S235JR: Technische Daten Stahl

01Stahl S235JR: Einführung und allgemeine Eigenschaften

Der Stahl S235JR ist ein unlegierter Baustahl in warmgewalzter Ausführung nach der Normenreihe EN 10025: Teil 2 legt die besonderen Anforderungen an die schweißgeeigneten Sorten mittlerer Festigkeit fest, Teil 1 der Europäischen Norm die allgemeinen technischen Lieferbedingungen. Für Flach- und Langerzeugnisse des Stahlbaus ist er damit die erste Wahl.

Die Bezeichnung folgt EN 10027-1: der Kennbuchstabe „S“ steht für die Verwendung im Stahlbau, die Zahl „235“ für die nominelle Mindeststreckgrenze in MPa bei Dicken bis 16 mm. Das Kurzzeichen „JR“ bezeichnet die Gütegruppe der Kerbschlagarbeit mit mindestens 27 J, geprüft bei +20 °C nach EN 10025-2; die allgemeinen Bedingungen enthält EN 10025-1.

In den offiziellen Herstellerdatenblättern wird S235JR als gut schweißgeeigneter, „weicher“ Stahl beschrieben, der sich auch biegen lässt, mit typischen Zugfestigkeiten von 360-510 MPa und einer Mindeststreckgrenze, die mit zunehmender Dicke leicht abnimmt, wie es die Norm vorsieht. Die zugesicherte Kerbschlagarbeit der Gütegruppe JR (27 J bei +20 °C) steht ausdrücklich in den technischen Lieferbedingungen für Bleche und Profile nach EN 10025-2 und stützt die Wahl bei üblichen tragenden Anwendungen, die keinen Betriebstemperaturen unter dem Gefrierpunkt ausgesetzt sind.

Im Bereich Fertigung und Rückverfolgbarkeit lautet die übliche Werkstoffkennzeichnung 1.0038 (S235JR) oder, je nach Variante, 1.0122 (S235JRC), wie firmeneigene Datenblätter im Einklang mit der europäischen Normung ausweisen. Für das Inverkehrbringen tragender Erzeugnisse in Gebäuden und Ingenieurbauwerken tritt zur Verwendung EN 10025-konformer Stähle die Konformität mit der Bauproduktenverordnung (CPR) und mit den Verfahren der CE-Kennzeichnung hinzu, was Transparenz über die erklärten Leistungen und die Produktionskontrollen schafft.

1.1S235JR im Vergleich zu herkömmlichen Stählen

Gegenüber einem allgemeinen „S235“ ohne Kurzzeichen legt der Stahl S235JR eine Anforderung an die Zähigkeit fest: eine Kerbschlagarbeit von mindestens 27 J bei +20 °C, die sich aus dem in EN 10027-1/EN 10025-2 festgelegten Kurzzeichen „JR“ ergibt. Die Variante „J0“ fordert 27 J bei 0 °C, „J2“ 27 J bei -20 °C - bei gleicher nomineller Streckgrenze, aber unterschiedlicher Eignung hinsichtlich der Einsatztemperatur.

Die nominellen Zugkennwerte (z. B. 360-510 MPa für viele Dickenbereiche) erfüllen die Anforderungen der EN 10025-2, mit abnehmender Streckgrenze bei steigender Dicke - ein Merkmal, das unlegierte Baustähle allgemein zeigen und das in den Lieferunterlagen dokumentiert ist.

Gegenüber „herkömmlichen“ niederfesten Stählen für den Stahlbau, die nicht nach der Normenreihe EN 10025 genormt sind, sichert S235JR harmonisierte europäische Anforderungen an Zusammensetzung, Prüfungen und Rückverfolgbarkeit zu und verringert damit die Unsicherheiten in Bemessung und Qualifizierung, die Erzeugnisse ohne eindeutige EN-Spezifikation mit sich bringen.

In den offiziellen Katalogen wird S235JR als gut schweißgeeignet und gut zerspanbar beschrieben, was auf den niedrigen Kohlenstoffgehalt und das Fehlen von Legierungselementen zurückgeht, die die Härtbarkeit erhöhen würden; damit unterscheidet er sich von legierten und mikrolegierten Stählen, die beim Schweißen und bei der Wärmebehandlung strengere Verfahren verlangen. Bei den Eigenschaften liegt der Unterschied zwischen S235JR und S235J0/J2 in der Kerbschlagzähigkeit in Abhängigkeit von der Temperatur, was für kalte oder stoßbeanspruchte Einsatzbedingungen zählt, während JR in gemäßigter Umgebung bei gleichen statischen Anforderungen die wirtschaftlichste Wahl ist.

Es bleibt fachlich geboten, automatische „Entsprechungen“ mit Sorten außerhalb der EN-Normen ohne dokumentarischen Nachweis zu vermeiden, denn Analysenbereiche, Prüfkriterien und Gütegruppen können auch bei gleicher erklärter Streckgrenze voneinander abweichen.

1.2Vorteile des S235JR für industrielle Anwendungen

Für den leichten und mittleren Stahlbau bietet der Stahl S235JR eine hohe Schweißeignung und Umformbarkeit bei überschaubaren Kosten und erleichtert Schneiden, Biegen und Zusammenbau in der Fertigung ohne vorbereitende Behandlungen, wie es die normkonformen Herstellerdatenblätter nach EN 10025-2 angeben. Die breite Verfügbarkeit von Formen und Abmessungen bei Flach- und Langerzeugnissen auf dem europäischen Markt erlaubt es, die Beschaffung zu optimieren und den Verschnitt zu senken, etwa im Bauwesen, im Maschinenbau und im allgemeinen Stahlbau.

