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Metallkunde und Werkstoffauswahl – Werkstoffbezeichnungen entschlüsseln

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Einleitung

Metallkunde und Werkstoffauswahl – Werkstoffbezeichnungen entschlüsseln ist ein kompakter Lernkurs für die Ausbildung in Metalltechnik, Maschinenbau und verwandten Berufen. Du lernst, Kurznamen, Werkstoffnummern und Nachschlagewege sicher zu unterscheiden und für eine begründete Werkstoffauswahl zu nutzen.

Kurzbeschreibung: Kurzbezeichnungen, Werkstoffnummern und Nachschlagewege. Im Mittelpunkt stehen kurze Lerneinheiten, Werkstoffbilder, Diagramme, Datenblattauszüge und Auswahlaufgaben.

Sicherheitsregel: Praktische Werkstattarbeiten, Probenentnahmen, Schleifen, Trennen, Härteprüfen oder andere Materialprüfungen dürfen nur nach Unterweisung, Gefährdungsbeurteilung und mit zuständiger Aufsicht durchgeführt werden. Dieser Kurs erteilt keine Arbeitsfreigabe.

Verschiedene Formen von Baustahl. Schon die Produktform zeigt: Eine Werkstoffbezeichnung allein beantwortet noch nicht alle Fragen zur Eignung.

Lernziele

Nach dem Kurs kannst Du einen Stahl-Kurznamen in sinnvolle Bestandteile zerlegen, eine Werkstoffnummer als eindeutige Kennung einordnen, passende Nachschlagequellen auswählen und erklären, warum für die Werkstoffauswahl zusätzlich Produktnorm, Lieferzustand, Abmessung, Beanspruchung und Prüfwerte erforderlich sind.

Lerneinheit 1: Zwei Bezeichnungssysteme unterscheiden

Für Stähle sind zwei Teile der EN 10027 besonders wichtig:

System	Wofür?	Beispiel
EN 10027-1	Kurznamen von Stählen	S355J2+N, X5CrNi18-10, 42CrMo4
EN 10027-2	Nummernsystem für Stahlsorten	1.4301, 1.7225

Merksatz: Ein Kurzname kann Informationen über Verwendung, Eigenschaften oder Zusammensetzung tragen. Eine Werkstoffnummer dient vor allem der eindeutigen Identifikation.

Video: „Die Welt der Werkstoffe, Bezeichnung der Stähle, Teil 2“ – behandelt unlegierte, legierte, hochlegierte Stähle und Werkstoffnummern.

Lerneinheit 2: S355J2+N lesen

S355J2+N gehört zu den Kurznamen, die wesentlich über Verwendungszweck und Eigenschaften informieren.

Teil	Bedeutung
S	Stahl für den Stahlbau
355	festgelegte Mindeststreckgrenze von 355 MPa für den maßgebenden Dickenbereich der Produktnorm
J2	Kerbschlagarbeit mindestens 27 J bei −20 °C
+N	normalgeglüht oder normalisierend gewalzt

Wichtig: Die Zahl 355 ist kein vollständiger Festigkeitsnachweis für jedes Bauteil. Der gültige Mindestwert hängt unter anderem von Erzeugnisform und Dicke ab. Prüfe deshalb die zugehörige Produktnorm und das Prüfzeugnis.

Stahltragwerk als typischer Anwendungsbereich von Baustählen.

Die Kerbschlagbiegeprüfung hilft, die Zähigkeit bei festgelegter Temperatur zu beurteilen. Genau darauf beziehen sich Zusätze wie J2.

Lerneinheit 3: X5CrNi18-10 entschlüsseln

X5CrNi18-10 ist der Kurzname des Werkstoffs 1.4301.

