Metallhalbzeuge vergleichen: Stahl oder Aluminium für den Maschinenbau

Das Wichtigste auf einen Blick

• Stahl und Aluminium laufen in getrennten Normensystemen: DIN EN 10025-2 regelt Baustähle, DIN EN 573-3 regelt Aluminium-Knetlegierungen.
• Die Dichte unterscheidet sich um den Faktor 2,9, das E-Modul um den Faktor 3. Die spezifische Steifigkeit beider Werkstoffe bleibt fast identisch.
• Je Volumen kostet Aluminium das 1,5- bis 3,0-Fache von Baustahl. Gegenüber Edelstahl 1.4301 liegt Aluminium deutlich niedriger.
• Richtpreise 2025 netto ab Werk: S235JR 0,60 bis 0,90 Euro pro Kilogramm, EN AW-6082 3,90 bis 5,00 Euro pro Kilogramm.
• Zeugnis 3.1, enge Toleranzen, Zuschnitt und Kleinmengen verteuern jede Bestellung zweistellig.

Werkstoffnummern und Normen: zwei getrennte Systeme

Stahl und Aluminium werden in getrennten Normensystemen geführt. Unlegierte Baustähle regelt DIN EN 10025-2 mit den Sorten S235JR und S355J2. Geliefert werden Blech, Platte, Stab und Profil. Nichtrostende Stähle folgen DIN EN 10088-2, Standardwerkstoff für Bleche und Platten ist der Austenit 1.4301, chemisch X5CrNi18-10.

Aluminium-Knetlegierungen folgen DIN EN 573-3. Die Bezeichnung EN AW-5083 steht für AlMg4,5Mn, die Werkstoffnummer lautet 3.3547. Weitere Sorten im Maschinenbau sind EN AW-5754 mit der Nummer 3.3535, EN AW-6082 mit 3.2315 und EN AW-7075 mit 3.4365.

Werkstoffnummern haben ein festes Schema. Die führende Ziffer eins kennzeichnet Stahl, die führende Ziffer drei kennzeichnet Nichteisenmetalle. Die Nummer ist eindeutig, die Kurzbezeichnung nicht: S235JR und 1.0038 meinen denselben Werkstoff, ebenso EN AW-5083 und 3.3547.

Zustand und mechanische Werte stehen in eigenen Blättern. DIN EN 485-2 regelt Blech, Band und Platte aus Aluminium, DIN EN 755-2 regelt Strangpresserzeugnisse wie Rundstangen und Profile. Die Zustandsbezeichnungen O, H14 und T6 definiert DIN EN 515.

Für geschweißte Bauteile greift DIN EN 1090. Teil 2 gilt für Stahltragwerke, Teil 3 für Aluminiumtragwerke. Beide Teile verlangen eine werkseigene Produktionskontrolle und ordnen Bauteile in Ausführungsklassen ein.

Die Prüfverfahren für Zugversuch, Kerbschlagarbeit und Härte bündelt der Normenausschuss Materialprüfung im DIN in eigenen Regelwerken. Normen bleiben zunächst freiwillige Vereinbarungen. Verbindlich werden sie über Vertrag, Bauordnung oder Kundenanforderung, wie das DIN in seinen Erläuterungen zu Normen und Standards beschreibt.

Bei der Beschaffung entscheiden Zeugnisse. DIN EN 10204 unterscheidet Werkszeugnisse 2.2 und Abnahmeprüfzeugnisse 3.1. Ein 3.1-Zeugnis setzt eine vom Hersteller unabhängige Überwachung voraus und kostet Aufschlag.

Auch EU-Recht wirkt auf die Beschaffung. Bauxit und Aluminium stehen auf den Rohstofflisten der Europäischen Kommission zur Rohstoffpolitik. Für Einfuhren aus Drittländern greift zusätzlich der CO2-Grenzausgleichsmechanismus, der Eisen, Stahl und Aluminium erfasst. Herkunft und Emissionsdaten gehören deshalb in die Anfrage.

Lieferformen: was Lager und Anarbeitung hergeben

Halbzeuge kommen als Blech, Platte, Rundstange, Flachstange, Rohr oder Strangpressprofil. Stahlblech deckt Dicken von 0,5 bis 6 Millimeter ab, Platten reichen bis 150 Millimeter. Standardformate wie 1000 x 2000, 1500 x 3000 oder 2000 x 4000 Millimeter liegen meist ab Lager bereit.