Ein harmonisiertes Normenwerk (EN 10025-1/-2) stützt die Tragwerksplanung und die Konformitätsnachweise entlang der Lieferkette und senkt technische wie administrative Risiken in Ausschreibungen und auf der Baustelle. Auf der regulatorischen Seite fällt der Einsatz von S235JR in tragenden Bauteilen unter die Verfahren der CE-Kennzeichnung für Bauprodukte. Dazu gehören die Leistungserklärung (DoP) und die Systeme der werkseigenen Produktionskontrolle (FPC), die die Bauproduktenverordnung (CPR) und die Verfahren nach EN 1090-1 den Herstellern von Bauteilen vorschreiben.

Die Rückverfolgbarkeit über Abnahmeprüfzeugnisse nach EN 10204 (in der Regel 3.1) erlaubt es, die Prüfergebnisse der gelieferten Charge zuzuordnen, und ermöglicht damit Audits, Schweißverfahrensprüfungen und Wareneingangsprüfungen nach industrieller Qualitätspraxis. Für nicht kryogene Einsatzbedingungen und vorwiegend ruhende Belastung ist die Gütegruppe JR ein wirksamer Ausgleich zwischen Eigenschaften, Verfügbarkeit und Kosten; den Varianten J0/J2 bleiben die Fälle mit Anforderungen an die Kerbschlagarbeit bei tiefen Temperaturen.

1.3Normen und Zertifizierungen für S235JR

Die maßgebende Norm für den Stahl S235JR ist EN 10025-2, die die technischen Lieferbedingungen für unlegierte Baustähle festlegt, während EN 10025-1 die allgemeinen Bedingungen für warmgewalzte Flach- und Langerzeugnisse regelt.

Die Bezeichnung der Sorte folgt EN 10027-1, dem Bezeichnungssystem aus Kurznamen und Zahlen für Verwendung und Haupteigenschaften, zu dem auch die Kurzzeichen JR/J0/J2 der Gütegruppen gehören. Für das Inverkehrbringen von Bauprodukten gilt die Verordnung (EU) Nr. 305/2011 mit der Pflicht zur Leistungserklärung und zur CE-Kennzeichnung, gestützt auf die Verfahren zur Bewertung und Überprüfung der Leistungsbeständigkeit, wie sie die Europäische Kommission darlegt.

Hersteller tragender Stahlbauteile fallen in den Anwendungsbereich der EN 1090-1, was die Zertifizierung der werkseigenen Produktionskontrolle und die ordnungsgemäße Anbringung der CE-Kennzeichnung auf den in Europa in Verkehr gebrachten Erzeugnissen betrifft. Rückverfolgbarkeit und Konformität des Werkstoffs werden mit Dokumenten nach EN 10204 nachgewiesen: Das Abnahmeprüfzeugnis 3.1 führt die Prüfergebnisse der gelieferten Charge auf und ist von einem beauftragten, von der Fertigung unabhängigen Sachverständigen unterzeichnet.

Wer diese Normen und Zertifizierungen durchgängig anwendet, kann S235JR vollständig in Qualitätsmanagementsysteme, Schweißverfahrensprüfungen und technische Lastenhefte für Stahlbauwerke einbinden und dabei erklärte und überprüfbare Leistungen entlang der Lieferkette sicherstellen.

02Chemische Zusammensetzung des Stahls S235JR: Legierungselemente und normative Vorgaben

Die chemische Zusammensetzung des S235JR regelt EN 10025-2 für unlegierte Baustähle, mit Grenzwerten für C, Mn, P und S sowie für Begleitelemente wie Cu und N; das sichert die Schweißeignung und gleichbleibende Eigenschaften warmgewalzter Flach- und Langerzeugnisse. Die normkonformen Herstellerdatenblätter geben in der Regel C ≤ 0,17 %, Mn ≤ 1,40 %, P ≤ 0,035 %, S ≤ 0,035 %, Cu ≤ 0,55 % und N ≤ 0,012 % an - Werte, die dem S235JR gute Eigenschaften hinsichtlich Zerspanbarkeit und Schweißeignung im Stahlbau sichern.

Für größere Dicken lässt die Norm einen höheren Kohlenstoffgehalt zu: Mehrere Datenblätter nennen C max 0,20 % für t > 40 mm, während die Grenzwerte für P und S nach EN 10025-2 unverändert bleiben. Für Langerzeugnisse - also für den Stabstahl und die Profile, die das gesamte Programm in diesem Stahl ausmachen - erlaubt dieselbe Norm P und S um 0,005 % höher, also 0,040 % statt 0,035 %.

Für die Gütegruppe JR ist die Desoxidationsart FN vorgeschrieben: Die Norm schließt lediglich unberuhigte Stähle aus und verlangt keinen vollberuhigten Stahl, der nur für die Gütegruppen J2 und K2 vorgeschrieben bleibt. Der Stahl wird gleichwohl mit stickstoffabbindenden Elementen geliefert, in der Regel mit einem Gesamtaluminiumgehalt ≥ 0,020 %, wie es Leistungserklärungen und Kataloge für Stahlbauprofile beschreiben.

Für die Eignung zum Feuerverzinken verweist die Norm EN 10025-2:2019 (Option 5) auf die Einteilung in EN ISO 14713-2, Tabelle 1, die drei Kategorien nach der chemischen Zusammensetzung (Si, P) unterscheidet:

• Kategorie A: Si ≤ 0,030 % und Si + 2,5P ≤ 0,090 % (normale Reaktivität).
• Kategorie B: 0,14 % ≤ Si ≤ 0,25 % (P ≤ 0,035 %) (kontrollierte Reaktivität).
• Kategorie D: 0,25 % < Si ≤ 0,35 % (hohe Reaktivität - dickere Zinküberzüge).