Teil	Lesart
X	Kennzeichnet die Gruppe hochlegierter Stähle
5	ungefährer Kohlenstoffgehalt in Hundertstel Massenprozent, hier etwa 0,05 %
CrNi	wesentliche Legierungselemente Chrom und Nickel
18-10	ungefähr 18 % Chrom und 10 % Nickel

Ein Werkstoffdatenblatt nennt für 1.4301 beispielsweise Bereiche von etwa 17,5–19,5 % Cr und 8,0–10,5 % Ni. Der Kurzname liefert also eine Orientierung, keine vollständige Schmelzenanalyse.

Mikrostruktur eines verwandten austenitischen nichtrostenden Stahls 304L. Das Bild dient zum Gefügevergleich; 304L ist nicht identisch mit 1.4301.

Lerneinheit 4: 42CrMo4 richtig einordnen

Beim Kurzname 42CrMo4 steht 42 für einen Kohlenstoffgehalt in der Größenordnung von 0,42 %. CrMo nennt Chrom und Molybdän als wichtige Legierungselemente. Die Schlusszahl darf nicht einfach als Prozentangabe gelesen werden; für die genaue Entschlüsselung werden die Faktoren des Bezeichnungssystems beziehungsweise ein zuverlässiges Nachschlagewerk benötigt.

Die zugehörige Werkstoffnummer ist 1.7225. Der Werkstoff wird als Vergütungsstahl für hochbeanspruchte Maschinenteile eingesetzt.

Typischer Fehler: „4 bedeutet 4 % Chrom.“ Das ist falsch.

Lerneinheit 5: Werkstoffnummern lesen

Eine Stahl-Werkstoffnummer wie 1.4301 wird nach EN 10027-2 vergeben.

Abschnitt	Funktion
1	Hauptgruppe Stahl
43	Stahlgruppennummer
01	Zählnummer innerhalb der Gruppe

Die Werkstoffnummer ist kein chemischer Formelcode. Du nutzt sie vor allem, um einen Werkstoff eindeutig in Normen, Datenblättern, Warenwirtschaft, Zeichnungen oder Prüfzeugnissen wiederzufinden.

Beispielpaar: X5CrNi18-10 ↔ 1.4301.

Lerneinheit 6: Nachschlageweg statt Raten

Schritt	Deine Aktion	Prüffrage
A	Bezeichnung exakt übernehmen	Steht auf Zeichnung, Materialschein oder Prüfzeugnis ein Kurzname oder eine Werkstoffnummer?
B	System bestimmen	EN-Kurzname oder Nummernsystem?
C	Gegenbezeichnung prüfen	Stimmen Kurzname und Werkstoffnummer in einer belastbaren Quelle überein?
D	Produktnorm und Lieferzustand prüfen	Sind Abmessung, Wärmebehandlung und geforderte Eigenschaften abgedeckt?
E	Nachweis dokumentieren	Welche Quelle und welche Ausgabe wurden benutzt?

Priorität in der Ausbildungspraxis: Zeichnung und Spezifikation → Prüfzeugnis → aktuelle Norm beziehungsweise freigegebene betriebliche Normensammlung → Herstellerdatenblatt → seriöses Nachschlagewerk.

Lerneinheit 7: Messwerte richtig einordnen

Eine Bezeichnung sagt nicht automatisch, welche Eigenschaften ein konkretes Bauteil tatsächlich erreicht. Dafür sind Prüfwerte und Lieferzustände wichtig.

Spannungs-Dehnungs-Diagramm: Streckgrenze, Zugfestigkeit und Bruch beschreiben unterschiedliche Bereiche des Werkstoffverhaltens.

Prinzip der Härteprüfung nach Vickers.

Datenblattansicht 1.4301, Beispielwerte bei 20 °C:

Kennwert	Beispielangabe	Was Du daraus lernst
Rp0,2	mindestens 190 N/mm²	Widerstand gegen bleibende Verformung
Rm	500–700 N/mm²	Zugfestigkeitsbereich
Härte	höchstens 215 HB	Härte ist eine eigene Kenngröße

Diese Werte stammen aus einem konkreten Werkstoffdatenblatt und gelten nur innerhalb dessen Geltungsbereichs. Sie ersetzen kein Prüfzeugnis für ein konkretes Bauteil.

