Kohlenstoffstahl vs. Gusseisen: Was ist der Unterschied?

John
12. April 2025

Bei Kochgeschirr ist Kohlenstoffstahl leichter und erhitzt sich schnell, sodass eine bessere Kontrolle möglich ist, während Gusseisen schwerer ist, die Wärme länger speichert und ein gleichmäßiges Kochen gewährleistet.

Da es sich bei Kohlenstoffstahl und Gusseisen um beliebte Materialien in der Fertigung handelt, hängt die Wahl von den spezifischen Anforderungen der Anwendung ab. Kohlenstoffstahl wird bevorzugt für Festigkeit, Flexibilität und einfache Verarbeitung, während Gusseisen wird verwendet für seine Härte, Verschleißfestigkeit und Fähigkeit, in komplexe Formen gegossen zu werden.

SteelPro-Gruppe Wir gehen auf die wichtigsten Unterschiede zwischen Kohlenstoffstahl und Gusseisen ein. Am Ende erhalten Sie einen tieferen Einblick in deren Vorteile beim Kochen oder in der Fertigung.

Was ist Kohlenstoffstahl?

Kohlenstoffstahl ist eine Legierung aus Eisen und Kohlenstoff mit einem Kohlenstoffgehalt zwischen 0,05% und 2,0%. Der Kohlenstoffgehalt beeinflusst Härte, Festigkeit und Formbarkeit. Es gibt drei Arten von Kohlenstoffstahl:

Kohlenstoffarmer Stahl (0,05% bis 0,3% Kohlenstoff) wird in Autoteilen und Rohrleitungen verwendet, da es sich leicht formen und schweißen lässt.
Mittelkohlenstoffstahl (0,3% bis 0,6% Kohlenstoff) verfügt über ein Gleichgewicht aus Festigkeit und Flexibilität und wird in Maschinen und Strukturkomponenten verwendet.
Kohlenstoffstahl (0,6% bis 2,0% Kohlenstoff) ist sehr hart und wird für Werkzeuge, Messer und Schneidkanten verwendet.

Kohlenstoffstahl ist robust und erschwinglich, kann aber ohne Schutz rosten, da er nicht über die Korrosionsbeständigkeit von Edelstahl verfügt.

Was ist Gusseisen?

Gusseisen ist eine Legierung mit mehr als 2% Kohlenstoff. Es lässt sich leicht in komplexe Formen gießen. Die häufigste Art ist Grauguss, das Graphit enthält und in Motorblöcken, Rohren und Kochgeschirr verwendet wird.

Andere Typen umfassen weißes Gusseisen, das härter und spröder ist, und duktiles Gusseisen, das härter und flexibler ist. Gusseisen absorbiert Vibrationen gut und ist daher für Motoren und Industriemaschinen geeignet.

Gusseisen ist jedoch spröde und kann unter Belastung reißen. Es ist zwar korrosionsbeständig, insbesondere in feuchter Umgebung, ist jedoch weniger flexibel als Kohlenstoffstahl und kann leichter brechen.

Kohlenstoffstahl vs. Gusseisen: Vor- und Nachteile im Schnellcheck

Kohlenstoffstahl eignet sich am besten für Strukturträger, Werkzeuge, Rohrleitungen und Maschinenteile, die Festigkeit und Flexibilität erfordern.
Gusseisen eignet sich am besten für Motorkomponenten, Bremsscheiben, Kochgeschirr und Hydraulikverteiler, bei denen Haltbarkeit und Hitzebeständigkeit erforderlich sind.

Kohlenstoffstahl
Profis	Nachteile
Hohes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht	Anfällig für Rost
Ausgezeichnete Duktilität	Höhere Kosten
Schweißeignung	Eingeschränkte Gießbarkeit
Wiederverwertbarkeit	Geringere Verschleißfestigkeit
Gusseisen
Profis	Nachteile
Überlegene Gießbarkeit	Sprödigkeit
Ausgezeichnete Verschleißfestigkeit	Schlechte Schweißeignung
Schwingungsdämpfung	Schweres Gewicht
Hohe thermische Stabilität	Rostanfälligkeit

Kohlenstoffstahl vs. Gusseisen: Zusammensetzung

Um den Hauptunterschied schnell zu beantworten: Kohlenstoffstahl enthält 0,05–2,0% Kohlenstoff, während Gusseisen hat 2,0–4,0% Kohlenstoff, wodurch Gusseisen spröder wird, sich aber hervorragend zum Gießen komplexer Formen eignet. Nachfolgend finden Sie eine detaillierte Aufschlüsselung:

Element	Kohlenstoffstahl	Gusseisen	Hauptunterschied
Kohlenstoff (C)	0,05–2,0%	2.0–4.0%	Gusseisen enthält 2–4x mehr Kohlenstoff, was zu Sprödigkeit durch Graphit führt.
Silizium (Si)	0,15–0,35%	1,0–3,0%	Gusseisen benötigt mehr Silizium zur Graphitbildung.
Mangan (Mn)	0,30–1,5%	0,2–1,0%	Kohlenstoffstahl enthält zur Erhöhung der Festigkeit mehr Mangan.
Schwefel (S)	≤0,05%	≤0,10%	Ein höherer Schwefelgehalt im Gusseisen erleichtert die Bearbeitung, verringert jedoch die Duktilität.
Phosphor (P)	≤0,04%	≤0,15%	Gusseisen verträgt mehr Phosphor, was die Fließfähigkeit verbessert.
Andere Elemente	Kann Cr, Ni, Mo enthalten	Selten legiert (außer Sphäroguss)	Kohlenstoffstahl wird oft legiert; Gusseisen basiert auf C und Si.