Die Bestellung muss die geforderte Kategorie eindeutig angeben, damit Güte und Dicke des Überzugs gewährleistet sind.

Tabelle - chemische Zusammensetzung S235JR (typische Höchstwerte nach Datenblättern zu EN 10025-2)

Hinweis: Einige Datenblätter nennen für Dicken > 40 mm C max 0,20 %, bei im Übrigen unveränderter Zusammensetzung innerhalb der EN 10025-2. Das ist im chargenbezogenen Abnahmeprüfzeugnis 3.1 nach EN 10204 für die jeweilige Lieferpartie zu prüfen.

Die Kombination aus niedrigem C-Gehalt und begrenzten S- und P-Gehalten begründet die Merkmale des S235JR bei Schweißeignung und Kaltumformbarkeit, mit beherrschter Härtbarkeit und einem Verhalten beim Verzinken nach den oben genannten Einteilungen.

2.1Internationaler Werkstoffvergleich S235JR

Im europäischen System entspricht S235JR der Werkstoffnummer 1.0038 und findet sich in den historischen Bezeichnungen Fe360B/RSt37-2 wieder, wie technische Datenblätter und anerkannte Werkstoffübersichten ausweisen. Die Zuordnung bleibt dabei mit der chemischen Zusammensetzung des S235JR und mit der Anforderung der Gütegruppe „JR“ von 27 J bei +20 °C im Einklang.

Zu den für die Praxis genannten „ähnlichen“ Bezeichnungen gehören SS 1312 und Fe 360 BFN; sie sind als historische und handelsübliche Zuordnung zu lesen, nicht als verbindliche normative Entsprechung im Sinne der EN 10025. In der Handelsliteratur werden häufig funktionale Zuordnungen zu Normen außerhalb der EN vorgeschlagen (z. B. ASTM A36, GB Q235, JIS SS400): Sie helfen bei der Vorauswahl in der Beschaffung, ersetzen aber nicht die Prüfung der Prüfbescheinigungen und der projektspezifischen Eigenschaften.

Bei Qualifizierungen und Lastenheften empfiehlt es sich, normübergreifende „Entsprechungen“ als Vergleich von Leistungsbereichen zu behandeln - Streckgrenze, Zugfestigkeit, Kerbschlagarbeit - und nicht als normative Gleichsetzung, was einen genauen Vergleich von chemischer Analyse, Gütegruppe und Lieferbedingungen verlangt. Bei Anwendungen mit CE-Kennzeichnung und Leistungserklärung muss sich die Konformität weiterhin auf EN 10025-2 und auf die richtige Kennzeichnung der Sorte S235JR beziehen, unabhängig von handelsüblichen Analogien zu Sorten außerhalb der EU.

03Mechanische Eigenschaften des Stahls S235JR: Kennwerte und Tragverhalten

Für den Stahl S235JR legt EN 10025-2 die mechanischen Anforderungen in Abhängigkeit von Dicke und Lieferzustand fest, mit einer Mindeststreckgrenze von 235 MPa bei t ≤ 16 mm und einer typischen Zugfestigkeit von 360-510 MPa; dazu kommt die für die Bezeichnung JR kennzeichnende Mindest-Kerbschlagarbeit von 27 J bei +20 °C. Die normkonformen Datenblätter zeigen die fortschreitende Abnahme der Streckgrenze mit zunehmender Dicke und die zugehörigen Mindestwerte der Bruchdehnung für Längs- und Querproben, im Einklang mit den Bereichen der Norm.

Die üblichen Lieferzustände des S235JR sind +AR (wie gewalzt) und +N (normalgeglüht/normalisierend gewalzt); sie sind in Bestellung und Kennzeichnung ausdrücklich anzugeben, weil sie die Prüfungen und die Qualifizierung des Werkstoffs beeinflussen. Der niedrige Kohlenstoffgehalt und die Gütegruppe JR ergeben zusammen gute „S235JR-Merkmale“ für den allgemeinen Stahlbau, mit einwandfreier „S235JR-Schweißeignung“ und ausreichender Zähigkeit bei Raumtemperatur.

3.1Mechanische Eigenschaften des S235JR im „geglühten“ Zustand

EN 10025-2 sieht für S235JR keinen Zustand „vollständig geglüht“ vor, sondern die Zustände +AR, +N und +M, die in die Bezeichnung bei Bestellung und Lieferung aufzunehmen sind. In der Praxis nennt das normkonforme Datenblatt für den Ausgangszustand +AR in der Regel ReH ≥ 235 MPa für t ≤ 16 mm, ReH ≥ 225 MPa für 16 < t ≤ 40 mm, Rm 360-510 MPa sowie A5/A80 nach der Tabelle für Dicke und Prüfrichtung. Im Zustand +N bleiben die mechanischen Anforderungen die der EN 10025-2, wobei der Lieferzustand ausdrücklich im Zeugnis nach EN 10204 und in der Kennzeichnung des Erzeugnisses anzugeben ist.

Das Normalglühen +N macht Zähigkeit und Verhalten im Kerbschlagbiegeversuch gleichmäßiger als der Zustand +AR - was mit Schmelzen- und Chargenprüfungen und anhand der Projektvorgaben zu bestätigen ist.

