Die Entscheidung zwischen Schwarzstahl und verzinktem Stahl fällt meist bereits bei der Werkstoffspezifikation – und sie bestimmt, ob eine Konstruktion aus S235 oder S355 in der Korrosivitätskategorie C3 oder C4 einige Jahre oder mehrere Jahrzehnte übersteht. Ungeschützter Kohlenstoffstahl beginnt beim ersten Kontakt mit Feuchtigkeit zu korrodieren, und der Materialabtrag schreitet umso schneller voran, je aggressiver die Umgebung ist. Ein nach EN ISO 1461 aufgebrachter Feuerverzinkungsüberzug verändert diese Bilanz, erhöht jedoch die Anfangskosten des Bauteils und erschwert das Schweißen. Da verzinkter Stahl in der Regel aus Schwarzstahl hergestellt wird, ist in der Praxis nur eine Frage zu klären: Benötigt das jeweilige Bauteil einen Zinkschutz und rechnet er sich über den gesamten Lebenszyklus?

Schwarzstahl und verzinkter Stahl – Definitionen, Sorten und Bezeichnungen

Beide Begriffe sind in der Branche seit Jahrzehnten gebräuchlich, obwohl keiner von ihnen eine genormte Bezeichnung ist. Es lohnt sich daher zu präzisieren, was genau sich hinter ihnen verbirgt.

Was ist Schwarzstahl?

Schwarzstahl (auch Kohlenstoffstahl genannt) ist die umgangssprachliche Bezeichnung für unlegierten oder niedriglegierten Stahl ohne Schutzüberzug. Meist handelt es sich um Baustähle nach DIN EN 10025-2, die unter anderem als S235JR oder S355J2 bezeichnet werden. Der Buchstabe S steht für Baustahl, die Zahl für die Mindeststreckgrenze in MPa und die nachfolgenden Symbole für die geforderte Kerbschlagarbeit bei einer bestimmten Temperatur. Schwarzstahl wird in Form von Blechen, Stäben, Profilen, Hohlprofilen und Rohren geliefert.

Der Name leitet sich von der dunkelgrauen, matten Zunderschicht ab, also den Eisenoxiden, die beim Warmwalzen an der Oberfläche entstehen. Zunder bietet keinen dauerhaften Schutz: Er reißt und platzt ab, und an den Rissstellen kann er die Korrosion sogar beschleunigen. Kaltgewalzte Erzeugnisse haben zwar eine glattere, hellere Oberfläche, verfügen aber ebenso wie warmgewalzte Bleche über keinen eigenen Rostschutz. Deshalb muss Schwarzstahl in den meisten Anwendungen gestrichen, lackiert oder anderweitig geschützt werden.

Von Edelstahl unterscheidet sich Schwarzstahl durch seine chemische Zusammensetzung. Nichtrostender Stahl enthält mindestens ca. 10,5 % Chrom, das an der Oberfläche eine sich selbst erneuernde Passivschicht bildet. Schwarzstahl besitzt keine solche Schicht, ist dafür aber deutlich günstiger und leichter zu bearbeiten.

Was ist verzinkter Stahl?

Verzinkter Stahl ist in der Regel derselbe Baustahl, überzogen mit einer Zinkschicht. Der Überzug wird meist durch Feuerverzinken aufgebracht, also durch Eintauchen des fertigen Bauteils in ein Bad aus flüssigem Zink mit einer Temperatur von ca. 450 °C, oder galvanisch (elektrolytisch).

Zink bildet eine physikalische Barriere und schützt den Stahl zusätzlich elektrochemisch, auch an Stellen mit kleineren Beschädigungen des Überzugs. Vom Verzinkungsverfahren hängen jedoch die Schichtdicke und die Eigenschaften von verzinktem Stahl in der Praxis ab. Feuerverzinkungsüberzüge sind meist zwischen einigen Dutzend und über 100 µm dick und ermöglichen den Einsatz des Bauteils im Freien ohne Anstrich. Dünne galvanische Überzüge (meist ca. 3–25 µm) eignen sich vor allem für mildere Bedingungen – ausführlich zeigt dies eine Gegenüberstellung, in der galvanische Verzinkung und Feuerverzinkung hinsichtlich Einsatzbereichen und Haltbarkeit verglichen werden. Wenn im weiteren Verlauf des Artikels von verzinktem Stahl die Rede ist, meinen wir in erster Linie feuerverzinkten Stahl.