Korrosionsbeständigkeit

Gusseisen ist im Allgemeinen besser, aber es gibt Ausnahmen.

Kohlenstoffstahl: Geringe inhärente Beständigkeit aufgrund fehlender Legierungselemente wie Chrom. In feuchter oder nasser Umgebung rostet es schnell, sofern es nicht beschichtet oder verzinkt ist.
Gusseisen: Aufgrund des höheren Kohlenstoff- und Siliziumgehalts ist Grauguss von Natur aus korrosionsbeständiger. Allerdings kann Grauguss dennoch rosten, während Sphäroguss eine bessere Beständigkeit bietet.
Oberflächenschutz: Beide Materialien benötigen Beschichtungen (z. B. Farbe, Verzinkung oder Epoxid) für einen langfristigen Korrosionsschutz.

Kohlenstoffstahl vs. Gusseisen: Physikalische Zusammensetzung

Eigentum	Kohlenstoffstahl		Gusseisen
Eigentum	Metrischer Wert	Imperialer Wert	Metrischer Wert	Imperialer Wert
Dichte	7,85 g/cm³	0,284 lb/in³	7,1–7,3 g/cm³	0,257–0,264 lb/in³
Härte	120–250 HB (geglüht)	120–250 HB (geglüht)	150–300 HB (Grauguss)	150–300 HB (Grauguss)
Wärmeleitfähigkeit	45–65 W/m·K	31,1–45,1 BTU/h·ft·°F	25–55 W/m·K	17,3–37,8 BTU/h·ft·°F
Schmelzpunkt	1.425–1.535 °C	1.200–1.300 °C	1.150–1.260 °C	1.102–1.300 °F

Kohlenstoffstahl vs. Gusseisen: Mechanische Eigenschaften

Zur schnellen Klarheit: Kohlenstoffstahl zeichnet sich durch Festigkeit und Zähigkeit aus, während Gusseisen bietet überlegene Verschleißfestigkeit und Vibrationsdämpfung. Hier ist ein detaillierter Vergleich:

Eigentum	Kohlenstoffstahl		Gusseisen
Eigentum	Metrischer Wert	Imperialer Wert	Metrischer Wert	Imperialer Wert
Zugfestigkeit	370–1.500 MPa	53,6–217,6 ksi	150–400 MPa	21,8–58,0 ksi
Streckgrenze	230–1.000 MPa	33,4–145 ksi	100–250 MPa	14,5–36,3 ksi
Dehnung (Dehnbarkeit)	15–25%	15–25%	<1%	<1%
Schlagzähigkeit	Hoch (50–200 J)	Hoch (5,7–2,5 bar)	Niedrig (5–20 J für Grauguss)	Niedrig (3,7–14,8 ft-lb für Grauguss)
Ermüdungsfestigkeit	200–600 MPa	29–87,1 ksi	70–200 MPa	10,1–29,0 ksi
Härte	120–250 HB	120–250 HB	150–300 HB	150–300 HB
Druckfestigkeit	250–1.500 MPa	36,3–217,6 ksi	500–1.200 MPa	72,5–174,0 ksi

Kohlenstoffstahl vs. Gusseisen: Herstellung und Prozess

Verformbarkeit

Kohlenstoffstahl ist der Gewinner.

Kohlenstoffstahl eignet sich aufgrund seiner Duktilität ideal zum Schmieden, Walzen und Extrudieren.
Gusseisen ist spröder und nicht formbar, d. h. es kann nicht geschmiedet oder gewalzt werden.

Bearbeitbarkeit

Gusseisen ist möglicherweise besser.

Gusseisen lässt sich leichter bearbeiten, da Graphitflocken als Schmiermittel wirken.
Kohlenstoffstahl lässt sich je nach Kohlenstoffgehalt unterschiedlich gut bearbeiten. Kohlenstoffarmer Stahl ist weich, aber zäh und erfordert scharfe Werkzeuge. Kohlenstoffreicher Stahl hingegen ist härter, was den Werkzeugverschleiß erhöht.

Wärmebehandlung

Kohlenstoffstahl reagiert sehr gut auf Wärmebehandlung, wodurch Eigenschaften wie Härte und Zähigkeit individuell angepasst werden können.
Für Gusseisen gibt es nur begrenzte Möglichkeiten der Wärmebehandlung, hauptsächlich durch Spannungsarmglühen. Seine Eigenschaften werden beim Gießen weitgehend festgelegt.

Schweißeignung