Tabelle - mechanische Eigenschaften S235JR (normkonforme Auszüge)

Die Werte beziehen sich auf Längsproben, die für Stabstahl und Profile maßgebende Richtung. Die Abstufung endet bei 250 mm, weil EN 10025-2 oberhalb dieses Maßes nur noch Flacherzeugnisse abdeckt. Für die Gütegruppe JR sind die 27 J zwar vorgeschrieben, der Kerbschlagbiegeversuch wird aber nur ausgeführt, wenn er bei der Bestellung gefordert wird.

3.2Festigkeit des S235JR im vergüteten Zustand

Stähle, die im vergüteten Zustand (Härten und Anlassen) geliefert werden, behandelt EN 10025-6 für die Sorten mit hoher Streckgrenze im Zustand Q+T. S235JR gehört dagegen zu EN 10025-2 für unlegierte Baustähle und ist im vergüteten Lieferzustand nicht vorgesehen.

Für vergüteten S235JR gibt es in EN 10025-2 daher keine Anforderungen an die Sorte, und ein besonderer Wärmebehandlungszyklus muss vereinbart und über Prüfungen an der Charge nach dem Abschnitt Prüfungen und Bescheinigungen derselben Norm qualifiziert werden. Wo ein Projekt die Eigenschaften eines Vergütungsstahls verlangt, führt der Weg über Sorten nach EN 10025-6 oder über eigene Lastenhefte, nicht über Gleichsetzungen ohne normative Grundlage.

3.3Härte des S235JR nach der Wärmebehandlung

EN 10025-2 schreibt keine „S235JR-Härte“ auf Ebene der Sorte vor, denn die Konformität wird über Zug- und Kerbschlagbiegeversuche nachgewiesen und nicht über verbindliche HB/HV-Werte. Härtewerte, die Hersteller angeben, sind typische Anhaltswerte und gemeinsam mit dem Lieferzustand und den nach EN 10204 bescheinigten mechanischen Eigenschaften zu lesen; eine normative Anforderung an die Sorte sind sie nicht.

Für Wareneingangsprüfungen oder Zusammenhänge mit der „S235JR-Zerspanbarkeit“ und dem Verschleiß sind die Abnahmeprüfzeugnisse 3.1 heranzuziehen und, wo vorgesehen, zusätzliche bei der Bestellung vereinbarte Prüfungen nach den Optionen der Norm zu fordern.

3.4Kerbschlagzähigkeit und Zähigkeit des S235JR

Die Bezeichnung JR verlangt eine Kerbschlagarbeit von mindestens 27 J bei +20 °C an der längs entnommenen Charpy-V-Probe - eine Anforderung, die sowohl EN 10025-2 als auch die technischen Datenblätter zur Lieferung der Sorte S235JR nennen. Die Mindestwerte der Kerbschlagarbeit ändern sich mit der Gütegruppe J0/J2 für 0/-20 °C; für die „S235JR-Eigenschaften“ ist die Gütegruppe JR ausdrücklich bei +20 °C nachgewiesen.

Die Lieferung im Zustand +N kann das Gefüge gleichmäßiger machen und wirkt sich damit günstig auf die Beständigkeit der Zähigkeit im Betrieb aus, doch bleibt der Nachweis eine Frage von Versuchen an der jeweiligen Charge.

3.5Ermüdung und dynamisches Verhalten des S235JR

Den Ermüdungsnachweis in Stahltragwerken regelt Eurocode 3 - EN 1993-1-9, der mit Kerbfällen und Wöhlerlinien arbeitet, die bei den gängigen Baustählen nicht allein von der Streckgrenze abhängen, und der S235JR in seinen Anwendungsbereich einschließt.

Die Schwingfestigkeit hängt damit vom Konstruktionsdetail, von der Güte der Verbindungen und der Oberflächenausführung und von den Korrekturbeiwerten der Tabellen des Regelwerks ab, weniger vom Wechsel von S235JR zu anderen Sorten derselben Familie. Bei dynamischen und zyklischen Einwirkungen muss die Bemessung die zutreffenden Kerbfälle, die Teilsicherheitsbeiwerte γMf und etwaige Dickeneinflüsse nach den Abschnitten und Tabellen der EN 1993-1-9 ansetzen.

04Physikalische Eigenschaften des Stahls S235JR: thermische und mechanische Kennwerte

Zu den typischen physikalischen Eigenschaften des Stahls S235JR für Berechnung und Konstruktion gehören eine Dichte von etwa 7,8-7,85 g/cm³, ein Elastizitätsmodul E ≈ 210 GPa, eine Poissonzahl ν ≈ 0,3 und ein Schubmodul G ≈ 81 GPa, wie die offiziellen Herstellerdatenblätter zu S235JR nach EN 10025-2 sie aufführen. Dieselben Datenblätter enthalten thermische Kennwerte, etwa die mittlere Wärmeausdehnung im Bereich 20-300 °C und die spezifische Wärmekapazität um 50-100 °C. Sie werden üblicherweise verwendet, um thermische Wirkungen in Fertigung und Betrieb vorherzusagen. Die Wärmeleitfähigkeit beträgt 53,3 W/(m·K) bei 20 °C und die spezifische Wärmekapazität 440 J/(kg·K), berechnet nach den Formeln der EN 1993-1-2 und im Einklang mit den technischen Datenblättern zur Lieferung von S235JR/1.0038; sie helfen bei Energieabschätzungen für das Schweißen und für Oberflächenbehandlungen.

Da EN 10025-2:2019 für physikalische Größen keine verbindlichen Anforderungen stellt, sollte die Bemessung die in den Modellen angesetzten Werte mit denen abgleichen, die der Lieferant für die jeweilige Lieferpartie bescheinigt oder angibt - besonders bei thermisch-mechanischen Berechnungen.