Rundstangen aus Stahl gibt es gewalzt oder gezogen. Gezogene Ware erreicht engere Toleranzen nach DIN EN 10278 und kostet mehr als Walzware. Aluminiumstangen und Profile entstehen überwiegend im Strangpressverfahren.

Aluminiumplatten werden gewalzt oder als Gussplatten geliefert. Gussplatten aus EN AW-5083 sind im Werkzeug- und Formenbau verbreitet, weil sie spannungsarm und in großen Dicken verfügbar sind. Bleche laufen als Coil oder als Tafel.

Toleranzen stehen in eigenen Normteilen. DIN EN 485-3 und DIN EN 485-4 regeln Grenzabmaße und Formtoleranzen für Aluminiumblech und Aluminiumplatte. Für Strangpresserzeugnisse gelten die Teile der DIN EN 755. Enge Toleranzen erhöhen den Kilopreis.

Den Handel prägen wenige große Lagerhalter. Klöckner & Co betreibt ein europaweites Netz aus Lagern und Zuschnittzentren. thyssenkrupp Materials Services liefert Stahl und Nichteisenmetalle samt Anarbeitung. Salzgitter Mannesmann Stahlhandel deckt den Stahl- und Rohrbereich ab.

Nichtrostenden Stahl liefert unter anderem der Hersteller Outokumpu mit eigener Schmelze und eigenem Walzwerk. Wer 1.4301 als Blech oder Rundstange mit Zeugnis 3.1 braucht, bezieht die Ware direkt beim Werk oder über den Stahlhandel.

Anarbeitung verschiebt den Preis stärker als der Werkstoff selbst. Sägen, Brennschneiden, Wasserstrahlschneiden, Entgraten und Oberflächenbehandlung laufen als eigene Positionen in der Rechnung. Zuschnitte unter 100 Kilogramm tragen häufig einen Mindermengenzuschlag.

Verpackung und Lagerung gehören ebenfalls in die Kalkulation. Aluminiumbleche verlangen saubere Unterlagen, weil Druckstellen und Kratzer als Qualitätsfehler gelten. Stahlplatten werden mit Kantenschutz und Zwischenlagen versandt, was Fracht und Handling verteuert.

Lieferzeiten trennen Lagerware und Sonderposten. Standardformate sind innerhalb weniger Tage verfügbar. Sonderabmessungen und Sonderlegierungen brauchen Wochen, deshalb gehören sie früh in die Planung.

Gewicht, Festigkeit und Steifigkeit im Bauteil

Die Dichte liegt bei 7,85 Gramm je Kubikzentimeter für Stahl und 2,70 Gramm je Kubikzentimeter für Aluminium. Das Verhältnis beträgt rund 2,9. Bei gleichem Volumen bringt ein Aluminiumbauteil also knapp ein Drittel der Stahlmasse auf die Waage.

Der E-Modul fällt unterschiedlich stark aus: rund 210.000 Newton je Quadratmillimeter bei Stahl, rund 70.000 bei Aluminium. Beide Kennwerte zusammen ergeben eine nahezu identische spezifische Steifigkeit.

Für die Konstruktion heißt das: Aluminium spart Masse, aber kaum Biegesteifigkeit. Wer ein steifes Bauteil braucht, gewinnt nur über größere Querschnitte oder mehr Bauhöhe.

Bei der Festigkeit dreht sich das Bild. S235JR erreicht eine Streckgrenze von 235 Newton je Quadratmillimeter, S355J2 von 355. EN AW-6082-T6 liegt bei 250 bis 310, EN AW-7075-T6 bei 460 bis 500. EN AW-5083 deckt je nach Zustand 125 bis 230 ab, 1.4301 liegt lösungsgeglüht bei rund 190.

Die spezifische Festigkeit fällt damit zugunsten von Aluminium aus. 6082-T6 liefert je Kilogramm mehr Streckgrenze als S355J2, 7075-T6 deutlich mehr. Leichtbau entscheidet sich über die Festigkeit, nicht über die Steifigkeit.