Lerneinheit 8: Gefüge ist nicht gleich Bezeichnung

Ferritisch-perlitisches Gefüge eines Stahls im Rasterelektronenmikroskop.

Aus Kurzname und Werkstoffnummer allein lässt sich der tatsächliche Gefügezustand eines konkreten Bauteils nicht vollständig ablesen. Wärmebehandlung, Umformung und Abkühlung können Eigenschaften stark verändern. Deshalb gehören Gefüge, Wärmebehandlung und Werkstoffprüfung zur Werkstoffauswahl dazu.

Ausbildungsfall: Ersatz für eine Getriebewelle

In einer Ausbildungswerkstatt soll eine beschädigte Getriebewelle ersetzt werden. Auf der Zeichnung steht 42CrMo4+QT. Im Lagerfach ist nur 1.7225 angegeben. Daneben liegen Werkstoffe mit anderen Bezeichnungen.

Dein Auftrag ist zunächst reine Dokumentarbeit: Prüfe, ob Kurzname und Werkstoffnummer zusammenpassen, welche Bedeutung der Lieferzustand hat und welche Quelle den Nachweis liefert. Erst danach darf über eine betriebliche Freigabe für weitere Arbeiten entschieden werden.

Kandidat	Erste Einordnung	Entscheidung
1.7225	gehört zu 42CrMo4	weiterprüfen: Lieferzustand, Abmessung, Zeugnis
1.4301	X5CrNi18-10, austenitischer nichtrostender Stahl	nicht allein wegen „Edelstahl“ ersetzen
S355J2	Baustahl mit anderer Bezeichnungslogik und anderem Eigenschaftsprofil	nicht ohne konstruktive Freigabe ersetzen

Kernaussage: Eine ähnliche Form oder ein „hochwertig“ klingender Werkstoffname ist keine Austauschfreigabe.

Gestufte Hilfen zum Ausbildungsfall

Hilfe	Hinweis
Hilfe 1 – Orientierung	Suche zuerst nach der Paarung Kurzname ↔ Werkstoffnummer.
Hilfe 2 – Nachschlageweg	Nutze eine aktuelle Normenquelle oder ein belastbares Herstellerdatenblatt und prüfe anschließend den Lieferzustand +QT.
Hilfe 3 – Teillösung	42CrMo4 gehört zu 1.7225. Damit ist die Identität der Sorte plausibel; die Verwendbarkeit ist erst nach Prüfung von +QT, Abmessungen, Zeugnis und betrieblicher Spezifikation geklärt.

Basis-, Anwendungs- und Transferaufgaben mit Feedback

Niveau	Aufgabe	Begründetes Feedback
Basis	Zerlege X5CrNi18-10 in seine wesentlichen Bestandteile.	Richtig ist: X = hochlegierte Gruppe, 5 ≈ 0,05 % C, CrNi = Chrom und Nickel, 18-10 ≈ 18 % Cr und 10 % Ni. Das ist eine Kurzorientierung, keine vollständige Analyse.
Anwendung	Auf Zeichnung und Lageretikett stehen 42CrMo4 und 1.7225. Entscheide, ob beide Bezeichnungen zur gleichen Sorte gehören.	Ja. Die Zuordnung stimmt. Für eine Freigabe fehlen aber weiterhin Lieferzustand, Abmessung, Produktnorm und Prüfzeugnis.
Transfer	Ein Kollege möchte 1.4301 statt 1.7225 verwenden, weil „Edelstahl besser ist“. Bewerte die Aussage.	Die Aussage ist nicht tragfähig. Werkstoffe sind nur in Bezug auf konkrete Anforderungen geeignet. Korrosionsverhalten, Festigkeit, Zähigkeit, Wärmebehandlung und Konstruktion müssen gemeinsam geprüft werden.