Wichtigste Kennwerte für die Bemessung

• E-Modul E≈210 GPa, typischer Wert für die elastische Bemessung von Bauteilen und Verbindungen aus Stahl S235JR nach der Praxis der Hersteller und der angewandten Fachliteratur.
• Poissonzahl ν ≈ 0,3 und Schubmodul G ≈ 81 GPa, Kennwerte, die zu warmgewalzten unlegierten Baustählen passen und für Schub- und Torsionsberechnungen dienen.
• Dichte 7800/7850 kg/m³, Bezugswert für die Bewertung von Eigengewichten, Massenträgheiten und Transporten im Stahlbau mit normkonformen S235JR-Eigenschaften.

Thermische Bezugswerte

• Mittlerer Wärmeausdehnungskoeffizient im Bereich 20-300 °C: Größe, die man braucht, um Spiele, Toleranzen und Schwindungen bei der S235JR-Zerspanbarkeit zu beherrschen.
• Wärmeleitfähigkeit bei 20-25 °C: nützlich für die Beurteilung örtlicher Temperaturzyklen beim Schweißen und beim thermischen Trennen, wobei die S235JR-Wärmebehandlung keine Anforderung an die Sorte ist.
• Spezifische Wärmekapazität um 20-100 °C: Parameter für Energiebilanzen und thermomechanische Simulationen.

Anwendungshinweise und Toleranzen

Weil sie mit Temperatur und Gefüge streuen, sind die „typischen“ Werte der S235JR-Merkmale für die konkrete Lieferung zu bestätigen. Das gilt besonders bei thermisch-mechanischen Berechnungen oder bei Verfahren mit starken Temperaturgradienten, wo die Übereinstimmung zwischen Bemessung und chargenbezogener Bescheinigung nach EN 10204 nachzuprüfen ist.

Bei Bauteilen, die wiederholt erwärmt oder feuerverzinkt werden, ist die von den Herstellern angegebene Klasse der chemischen Zusammensetzung für das Verzinken mit den thermischen Kennwerten oben abzustimmen, um Verzug und Eigenspannungen in S235JR-Anwendungen des Stahlbaus zu begrenzen.

05Wärmebehandlungen des Stahls S235JR: Verfahren und optimale Parameter

Für den Stahl S235JR regelt EN 10025-2:2019 die Lieferung in den Zuständen +AR (wie gewalzt), +N (normalgeglüht/normalisierend gewalzt) und +M, sieht aber keine Anforderungen an die Sorte im vergüteten Zustand vor. Die „S235JR-Wärmebehandlung“ ist deshalb vor allem als Normalglühen oder Spannungsarmglühen zu verstehen und nicht als ein von der Norm vorgeschriebener Zyklus aus Härten und Anlassen.

Die normkonformen Datenblätter weisen zudem darauf hin, dass der Werkstoff nicht zum Härten auf hohe Härtewerte bestimmt ist, sich aber für die Gleichmäßigkeit des Gefüges oder zum Abbau von Eigenspannungen normalglühen oder spannungsarmglühen lässt - bei eindeutiger Kennzeichnung des Lieferzustands und mit dem zugehörigen Zeugnis nach EN 10204.

Bei „S235JR-Zerspanbarkeit“ und „S235JR-Schweißeignung“ sollte die Temperaturführung Zyklen bevorzugen, die die für die „chemische Zusammensetzung des S235JR“ typische niedrige Härtbarkeit erhalten, und so das Risiko einer Versprödung sowie unerwünschte Änderungen der Zähigkeit begrenzen.

5.1Härten des S235JR: Temperaturen und Verfahren

Die offiziellen Quellen fordern das Härten für S235JR nicht und qualifizieren es nicht als Lieferzustand; sie halten fest, dass die Sorte nicht für Härtebehandlungen bestimmt ist, und stellen stattdessen Normalglühen und Spannungsarmglühen als zulässige, im Zeugnis nachvollziehbare Praxis heraus.

Einige Herstellerdatenblätter nennen für die Anwendung Anhaltswerte von 920 °C für das Austenitisieren mit Abschrecken in Wasser und stellen klar, dass solche Zyklen nicht zu den Vorgaben der EN 10025-2:2019 gehören und daher nur nach technischer Vereinbarung und versuchstechnischer Absicherung an der Charge in Betracht kommen. Dazu gehört der Hinweis, den dieselben Datenblätter über ihre Tabelle setzen: Diese Temperaturen gelten für eine Analyse in der Nähe von C 0,10 %, Mn 0,50 % und Si 0,20 %, also für eine Schmelze am unteren Rand des Analysenbereichs und nicht für die gesamte Bandbreite der Sorte, die C bis 0,17 % und über 40 mm Dicke bis 0,20 % zulässt. Wo eine hohe „S235JR-Härte“ gefordert wird, ist fachlich in der Regel die Wahl einer für das Vergüten geeigneten Sorte (EN 10025-6) richtig und nicht das Aufzwingen von Härtezyklen auf S235JR, damit keine Eigenschaften zugesagt werden, für die die Sorte keine Gewähr bietet.

5.2Anlassen des S235JR: optimale Parameter

Wird an Bauteilen aus S235JR für Anforderungen außerhalb der Norm gehärtet, nennen die Herstellerdatenblätter nach dem Abschrecken übliche Anlasstemperaturen von 540-665 °C an Luft und, wenn der Zyklus aus Normalglühen und Anlassen besteht, von 540-650 °C. Als Betriebsregel gilt ein Spannungsarmglühen nach dem Schweißen rund 50 °C unter der gewählten Anlasstemperatur, stets mit anschließendem Nachweis über mechanische Prüfungen an der Charge.