Unbehandelter Schwarzstahl vs. verzinkter Stahl – Vergleich

Kriterium	Unbehandelter Schwarzstahl	Feuerverzinkter Stahl
Korrosionsschutz	Kein eigener – Rost entsteht nach Kontakt mit Feuchtigkeit	Hoch – Barriere, kathodischer Schutz und Zinkpatina
Haltbarkeit ohne zusätzlichen Schutz	Gering – Flugrost bildet sich schnell, die Geschwindigkeit des Materialabtrags hängt von der Umgebung ab	Mehrere Jahrzehnte, unter günstigen Bedingungen über 70 Jahre
Anschaffungspreis	Niedriger	Höher um die Kosten der Verzinkung
Lebenszykluskosten (TCO)	Höher bei langem Einsatz im Freien	Meist niedriger dank minimaler Instandhaltung
Instandhaltung	Regelmäßige Anstriche und Ausbesserung der Beschichtung	Minimal – regelmäßige Inspektionen
Oberflächenbild	Dunkel, matt (Zunder), erfordert eine Endbearbeitung	Metallischer Glanz oder matte, graue Patina
Schweißen	Ohne Entfernen eines Überzugs – eine übliche Reinigung genügt	Zink muss im Nahtbereich entfernt und der Überzug nach dem Schweißen ausgebessert werden
Beschichten	Nach Entfernen von Rost und Zunder	Im Duplex-System möglich, nach entsprechender Oberflächenvorbereitung
Typische Anwendungen	Innenbauteile, temporäre Bauteile, Bauteile zum Beschichten	Außenkonstruktionen, Automotive, Bahn, Landwirtschaft, Logistik

Schwarzstahl punktet in zwei Kategorien: beim Einstiegspreis und bei der einfachen Schweißbarkeit. Bei Korrosionsbeständigkeit, Haltbarkeit, Lebenszykluskosten und Instandhaltung liegt verzinkter Stahl vorn.

Warum Schwarzstahl rostet und wie Zink ihn davor schützt

Bei der Korrosion ist der Unterschied zwischen beiden Werkstoffen am größten. Schwarzstahl verfügt über keinerlei Abwehrmechanismus – Eisen reagiert mit Sauerstoff und Wasser zu porösem Rost, der schlecht am Untergrund haftet und nach und nach weitere Metallschichten freilegt. Der Prozess kommt nicht von selbst zum Stillstand und führt im Extremfall zur Durchrostung des Bauteils. Wie schnell er verläuft, hängt von der Umgebung ab – in einer trockenen Halle anders als an einer mit Salz gestreuten Straße oder in Küstennähe.

Zink schützt Stahl auf dreifache Weise. Erstens bildet es eine dichte Barriere, die den Stahl von Feuchtigkeit und Sauerstoff abschirmt. Zweitens korrodiert Zink als unedleres Metall als Eisen zuerst, wenn der Überzug bis auf das blanke Metall verkratzt wird, und schützt den freiliegenden Stahl kathodisch. Drittens bildet sich mit der Zeit an der Oberfläche eine Patina, also eine Schicht beständiger Zinkkorrosionsprodukte, die den Abtrag des Überzugs zusätzlich verlangsamt. Laut der American Galvanizers Association bietet nach ASTM-Normen feuerverzinkter Stahl häufig über 70 Jahre Schutz bei minimaler Instandhaltung (dieser Wert ist unter günstigen Bedingungen erreichbar – in aggressiver Umgebung ist die Schutzdauer kürzer).

Verzinkter Stahl ist nicht unzerstörbar. Bei längerem Kontakt mit Wasser und eingeschränkter Luftzufuhr kann sich auf dem Überzug Weißrost bilden, und nach dem Verbrauch des Zinks beginnt der Stahl selbst zu korrodieren. Rost auf verzinktem Blech hat meist konkrete Ursachen, etwa feuchte Lagerung, mechanische Beschädigungen oder einen für die jeweilige Umgebung zu dünnen Überzug.