Werkstoffauswahl: kurze Entscheidungslogik

Anforderung	Typische Frage
Belastung	Welche Streckgrenze, Zugfestigkeit oder Zähigkeit wird benötigt?
Umgebung	Feuchtigkeit, Chloride, Temperatur, Verschleiß?
Fertigung	Schweißen, Zerspanen, Umformen oder Wärmebehandeln?
Lieferzustand	+N, +QT oder anderer definierter Zustand?
Nachweis	Norm, Datenblatt, Prüfzeugnis oder interne Freigabe vorhanden?

Video: „Die Welt der Werkstoffe, Einteilung der Stähle und hochlegierte Stähle, Teil 2“ – zur Auswahl nach Anwendungsgebieten.

Fachliche Quellen und Medienrechte

Normstatus geprüft am 04.10.2026: DIN EN 10027-1:2017-01 wird bei DIN Media als aktuell geführt; DIN EN 10027-2:2015-07 ebenfalls.

Quelle	Nutzung im Kurs
DIN Media: DIN EN 10027-1	Kurznamen
DIN Media: DIN EN 10027-2	Nummernsystem
Salzgitter AG	Beispiele zur Entschlüsselung von Stahlnamen
thyssenkrupp Materials: 1.4301	Werkstoffnummer, Kurzname, Werkstoffeigenschaften
EOS: 42CrMo4	Zuordnung 42CrMo4 ↔ 1.7225 und typische Anwendungen
Wikipedia: Werkstoffnummer	ergänzender Überblick
Wikipedia: Stahlsorte	ergänzender Überblick

Medienrechte: Die eingebundenen Wikimedia-Commons-Dateien wurden vor Veröffentlichung auf ihren Dateiseiten geprüft. Structural-steel-icons.jpg und Pearlite.jpg sind als Public Domain gekennzeichnet; Steel frame structure.jpg und Vickers hardness.svg stehen unter CC0; Microstructure of pre-strained 304L.png unter CC BY 4.0; Stress v strain A36 2 de.svg und BrinellHardness.svg unter CC BY-SA 3.0; Charpy V-notch test.svg unter CC BY-SA 4.0. Bei Weiterverwendung gelten jeweils die Angaben der Commons-Dateiseite. Die YouTube-Videos wurden als vorhandene Videos des Kanals „Welt der Werkstoffe“ geprüft und nur über den YouTube-Player eingebettet; es wird keine freie Lizenz behauptet.

Interaktive Aufgaben

Quiz: Teste Dein Wissen

Welcher Teil der EN 10027 regelt die Kurznamen von Stählen? (EN 10027-1) (!EN 10027-2) (!EN ISO 6892) (!EN 10025-6)

Wozu dient eine Werkstoffnummer in erster Linie? (Zur eindeutigen Identifikation einer Werkstoffsorte) (!Zur direkten Angabe der Bauteilabmessung) (!Zur Angabe des Verkaufspreises) (!Zur Kennzeichnung der Oberflächenfarbe)

Wofür steht das S in S355J2? (Stahl für den Stahlbau) (!Schneidstahl) (!Sintermetall) (!Schweißzusatz)

Was beschreibt die Zahl 355 in S355J2 grundsätzlich? (Eine festgelegte Mindeststreckgrenze in MPa) (!Den Kohlenstoffgehalt in Prozent) (!Die Dichte des Stahls) (!Die Härte nach Vickers)

Was bedeutet J2 bei S355J2? (Mindestens 27 J Kerbschlagarbeit bei minus 20 Grad Celsius) (!Mindestens 2 J Kerbschlagarbeit bei Raumtemperatur) (!Eine Härte von 2 HRC) (!Ein Nickelgehalt von 2 Prozent)