Solche Zustände gelten gegenüber EN 10025-2:2019 als „außerhalb der Norm“ und verlangen eine eindeutige Angabe des Wärmebehandlungszustands im Zeugnis nach EN 10204, mit gezielten Prüfungen der Kerbschlagarbeit, der Zugkennwerte und - falls vereinbart - der Härte, damit die vom Projekt geforderten „S235JR-Merkmale“ gesichert sind.

Bei zähigkeitskritischen Anwendungen kann ein sachgerechtes Anlassen nach scharfen Erwärmungs- und Abkühlzyklen Spannungsgradienten und die Streuung der Eigenschaften in der Wärmeeinflusszone verringern, ersetzt aber die Anforderungen an die Sorte nicht.

5.3Normalglühen des S235JR: Bedingungen und Anwendungen

Das Normalglühen ist die „S235JR-Wärmebehandlung“, die fachlich am besten zur Norm passt: Sie gehört zum Lieferzustand +N nach EN 10025-2:2019 und wird in den Angaben zur Bestellung und in der Kennzeichnung des Erzeugnisses ausdrücklich genannt.

Die technischen Datenblätter nennen eine Normalglühtemperatur von 920 °C mit Abkühlung an Luft, die das Gefüge vereinheitlichen und die „S235JR-Eigenschaften“ für die weitere Bearbeitung oder den Betrieb stabilisieren soll - einschließlich möglicher Anforderungen an das Richten oder späterer Wärmezyklen. Für diese Sorte empfehlen sie das Normalglühen +N, mit dem oben genannten Vorbehalt zur Zusammensetzung der Schmelze. Bei Erzeugnissen, die im Zustand +N geliefert werden, erklären sie Warmumformen und/oder ein weiteres Normalglühen für zulässig, sofern es dokumentiert ist und den mit dem Abnahmeprüfzeugnis 3.1 nach EN 10204 gelieferten Chargenangaben entspricht.

5.4Qualitätssicherung der Wärmebehandlungen am S235JR

Die Qualitätssicherung muss an den Anforderungen der EN 10025-2:2019 für Zugversuch und Kerbschlagbiegeversuch der Gütegruppe JR (27 J bei +20 °C) ansetzen und sich an den Optionen der Norm für zusätzliche Prüfungen ausrichten, wobei Behandlungszustand und Prüfergebnisse der gelieferten Charge in den Abnahmeprüfzeugnissen 3.1 nach EN 10204 festgehalten werden.

Die Dokumentenprüfung umfasst die Übereinstimmung des Lieferzustands (+AR, +N, +M) mit den „S235JR-Anwendungen“ und mit den vertraglich vereinbarten Leistungen des Lastenhefts, einschließlich einer möglichen Forderung nach Wiederholungsprüfungen nach der Wärmebehandlung, um die endgültigen „S235JR-Eigenschaften“ zu bestätigen.

Bei kritischen Bauteilen kann es sinnvoll sein, metallografische Untersuchungen und Prüfungen der „S235JR-Härte“ zur Korrelation hinzuzunehmen, auch wenn die Härte in EN 10025-2 keine verbindliche Anforderung an die Sorte ist - sofern sie als zusätzliche Prüfung vereinbart wird.

5.5Häufige Fehler und Abhilfen bei der Wärmebehandlung des S235JR

Bei Wärmebehandlung und Schweißen von S235JR ist nicht die zu hohe Härtbarkeit das typische Risiko, sondern die wasserstoffinduzierte Kaltrissbildung in dicken Verbindungen oder bei hohem Wasserstoffeintrag; beherrscht wird sie über ein Vorwärmen, das nach den Verfahren der EN 1011-2 auf Basis des Kohlenstoffäquivalents (CEV/CET) berechnet wird.

Die industriellen Regelwerke, die EN 1011-2 umsetzen, berechnen das Vorwärmen aus CEV/CET, kombinierter Dicke, Wärmeeinbringen und diffusiblem Wasserstoff des Zusatzwerkstoffs und geben Kurven oder Tabellen an, mit denen sich sichere Vorwärm- und Zwischenlagentemperaturen für die „S235JR-Schweißeignung“ festlegen lassen.

Die niedrigen Gehalte an Kohlenstoff und Legierungselementen in der „chemischen Zusammensetzung des S235JR“ ergeben ein niedriges CEV und damit in der Regel moderate Vorwärmtemperaturen; festgelegt werden sie am Ende aber nach EN 1011-2 mit den tatsächlichen Parametern von Verbindung, Zusatzwerkstoff und wirklicher Dicke, und die Werte gehören in den Schweißplan und in die Fertigungsdokumentation.

06Industrielle Anwendungen des Stahls S235JR: Branchen und strategische Einsatzfelder

Der Stahl S235JR ist ein unlegierter Baustahl für geschweißte und kaltumgeformte Konstruktionen, der als Flach- und Langerzeugnis in tragenden Bauteilen unter mäßigen statischen Belastungen eingesetzt wird, mit guter Schweißeignung und Umformbarkeit.

Die technischen Datenblätter und die Bezugsnormen bestätigen den Einsatz im allgemeinen Metallbau, mit breiter industrieller Verfügbarkeit und einer Kerbschlagarbeit der Gütegruppe JR (27 J bei +20 °C), die für den Betrieb in gemäßigter Umgebung ausreicht. Die Möglichkeit des Feuerverzinkens nach den für S235JR angegebenen Klassen der chemischen Zusammensetzung erleichtert den Korrosionsschutz exponierter Tragwerke und Stahlbauteile.