Die Haltbarkeit hängt vor allem von der Dicke des Zinküberzugs ab. Die Mindestwerte für feuerverzinkte Erzeugnisse und die Prüfverfahren legt die Norm EN ISO 1461 fest – die geforderte Schichtdicke steigt mit der Wanddicke des Bauteils. Eine Abschätzung, wie viele Jahre ein bestimmter Überzug in einer konkreten Korrosivitätskategorie hält, ermöglicht wiederum die Norm DIN EN ISO 14713-1. Das Verzinken ist im Übrigen nur eine der Methoden des Korrosionsschutzes für Stahl – bei manchen Projekten eignet sich ein Anstrich oder die Kombination beider Technologien besser.

Anschaffungspreis und Gesamtkosten – was rechnet sich wirklich?

Wer nur auf die Rechnung schaut, hält Schwarzstahl für günstiger – und zum Zeitpunkt des Kaufs ist er das auch. Der Preis pro Kilogramm ist jedoch nur der erste Posten in der Kalkulation. Bei Bauteilen im Außenbereich kommen hinzu:

• Oberflächenvorbereitung und Beschichtung vor der Montage,
• regelmäßige Erneuerung der Beschichtung,
• Reinigung und Ausbesserung von Stellen, an denen Korrosion aufgetreten ist,
• Austausch durchgerosteter Bauteile,
• Stillstandszeiten und Kosten für den Zugang zur Konstruktion während der Instandhaltungsarbeiten.

Über einen Zeitraum von zehn bis zwanzig Jahren übersteigen diese Ausgaben in der Regel die anfängliche Ersparnis. Deshalb sollten bei Bauteilen mit langer Nutzungsdauer die Gesamtkosten über den Lebenszyklus (TCO) die Entscheidungsgrundlage bilden.

Verzinkter Stahl kehrt dieses Verhältnis um. Zu Beginn zahlen Sie mehr, weil die Kosten der Verzinkung im Preis des Bauteils enthalten sind, später fallen jedoch praktisch keine Instandhaltungskosten an. Feuerverzinken amortisiert sich am schnellsten dort, wo das Bauteil im Freien, in feuchter oder aggressiver Umgebung eingesetzt wird und seine geplante Nutzungsdauer Jahrzehnte beträgt. Bei kurzlebigen oder geschützt eingebauten Bauteilen kann das Ergebnis dagegen zugunsten von Schwarzstahl ausfallen, selbst mit Anstrich.

Schweißen und Bearbeitung – hier liegt Schwarzstahl vorn

In der Bearbeitung ist Schwarzstahl schlicht praktischer. Er wird ohne Entfernen eines Überzugs geschweißt – eine übliche Reinigung des Fugenbereichs von Rost, Zunder und Verunreinigungen genügt, und die Schweißnaht erfordert keine nachträgliche Ausbesserung des Schutzes.

Verzinkter Stahl stellt konkrete Anforderungen. Das Zink im Nahtbereich muss mechanisch oder thermisch entfernt werden, da es beim Verdampfen Poren in der Schweißnaht verursacht und die Qualität der Verbindung verschlechtert. Beim Schweißen von verzinktem Stahl entstehen zinkoxidhaltige Dämpfe, deren Einatmen Metalldampffieber (sog. Gießfieber) auslösen kann. Daher sind eine wirksame Absaugung und Atemschutz unerlässlich. Nach dem Schweißen muss die freigelegte Stelle erneut geschützt werden, meist mit einer Farbe mit hohem Zinkstaubanteil (sog. Kaltverzinkung), damit sich dort kein Korrosionsherd bildet.

Bei Schweißkonstruktionen ist es daher oft vorteilhafter, das Bauteil zuerst aus Schwarzstahl zu schweißen und erst das fertige Erzeugnis feuerverzinken zu lassen – dann überzieht der Zink auch die Schweißnähte. Zu beachten sind dabei unter anderem Entlüftungsöffnungen in Hohlprofilen und die gründliche Entfernung der Schweißschlacke.

