Dichte des rostfreien Stahls – wenn wir eine Frühstücksbox aus rostfreiem Stahl in den Händen halten, fragen wir uns wahrscheinlich nicht, aus welcher Dichte des rostfreien Stahls dieser Alltagsgegenstand besteht.
Nicht nur das Gewicht oder die Stabilität des Materials hängt davon ab, wie hoch seine Dichte ist.
Wie hoch ist die Gesamtdichte von nichtrostendem Stahl?
Die Frage „Wie hoch ist die Gesamtdichte von rostfreiem Stahl?“ lässt sich nicht so einfach beantworten, denn es gibt nicht nur eine Art, sondern viele verschiedene Arten und Werkstoffnummern von rostfreiem Stahl, wie z. B. 1.4301 und 1.4404, von denen jede eine andere Rolle bei der Oberflächenbehandlung von rostfreiem Stahl spielt.
Da sie sich in ihrer Zusammensetzung unterscheiden und verschiedene andere Elemente wie Chrom, Nickel, Titan oder Molybdän enthalten, variieren bei gleicher Dichte auch die Dichte und das Gewicht der verschiedenen nichtrostenden Stähle.
Wie wird die Dichte von Stahl bestimmt?
Stahl, Aluminium und rostfreier Stahl sind die drei am häufigsten verwendeten Baumaterialien. Die Gewichtsberechnung ist nicht nur für Bauwerke von entscheidender Bedeutung, sondern wird auch im Transportsektor und bei Hebewerkzeugen dringend benötigt.
Darüber hinaus hat die Materialeinsparung nicht nur bauliche Vorteile. Gewichtseinsparungen können sich auch wirtschaftlich positiv auswirken. Die Bestimmung der Masse ganzer Konstruktionen ist recht zeitaufwändig, die Massen von Blechteilen lassen sich jedoch mit einer Standardformel leicht ermitteln.
Es ist allgemein anerkannt, dass Stahl und auch nichtrostender Stahl eine Dichte von (fast) acht Kilogramm pro Kubikdezimeter Volumen hat.
In der Praxis bedeutet dies, dass z. B. 1 Quadratmeter 1,0 mm dickes Edelstahlblech 8 kg wiegt (theoretisches Gewicht).
Die genauen Gewichte schwanken geringfügig, da die Zusammensetzung der nichtrostenden Stähle variiert und daher die Anteile der verschiedenen Stoffe an den Legierungselementen separat berechnet werden müssen.
Molybdän hat eine Dichte von 10,2 kg/dm³, d. h. ein theoretisches Gewicht von 10,2 kg für eine 1000 × 1000 x 1,0 mm große Platte. Das Gefüge von nichtrostendem Stahl mit hohem Molybdängehalt ist daher schwerer, weil die Legierung aus diesem Grund dichter ist.
Der Einfachheit und Übersichtlichkeit halber wird für alle im Alltag gebräuchlichen Edelstahlsorten der Faktor 8 zur Berechnung von Dichte und spezifischem Gewicht verwendet.
Einfluss von Legierungselementen auf die Dichte
Die Legierung verändert nicht nur die Materialeigenschaften der nichtrostenden Stähle, sondern auch ihr Gewicht. So ist Titan beispielsweise sehr hart, hat aber eine geringe Dichte, und Bauteile aus Titan sind sehr leicht. Aus diesem Grund wird Titan beispielsweise für Schmuck oder Uhrengehäuse verwendet.
Molybdän stärkt auch die Struktur des rostfreien Stahls. Dies ist jedoch auf die Dichte und damit das höhere Gewicht zurückzuführen. Ein Beispiel hierfür ist nichtrostender Stahl mit der Werkstoffnummer 2.4816. Es enthält bis zu einem Prozent Molybdän. Seine Dichte beträgt 8,5 kg/dm³. Als Chrom-Nickel-Molybdän-Stahl enthält der nichtrostende Stahl 1.4404 (V4A) weniger als 1 Prozent Molybdän und hat daher eine geringere Dichte. V2A-Edelstahl kommt ohne Molybdän aus und hat eine Dichte von „nur“ 7,9 kg/dm³.
Rostfreier Stahl für hohe Dichte und hohe Stabilität
Im Vergleich zu Aluminium ist rostfreier Stahl viel schwerer, hat aber eine höhere Dichte und ist aufgrund der Legierung viel haltbarer und langlebiger. Messing hat eine höhere Dichte als gewöhnlicher rostfreier V2A- oder V4A-Stahl, kann aber in Bezug auf die Korrosionsbeständigkeit nicht mit legiertem Stahl mithalten.