6.1Anwendungen des S235JR in der Automobilindustrie

In der klassischen Automobilindustrie findet S235JR Verwendung in sekundären tragenden Bauteilen und in nicht kritischen Hilfsrahmen, wo Schweißeignung und geringe Kosten zählen - im Einklang mit der Bestimmung für „geschweißte Konstruktionen“ und mit dem Charakter eines Baustahls nach EN 10025-2:2019 mit niedriger Härtbarkeit. Für Transportsysteme und leichte Fahrzeugaufbauten wird er in Halterungen, Konsolen und Karosserierahmen ohne Anforderungen an hohe Festigkeit eingesetzt, bei Bedarf feuerverzinkt nach der für S235JR angegebenen Einteilung der Eignung.

Wo Zähigkeit bei tiefen Temperaturen oder eine höhere Streckgrenze gefordert ist, greift man in der Regel auf die Varianten J0/J2 oder auf höhere Sorten derselben Familie EN 10025-2 zurück und vermeidet nicht genormte Entsprechungen.

6.2S235JR im Werkzeugmaschinenbau

In Maschinen und Anlagen dient S235JR für Grundrahmen, Gestelle, Gehäuse und geschweißte Tragkonstruktionen, bei denen Ebenheit, einfaches Schneiden und Biegen sowie überschaubare Kosten gefragt sind - ohne das Vergüten, das die Sorte nicht vorsieht.

Die Verfügbarkeit warmgewalzter Bleche und Profile auf Anfrage, mit guten Maßtoleranzen, erleichtert es, Gestelle und Maschinenbetten über Schweißen und - wo gefordert - normalisierendes Walzen (+N) zu standardisieren. Die Eignung zum Feuerverzinken oder zur Industrielackierung stützt den Einsatz in Produktionsumgebungen mit mäßiger Belastung, sofern Zusammensetzung und Überzug aufeinander abgestimmt werden.

6.3S235JR im Maschinenbau und im Bauwesen

S235JR wird im Stahlbau für Gebäude, Hallen, Treppen, Laufstege und Hilfskonstruktionen breit eingesetzt, dank seiner Schweißeignung und der Vielfalt der Formate bei Flach- und Langerzeugnissen nach EN 10025-2. Die Einordnung als Baustahl und die genormten mechanischen Anforderungen (ReH ≥ 235 MPa für t ≤ 16 mm; KV 27 J bei +20 °C) machen ihn zur ersten Wahl für Bauteile unter vorwiegend ruhender Belastung in gemäßigtem Klima.

Bei Bauteilen mit CE-Kennzeichnung greifen nach der Wahl eines EN 10025-2-konformen Werkstoffs die Konformitätsverfahren nach der Bauproduktenverordnung (CPR) und die Praxis der EN 1090-1.

6.4Spezielle Einsatzbereiche des S235JR

Für Tragwerke, die feuerverzinkt werden sollen, gibt es S235JR in Varianten mit Klassen der chemischen Zusammensetzung, die den Überzug vorhersehbar machen - nützlich bei leichten Infrastrukturbauten, Außentreppen und Geländern. Im Bereich industrieller Dienstleistungen und des leichten Anlagenbaus erlaubt die Eignung für geschweißte Konstruktionen den Einsatz in Rahmen, Böcken, Halterungen und Hilfskonstruktionen, mit Qualitätssicherung über Abnahmeprüfzeugnisse 3.1 nach EN 10204. Werden höhere Eigenschaften oder Zähigkeit bei tiefen Temperaturen gefordert, sind die Sorten S275/S355 und/oder die Gütegruppen J0/J2 desselben Normenwerks vorzuziehen.

6.5Leistungsvergleich mit anderen Stählen

Die Tabelle stellt die typischen normativen Anforderungen an S235JR den benachbarten Sorten derselben Familie gegenüber und zeigt so Einsatzbereiche und Bemessungsreserven, mit Daten nach EN 10025-2:2019 und nach Herstellerdatenblättern.

Die Wahl zwischen S235JR, S275JR und S355JR richtet sich nach den Anforderungen an Streckgrenze, Zähigkeit und Masse. Abzuwägen sind sie mit der „S235JR-Schweißeignung“ und mit den Verbindungsdetails, die nach den Eurocodes die Schwingfestigkeit bestimmen, sowie mit der industriellen Verfügbarkeit und den vorgesehenen Korrosionsschutzsystemen. Für das Verzinken und den Oberflächenschutz stützt die Einteilung der Eignung der S235JR-Varianten Entscheidungen zur Oberflächenbehandlung, die zur „chemischen Zusammensetzung des S235JR“ passen.

07Häufige Fragen zum Stahl S235JR: technische Antworten für Fachleute

Es folgt eine Auswahl praxisnaher Fragen zu S235JR, mit Verweisen auf die EN-Normen und auf normkonforme technische Datenblätter für Konstruktion, Einkauf und Qualitätssicherung.

7.1Was bedeutet das Kurzzeichen „JR“ in S235JR?

Das Kurzzeichen JR sagt, dass der Stahl eine Kerbschlagarbeit von mindestens 27 J bei +20 °C an der Charpy-V-Probe erbringt - nach der Bezeichnung gemäß EN 10027-1 und den Anforderungen der EN 10025-2:2019 für unlegierte Baustähle.

7.2Was unterscheidet S235, S235JR, S235J0 und S235J2?

Alle haben bei kleinen Dicken dieselbe nominelle Streckgrenze von 235 MPa; JR/J0/J2 unterscheiden sich in der Temperatur, bei der die Kerbschlagarbeit zugesichert ist: 27 J bei +20 °C (JR), 27 J bei 0 °C (J0), 27 J bei -20 °C (J2) nach EN 10027-1 und den Tabellen der EN 10025-2.