Wann reicht Schwarzstahl und wann sollte man ihn verzinken?

Die Wahl hängt von den Einsatzbedingungen, der geplanten Nutzungsdauer und der Endbearbeitung des Bauteils ab.

Schwarzstahl eignet sich, wenn:

• das Bauteil im Innenbereich in einem trockenen Raum eingesetzt wird,
• es sich um ein temporäres Bauteil oder einen Prototyp handelt,
• es ohnehin gestrichen, lackiert oder verkleidet wird,
• ein möglichst niedriger Anschaffungspreis entscheidend ist und die Lebensdauer eine untergeordnete Rolle spielt.

Verzinkter Stahl ist die richtige Wahl, wenn:

• die Konstruktion im Freien oder in feuchter Umgebung eingesetzt wird,
• eine langjährige, wartungsfreie Haltbarkeit gefragt ist,
• das Bauteil für die Automobil-, Bahn-, Rüstungs- oder Landwirtschaftsbranche bestimmt ist,
• es um Mehrwegbehälter, Transportpaletten oder Gitterboxen geht, die jahrelang im Umlauf sind und mechanischen Beschädigungen ausgesetzt sind.

Soll eine Konstruktion in rauer Umgebung eingesetzt werden und gleichzeitig eine bestimmte Farbe haben, ist das Duplex-System, also Feuerverzinkung in Kombination mit einer Beschichtung, die Lösung.

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FAQ – häufige Fragen zu unbehandeltem Schwarzstahl vs. verzinktem Stahl

Was ist Schwarzstahl?

So wird umgangssprachlich Kohlenstoffstahl (unlegiert oder niedriglegiert) ohne jeglichen Schutzüberzug bezeichnet, z. B. Baustahl S235 oder S355. Der Begriff geht auf den dunklen Zunder zurück, der warmgewalzte Erzeugnisse bedeckt.

Muss Schwarzstahl gestrichen werden, damit er nicht rostet?

In den meisten Anwendungen ja – unbehandelter Schwarzstahl hat keinerlei Schutz und korrodiert bei Kontakt mit Feuchtigkeit. Ohne Anstrich, Lackierung oder anderen Schutz eignet er sich nur für Innenbauteile, temporäre Bauteile oder Bauteile, die weiterverarbeitet werden.

Kann Schwarzstahl verzinkt werden?

Ja – der Großteil des feuerverzinkten Stahls war zuvor Schwarzstahl. Die chemische Zusammensetzung des Stahls, insbesondere der Silizium- und Phosphorgehalt, beeinflusst den Verzinkungsprozess erheblich. Daher empfiehlt es sich, bei der Auftragserteilung die Werkstoffsorte genau anzugeben.

Rostet verzinkter Stahl?

Deutlich langsamer als Schwarzstahl, vollständig korrosionsbeständig ist er jedoch nicht. Bei Feuchtigkeit und eingeschränkter Luftzufuhr kann sich auf dem Überzug Weißrost bilden, und nach dem Verbrauch des Zinks beginnt der Stahl zu korrodieren. Wie schnell dies geschieht, hängt von der Schichtdicke und der Korrosivitätskategorie der Umgebung ab.

Wie viel teurer ist Feuerverzinken im Vergleich zu unbeschichtetem Schwarzstahl?

Das Verzinken erhöht die Anfangskosten des Bauteils um den Preis des Überzugs. Der genaue Unterschied hängt von den Abmessungen, der Materialdicke und der geforderten Zinkschichtdicke ab. Über eine langjährige Nutzung ist dieser Mehrpreis in der Regel dennoch günstiger als regelmäßige Anstriche und Reparaturen von Schwarzstahl.

Wie lange hält verzinkter Stahl im Freien im Vergleich zu Schwarzstahl?

Ungeschützter Schwarzstahl rostet im Freien praktisch sofort (die Geschwindigkeit des Materialabtrags hängt von der Umgebung ab). Feuerverzinkter Stahl kann jahrzehntelang im Einsatz sein – unter günstigen Bedingungen und bei ausreichender Schichtdicke sogar bis zu 100 Jahre.