Welche Werkstoffnummer gehört zu X5CrNi18-10? (1.4301) (!1.7225) (!1.0038) (!2.4301)

Was bedeutet die 5 in X5CrNi18-10 näherungsweise? (Etwa 0,05 Prozent Kohlenstoff) (!Etwa 5 Prozent Kohlenstoff) (!Etwa 5 Prozent Nickel) (!Etwa 0,5 Prozent Chrom)

Was bedeuten 18-10 in X5CrNi18-10 näherungsweise? (Etwa 18 Prozent Chrom und 10 Prozent Nickel) (!Etwa 18 Prozent Kohlenstoff und 10 Prozent Mangan) (!Etwa 18 Prozent Nickel und 10 Prozent Chrom) (!Etwa 18 Prozent Molybdän und 10 Prozent Titan)

Welche Aussage zu 42CrMo4 ist richtig? (Die Schlusszahl darf nicht einfach als 4 Prozent Chrom gelesen werden) (!Die Schlusszahl bedeutet immer 4 Prozent Chrom) (!Der Werkstoff ist identisch mit 1.4301) (!Der Kurzname enthält keine Information über Legierungselemente)

Was ist bei einer unbekannten Werkstoffbezeichnung der sicherste erste Nachschlageweg? (Bezeichnung exakt übernehmen und in belastbarer Norm oder freigegebener Quelle prüfen) (!Die Bezeichnung aus dem Gedächtnis ergänzen) (!Nur die Farbe des Werkstoffs vergleichen) (!Den ähnlichsten Namen auswählen)

Memory

EN 10027-1	Kurznamen
EN 10027-2	Nummernsystem
X5CrNi18-10	1.4301
42CrMo4	1.7225
J2	Kerbschlagarbeit bei minus 20 Grad Celsius
+QT	Vergüteter Lieferzustand

Drag and Drop

Ordne die richtigen Begriffe zu.	Thema
Kurzname	enthält je nach System Hinweise auf Verwendung, Eigenschaften oder Zusammensetzung
Werkstoffnummer	dient der eindeutigen Identifikation einer Werkstoffsorte
Streckgrenze	kennzeichnet den Übergang zur bleibenden Verformung
Kerbschlagarbeit	beschreibt das bei der Schlagprüfung aufgenommene Arbeitsvermögen
Lieferzustand	beschreibt einen festgelegten Herstellungs- oder Wärmebehandlungszustand

Kreuzworträtsel

Normung	Wie heißt die systematische Festlegung technischer Regeln?
Kurzname	Welche Bezeichnungsart regelt EN 10027 Teil 1?
Stahl	Welche Werkstoffhauptgruppe trägt bei europäischen Stahl-Werkstoffnummern die führende Eins?
Austenit	Wie heißt ein typisches Gefüge vieler Chrom-Nickel-Stähle?
Härte	Welche Eigenschaft wird zum Beispiel mit Vickers geprüft?
Zähigkeit	Welche Eigenschaft wird unter anderem durch die Kerbschlagbiegeprüfung beurteilt?

LearningApps

Lückentext

Offene Aufgaben

Leicht

Werkstoffetikett: Fotografiere oder zeichne ein ungefährliches, freigegebenes Materialetikett aus Schule oder Betrieb und markiere Kurzname, Werkstoffnummer und Lieferzustand. Keine Werkstattarbeit ohne Unterweisung.
Kurzname: Zerlege S355J2+N in vier Bestandteile und notiere zu jedem Bestandteil einen Satz.
Werkstoffnummer: Erkläre mit eigenen Worten, warum 1.4301 keine chemische Formel ist.
Nachschlagewerk: Vergleiche einen Wikipedia-Eintrag mit einem Herstellerdatenblatt und notiere, welche Information jeweils schneller auffindbar ist.