7.3Welche mechanischen Mindestanforderungen gelten üblicherweise für die Sorte?

Für viele Formate der Flach- und Langerzeugnisse gelten ReH ≥ 235 MPa für t ≤ 16 mm, eine Zugfestigkeit von etwa 360-510 MPa und eine Kerbschlagarbeit von 27 J bei +20 °C, nach EN 10025-2:2019 und den normkonformen Datenblättern der Sorte S235JR.

7.4Welche Höchstgehalte gelten als Anhaltswerte für die chemische Zusammensetzung des S235JR?

Normkonforme technische Datenblätter nennen als typische Grenzwerte C ≤ 0,17 %, Mn ≤ 1,40 %, P ≤ 0,035 %, S ≤ 0,035 %, Cu ≤ 0,55 % und N ≤ 0,012 %, im Einklang mit dem Profil eines unlegierten Baustahls nach EN 10025-2.

7.5Ist S235JR schweißgeeignet, und welche Regelwerke gelten für die Qualifizierung?

Der niedrige Kohlenstoffgehalt und die Einordnung in EN 10025-2:2019 machen ihn für geschweißte Konstruktionen geeignet. Die Dokumentation der Charge muss ein Zeugnis nach EN 10204 (in der Regel 3.1) enthalten und, wo nötig, die Prüfung des Kohlenstoffäquivalents für die Verfahren nach der in den technischen Regelwerken beschriebenen Praxis der EN 1011-2.

7.6Ist er zum Feuerverzinken geeignet?

Die Datenblätter zu S235JR ordnen die Eignung nach dem Siliciumgehalt ein (Klassen für das Verzinken), um Dicke und Aussehen des Überzugs vorherzusagen, und geben dazu Bereiche für Si und P an, die den Korrosionsschutz unterstützen.

7.7Welche Lieferzustände sind vorgesehen, und wie wirken sie sich auf die Eigenschaften aus?

Zulässig sind die Zustände +AR (wie gewalzt), +N (normalgeglüht/normalisierend gewalzt) und +M nach EN 10025-2; der Zustand gehört in die Bezeichnung und beeinflusst die Gleichmäßigkeit des Gefüges sowie das Verhalten im Kerbschlagbiegeversuch.

7.8Welche Dokumente und Kennzeichnungen sind für tragende Anwendungen in Bauwerken erforderlich?

Für tragende Bauteile, die in der EU in Verkehr gebracht werden, gelten die Verfahren der CE-Kennzeichnung nach EN 1090-1 mit einer von einer notifizierten Stelle zertifizierten werkseigenen Produktionskontrolle (FPC), dazu die Werkstoffbescheinigungen nach EN 10204, die die Rückverfolgbarkeit von Prüfungen und Konformität sichern.

7.9Eignet sich S235JR für Ermüdungsnachweise nach den Eurocodes?

Die Schwingfestigkeit behandelt EN 1993-1-9 über Kerbfälle und Wöhlerlinien, in denen die Sorte S235JR als Baustahl geführt wird; das Ermüdungsverhalten hängt vor allem vom Konstruktionsdetail und von der Güte der Verbindung ab.

7.10Ist die Härte durch Anforderungen an die Sorte geregelt oder nur ein Anhaltswert?

EN 10025-2:2019 legt keine „S235JR-Härte“ als verbindliche Anforderung an die Sorte fest, denn die Konformität beruht auf Zugversuch und Kerbschlagbiegeversuch; HB/HV-Werte in Datenblättern sind informativ und gemeinsam mit dem Lieferzustand und den Prüfungen nach 3.1 zu lesen.

08Das Lieferprogramm von Siderticino für Stahl S235JR: spezialisierte Lösungen

Siderticino stellt S235JR in einem gezielt zusammengestellten Programm für Stahlbau und leichten Maschinenbau bereit, konform mit EN 10025-2:2019 für unlegierte Baustähle und mit dokumentierter Rückverfolgbarkeit nach EN 10204. Das Programm in diesem Stahl besteht ausschließlich aus kaltgezogenem Stabstahl und Profilen im Lieferzustand unbehandelt: Rund-, Vierkant-, Flach- und Sechskantstahl sowie Winkelstahl und L-Profil. Warmgewalztes Material ist nicht ab Lager verfügbar und wird auf Anfrage geprüft.

Bezugsnormen und Bezeichnung

Alle Erzeugnisse aus S235JR unterliegen für die technischen Lieferbedingungen der EN 10025-2:2019, während die Bezeichnung JR aus dem System der EN 10027-1 stammt und 27 J bei +20 °C im Kerbschlagbiegeversuch an der Charpy-V-Probe fordert. Die richtige Angabe von Lieferzustand (+AR/+N/+M, soweit zutreffend) und Gütegruppe in den Bestellunterlagen gehört wesentlich zur Konformität der Sorte. Die Lieferbedingungen des warmgewalzten Erzeugnisses richten sich nach EN 10025-2:2019, die von uns verkauften Blankstahlerzeugnisse dagegen nach EN ISO 683-7:2024, die diesen Stahl als S235JRC (1.0122) bezeichnet: Das C steht für die Eignung zum Kaltziehen, nicht für eine andere Zusammensetzung.

Bei Flachstahl und Sonderprofilen kann die Dehngrenze um -10 % und die Zugfestigkeit um ±10 % abweichen. Unter 5 mm und über 100 mm werden die mechanischen Eigenschaften bei der Bestellung vereinbart. Dehngrenze und Bruchdehnung dieser Tabelle sind seit der ersten Ausgabe der Norm für Blankstahlerzeugnisse unverändert, überprüft am Text der EN 10277-2:1999.