Spezifisches und volumetrisches Gewicht von Stahl
Stahl ist eine verformbare Legierung aus Eisen mit einem geringen Kohlenstoffgehalt (bis zu 2%) und anderen Elementen. Er ist einer der am weitesten verbreiteten Werkstoffe und wird in nahezu allen Industriezweigen eingesetzt. Stähle werden nach Sorten klassifiziert, die sich in Struktur, mechanischen und physikalischen Eigenschaften sowie in der chemischen Zusammensetzung unterscheiden.
Nachstehend finden Sie eine Tabelle des spezifischen Gewichts der am häufigsten verwendeten Stahlsorten in g/cm³:
| Stahltyp | Marke | Spezifisches Gewicht (g/cm³) |
| kryogener rostfreier Baustahl | 12Х18Н10Т | 7,9 |
| hitzebeständiger rostfreier korrosionsbeständiger Stahl | 08Х18Н10Т | 7,9 |
| niedriglegierter Baustahl | 09Г2С | 7,85 |
| Qualitäts-Kohlenstoffbaustahl | 10,20,30,40 | 7,85 |
| Kohlenstoffbaustahl | Ст3сп, Ст3пс | 7,87 |
| Werkzeugstahl für Pressformen | Х12МФ | 7,7 |
| Federbaustahl | 65Г | 7,85 |
| Werkzeugstahl für Pressformen | 5ХНМ | 7,8 |
| legierter Baustahl | 30ХГСА | 7,85 |
| hochgekohlter Stahl | 70 (ВС und ОВС) | 7,85 |
| mittelgekohlter Stahl | 45 | 7,85 |
| kohlenstoffarmer Stahl | 10 und 10А; 20 und 20А | 7,85 |
| kohlenstoffarmer Elektro-Stahl (Armco) | А und Э; ЭА; ЭАА | 7,8 |
| Chromstahl | 15ХА | 7,74 |
| chrom-aluminium-molybdänhaltiger nitrierbarer Stahl | 38ХМЮА | 7,65 |
| Chrom-Mangan-Silizium-Stahl | 25ХГСА | 7,85 |
| Chrom-Vanadium-Stahl | 30ХГСА; 20ХН3А | 7,85 |
Da es sehr viele Stahlsorten gibt (etwa 1500), haben wir nur das spezifische Gewicht der am häufigsten verwendeten Sorten angegeben. Ausführlichere Informationen zum spezifischen Gewicht von Stahl finden Sie in anderen Artikeln auf unserer Website.
Aus den Eigenschaften von Stahl lassen sich die wichtigsten Parameter ableiten: Dichte, linearer Ausdehnungskoeffizient sowie Elastizitäts- und Schubmodul. Nach der chemischen Zusammensetzung unterscheidet man legierte und unlegierte Kohlenstoffstähle. Den letzteren werden neben Kohlenstoff und Eisen auch Mangan (0,1 - 1,0%) und Silizium (bis zu 0,4%) zugesetzt. Um Stahl besondere Eigenschaften zu verleihen, können Verunreinigungen enthalten sein: Phosphor erhöht die Sprödigkeit bei niedrigen Temperaturen und verringert beim Erhitzen auf bestimmte Temperaturen die Plastizität; Schwefel bildet bei hohen Temperaturen kleine Risse (Rotbruch).
Das spezifische Gewicht von Stahl wird nach folgender Formel berechnet: γ = P/V, wobei P das Gewicht eines homogenen Körpers und V das Volumen der Verbindung ist. Der erhaltene Parameter ist konstant und gilt nur dann, wenn der Stahl vollkommen dicht ist und eine nichtporöse Struktur besitzt.
Laut Nachschlagewerken zu den physikalischen Eigenschaften von Werkstoffen beträgt die durchschnittliche Dichte von Stahl 7,85 g/cm³. Dieser Parameter verändert sich wie folgt:
| Stahlbehandlung / Zugabe von Verunreinigungen | Änderung gegenüber dem Standardwert 7,85 g/cm³ |
| Kohlenstoff | das spezifische Gewicht nimmt ab |
| Chrom, Aluminium, Mangan | das spezifische Gewicht nimmt ab |
| Kobalt, Wolfram, Kupfer | das spezifische Gewicht nimmt zu |
| Verformung durch Ziehen | das spezifische Gewicht nimmt zu, jedoch um nicht mehr als 2-3% |
Häufige Fragen
Wie viel wiegt 1 m³ Stahl?
Für die meisten Berechnungen wird die mittlere Stahldichte von 7,85 g/cm³ verwendet, daher wiegt 1 m³ Stahl etwa 7850 kg. Einzelne rostfreie, Werkzeug- und legierte Stähle können leicht abweichen.
Warum unterscheidet sich die Dichte von Stahl je nach Sorte?
Stahl besteht nicht nur aus Eisen und Kohlenstoff: Er kann Chrom, Nickel, Mangan, Wolfram, Kupfer und andere Elemente enthalten. Legierungszusätze ändern die Zusammensetzung und verschieben die Dichte geringfügig.
Wie berechnet man das Gewicht eines Stahlteils?
Man multipliziert das Volumen des Teils mit der Dichte der gewählten Stahlsorte. Für eine grobe Schätzung werden oft 7850 kg/m³ verwendet; für genaue Berechnungen sollte die Dichte aus einem Tabellenbuch oder der Dokumentation der konkreten Sorte genutzt werden.