Eisen und Stahl – einst kostbare Hightech-Materialien

Eisen und Stahl – einst kostbare Hightech-Materialien

Heute ist es fast schon selbstverständlich, dass in Werkstätten und Industrieunternehmen die erforderlichen Mengen an Eisen und Stahl praktisch jederzeit zur Verfügung stehen.

Genauso ist vermutlich den wenigsten bewusst, dass Eisen und Stahl einst sehr kostbare und absolut innovative Werkstoffe waren, wenn sie ihren Blick durch die Wohnung schweifen lassen und die vielen Gegenstände und kleinen Bauteile sehen, die aus diesen Materialien bestehen.

Tatsache ist aber, dass es erst seit der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts überhaupt möglich ist, Stahl in großen Mengen und folglich auch entsprechend kostengünstig zu produzieren.

Eisen und Stahl – einst kostbare Hightech-Materialien

Neben Gold und Silber gehörte auch das Kupfer zu den ersten Metallen, die der Mensch kennenlernte. Es sollte dann nicht lange dauern, bis festgestellt wurde, dass es möglich war, eine Legierung herzustellen, die härter ist als reines Kupfer, aber einen niedrigeren Schmelzpunkt hat.

Die Rede ist von Bronze, die als eine der ersten verwendeten Legierungen überhaupt gilt. Lange Zeit sollte Bronze ein überaus wichtiger Werkstoff bleiben. Die Bedeutung dieses Werkstoffs, aus dem unter anderem Waffen, Gerätschaften, Kunstgegenstände, Gedenktafeln, Schmuck oder auch Münzen und Medaillen angefertigt wurden, wird allein schon dadurch deutlich, dass Bronze Namensgeber für eine ganze Epoche, nämlich die Bronzezeit, war.

Irgendwann stieß der Mensch dann aber auf Eisen. Es wird vermutet, dass es sich bei den ersten Funden um Meteoreisen handelte. Wann und wie es zu der Entdeckung kam, dass auch aus eigentlich unscheinbaren Steinen und unter Zuhilfenahme von Feuer Eisen gewonnen werden kann, ist ebenfalls nicht bekannt. Fest steht aber, dass Eisen oder Stahl als so innovative Hightech-Materialien angesehen wurden, dass sie eine neue Ära einleiteten.

So wurden beispielsweise Waffen aus Eisen angefertigt und es sollte sich herausstellen, dass Kämpfer mit stählernen Schwertern, Äxten und Dolchen jenen Gegnern, die mit bronzenen Waffen kämpften, deutlich überlegen waren. Dies machte den wundersamen Werkstoff gleichzeitig so kostbar, dass eiserne oder stählerne Waffen zu beliebten Geschenken von und für den Adel wurden.

Eisen und Stahl im Mittelalter

Auch im Mittelalter noch konnte Eisen nur in recht kleinen Mengen produziert werden, meist war es pro Arbeitsgang weniger als ein Zentner. Die Öfen erreichten seinerzeit zudem keine sehr hohen Temperaturen.

Dies hatte zur Folge, dass das Eisen beim Verhüttungsprozess nicht komplett schmolz und so auch nur wenig Kohlenstoff aufnehmen konnte. Im Ergebnis kam ein Klumpen aus Eisen mit mäßigem Kohlenstoffgehalt und damit ein Stahlklumpen aus dem Ofen. Dieser Klumpen, die sogenannte Luppe oder Ofensau, war inhomogen, wies also eine uneinheitliche Dichte und Zusammensetzung auf.

Zudem war er mit Schlacke und anderen Rückständen verunreinigt. In einem zweiten Arbeitsgang musste die Luppe deshalb zerteilt, durchgeschmiedet und im Feuer verschweißt werden, damit der Rohstoff Stahl entstand.

Der Stahl wurde dann häufig in sogenannten Zainen, an den Kanten eingekerbten Stangen oder Bändern, verkauft. Diese wiederum wurden von Schmieden zu Waffen, Werkzeugen, Geräten und Alltagsgegenständen weiterverarbeitet.

Manchmal kauften Schmiede ihr benötigtes Material von Hütten- oder Hammerwerken. Oft stellten die Schmiede ihr Eisen aber auch selbst her. Dies war deshalb möglich, weil Eisen oder genauer verhüttbare Eisenerze sehr häufig vorkommen und somit an vielen Orten vorhanden waren. Heute wird kaum noch Eisenerz gewonnen, weil für die Produktion von hochwertigem Eisen einfachere und wirtschaftlichere Möglichkeiten zur Verfügung stehen als die Herstellung aus minderwertigen Erzen.

Früher war es jedoch nicht ganz so einfach, verschiedene Materialien und Waren zu transportieren. Deshalb war es oft die wirtschaftlichere Lösung, Eisen aus den schlechten Eisenerzen zu gewinnen, als den Rohstoff aus der Ferne teuer einzukaufen.

Aus dem ungeliebten Schweinseisen entwickelt sich Stahl

Kam es doch gelegentlich dazu, dass ein mittelalterlicher Schmelzofen so viel Hitze entwickelte, dass das Eisen komplett flüssig wurde, war das Ärgernis groß. Aus dem Ofen kam nämlich Roheisen, das durch seinen hohen Kohlenstoffgehalt zu spröde war, um etwas damit anfangen zu können.

Dieses Roheisen wurde auch Schweinseisen genannt und der Hüttemann oder Schmied war wenig erfreut darüber, dass er einerseits wertvolle Arbeitszeit vergeudet und andererseits Erz und Holzkohle verschwendet hatte. Erst einige Zeit später wurde die Entdeckung gemacht, dass aus Schweinseisen Stahl gewonnen werden kann, wenn Kohlenstoff entzogen wird.

Diese Entdeckung schaffte die Grundlage dafür, dass die Schmelzöfen allmählich größer werden und ihre Entwicklung in Richtung moderne Hochöfen antreten konnten. Bis dahin war es aber ein langer Weg, denn zunächst konnten in kleinen Frischherden nur überschaubare Mengen Stahl aus Roheisen gewonnen werden.

Für eine erste Verbesserung sorgte dann das Puddelverfahren, das im 18. Jahrhundert erfunden wurde. Trotzdem sollte es noch bis zur Erfindung der Bessemer-Birne dauern, bis Stahl tatsächlich in Massen produziert werden konnte. Die Weiterentwicklung zur Thomasbirne brachte schließlich die entscheidende Verbesserung mit sich. Ab jetzt war es möglich, Stahl kostengünstig und in den Mengen herzustellen, die die Industrie und das Handwerk brauchten.

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