinen Kohlenstoff. In der Naht und der ist grobkörniger Ferrit der Zustand, den du haben willst, wenn du einen unlegierten Baustahl sauber schweißt.
ist der gestreifte Mix aus Ferrit und . Er entsteht beim langsamen Abkühlen aus und macht den Stahl fester (Streckgrenze ~300–500 MPa). Fast jeder unlegierte Baustahl ist im Kern Ferrit + Perlit. Je feiner die Perlitstreifen, desto fester und zäher.
ist das Hochtemperatur-Gefüge, das bei Raumtemperatur nur dann stabil bleibt, wenn genug Nickel oder Mangan drinsteckt — das ist das Geheimnis der nichtrostenden Stähle. Austenit ist zäh, unmagnetisch, rostfrei und lässt sich hervorragend schweißen. Er kennt keine Härtung durch Abschrecken, nur durch Kaltverformung.
ist das Gefüge, das du beim Schweißen fürchtest. Entsteht der Austenit blitzschnell abgekühlt, hat der Kohlenstoff keine Zeit auszuscheiden — das Gitter klappt gewaltsam um und fängt den Kohlenstoff ein. Das Ergebnis ist glashart (bis über 60 HRC) und spröde. Martensit ist die Ursache für in der . Mehr Kohlenstoff und schnellere Abkühlung = mehr und härterer Martensit.
ist der Kompromiss. Bei mittlerer Abkühlgeschwindigkeit entsteht er zwischen Perlit und Martensit: fester als Perlit, zäher als Martensit. Viele moderne Feinkornbaustähle bilden beim Schweißen Bainit — genau deshalb halten sie mehr aus, ohne sofort zu reißen.
Die Kunst beim Schweißen ist, das Gefüge zu steuern. Der Lichtbogen heizt alles über die Umwandlungstemperatur, danach bestimmt die Abkühlgeschwindigkeit, was daraus wird: langsam = Ferrit/Perlit (weich, zäh), mittel = Bainit (fester), schnell = Martensit (hart, spröde). Deine Stellschrauben sind (verlangsamt die Abkühlung), Wärmeeinbringen und Blechdicke.
Bei rostfreien austenitischen Stählen gibt es diese Härtung nicht — sie bleiben zäh. Dafür drohen dort andere Probleme wie , die du über den Ferritanteil der Naht in den Griff bekommst (siehe Schweißzusatz-Rechner).