Standard

Datenblatt: Suche für 1.4301 zwei seriöse Datenblätter und vergleiche Kurzname, chemische Zusammensetzung und mechanische Kennwerte.
Werkstoffvergleich: Stelle 1.4301 und 1.7225 in einer Tabelle gegenüber und begründe, warum „Edelstahl ist immer besser“ keine sinnvolle Auswahlregel ist.
Prüfzeugnis: Entwirf eine Checkliste, mit der Du Werkstoffbezeichnung, Lieferzustand, Abmessung und Prüfergebnisse in einem Muster-Prüfzeugnis kontrollierst.
Ausbildungsfall: Bearbeite den Fall der Getriebewelle und formuliere eine kurze Rückfrage an die Arbeitsvorbereitung, falls der Lieferzustand auf dem Lageretikett fehlt.

Schwer

Werkstoffauswahl: Erstelle für ein fiktives Bauteil ein Anforderungsprofil aus Belastung, Umgebung, Fertigung, Lieferzustand und Nachweis und wähle anschließend begründet eine Stahlsorte.
Fehleranalyse: Entwickle drei realistische Verwechslungsfehler bei Werkstoffbezeichnungen und beschreibe jeweils eine wirksame Kontrollmaßnahme.
Qualitätssicherung: Entwirf einen betrieblichen Nachschlageweg vom Zeichnungseintrag bis zur dokumentierten Materialfreigabe. Trenne dabei ausdrücklich Informationsprüfung und Arbeitsfreigabe.
Lernvideo: Produziere ein kurzes Erklärvideo zu X5CrNi18-10 oder 42CrMo4. Zeige nur Dokumente, Skizzen oder freigegebene Medien; praktische Werkstattaufnahmen nur nach betrieblicher Freigabe, Unterweisung und Aufsicht.

Lernkontrolle

Werkstoffauswahl: Ein Bauteil muss gleichzeitig hohe Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit besitzen. Erkläre, warum Du nicht allein anhand der Werkstoffnummer entscheiden kannst, und beschreibe Deinen Prüfweg.
Prüfzeugnis: Zeichnung und Prüfzeugnis nennen denselben Kurzname, aber unterschiedliche Lieferzustände. Welche Folgen kann das für die Freigabe haben?
Stahlsorte: Vergleiche die Informationsdichte von S355J2+N und 1.4301. Welche Information kannst Du jeweils direkt lesen und welche musst Du nachschlagen?
Werkstoffprüfung: Ein gemessener Härtewert weicht deutlich vom Datenblatt ab. Nenne mindestens drei plausible Ursachen, die vor einer Werkstoffverwechslung geprüft werden müssen.
Qualitätssicherung: Begründe, warum eine Zuordnung Kurzname ↔ Werkstoffnummer zwar notwendig, aber für einen sicheren Materialaustausch nicht ausreichend ist.
Transfer: Formuliere eine fachlich belastbare Antwort auf die Aussage „Die Werkstoffnummer stimmt, also können wir das Teil fertigen.“ Beziehe Lieferzustand, Abmessung, Norm, Prüfzeugnis und Arbeitsfreigabe ein.

Lernnachweis

Für einen Lernnachweis solltest Du zeigen, dass Du nicht nur Bezeichnungen auswendig kennst, sondern sicher nachschlagen und begründet entscheiden kannst.

Kurznamen: Du unterscheidest eigenschaftsbezogene und zusammensetzungsbezogene Kurznamen.
Werkstoffnummer: Du erklärst Aufbau und Zweck einer Werkstoffnummer.
Normen: Du ordnest EN 10027-1 und EN 10027-2 korrekt zu.
Nachschlageweg: Du dokumentierst Quelle, Ausgabe und Zuordnung nachvollziehbar.
Werkstoffauswahl: Du beziehst Beanspruchung, Umgebung, Fertigung und Lieferzustand ein.
Arbeitssicherheit: Du trennst fachliche Informationsprüfung klar von Unterweisung, Gefährdungsbeurteilung und betrieblicher Arbeitsfreigabe.

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