Temperatur setzt Grenzen. Aluminium verliert ab etwa 150 Grad Celsius spürbar Festigkeit und ist für dauerhafte Last bei hoher Temperatur ungeeignet. Stahl trägt bis mehrere hundert Grad, nichtrostender Stahl bleibt bis rund 400 Grad einsetzbar.

Wärmeleitung und Zerspanung unterscheiden die Werkstoffe ebenfalls. Aluminium leitet Wärme etwa viermal so gut wie Baustahl und erlaubt hohe Schnittgeschwindigkeiten. Stahl verlangt niedrigere Schnittwerte und mehr Kühlung.

Schwingfestigkeit braucht eigene Betrachtung. Aluminium hat keine ausgeprägte Dauerfestigkeit, die Wöhlerlinie fällt mit steigender Lastspielzahl weiter ab. Schweißnähte senken die Schwingfestigkeit von Aluminiumkonstruktionen deutlich.

Kontaktkorrosion ist ein Konstruktionsthema. Aluminium und Stahl bilden in feuchter Umgebung ein galvanisches Element. Trennlagen, Beschichtung oder isolierende Verbindungsmittel verhindern den Angriff an der Kontaktfläche.

Fügeverfahren setzen eigene Grenzen. Stahl lässt sich mit allen gängigen Schweißverfahren verbinden, Aluminium verlangt Schutzgas und saubere Oberflächen. Schraub- und Nietverbindungen umgehen die Wärmeeinbringung, kosten aber mehr Montagezeit.

Preise in Euro pro Kilogramm: Richtwerte für 2025

S235JR 1.0038

S355J2 1.0577

X5CrNi18-10 1.4301

AlMg3 3.3535

AlMg4,5Mn 3.3547

AlSi1MgMn 3.2315

AlZn5,5MgCu 3.4365

Show the numbers

S235JR	1.0038
S355J2	1.0577
X5CrNi18-10	1.4301
AlMg3	3.3535
AlMg4,5Mn	3.3547
AlSi1MgMn	3.2315
AlZn5,5MgCu	3.4365

Die Tabelle nennt kaufmännische Bandbreiten, keine Listenpreise. Sie gelten für Abnahmen ab etwa einer Tonne in Standardformaten, ohne Zuschnitt, ohne Sonderzeugnis und ohne Fracht. Kleinmengen liegen 30 bis 80 Prozent darüber.

Stahlpreise folgen den Erzeugerpreisen der europäischen Werke und dem Importdruck. Die Produktions- und Umsatzdaten des Verarbeitenden Gewerbes weist das Statistische Bundesamt monatlich aus, dazu Indexreihen für Erzeugerpreise.

Aluminiumpreise hängen am Basiskurs der London Metal Exchange und am Umschmelzzuschlag. Der Zuschlag deckt Legierungszusätze, Energie und Instandhaltung der Hütten und wird von den Herstellern monatlich neu bekanntgegeben.

Edelstahl trägt Legierungszuschläge auf Nickel, Chrom und Molybdän. Weil Nickel stark schwankt, sind Preise für 1.4301 und 1.4404 unruhiger als Preise für Baustahl.

Angebote haben kurze Bindefristen. Aluminiumangebote werden teils tagesaktuell fortgeschrieben, Stahlangebote halten etwas länger. Wer Jahresmengen sichert, verhandelt Preisbindung und Losgröße getrennt.

Ein Preisvergleich braucht eine einheitliche Bezugsgröße. Angebote lassen sich nur auswerten, wenn Lieferform, Zustand, Toleranz, Zeugnis und Zuschnitt identisch beschrieben sind. Fehlt eine Angabe, weichen die Kilopreise schnell um zweistellige Prozentbeträge ab.

Der Kilopreis ist nur ein Rechenwert. Für die Kalkulation zählen Rohmaß, Verschnitt, Zuschnitt, Zerspanvolumen und Prüfaufwand. Ein Bauteil mit hohem Spananteil kostet bei Aluminium häufig weniger als der Kilopreis vermuten lässt.

Bezogen auf ein gleiches Volumen kostet Aluminium das 1,5- bis 3,0-Fache von Baustahl. Gegenüber Edelstahl 1.4301 dreht sich das Verhältnis: Aluminium liegt je Volumen nur bei rund 40 Prozent des Edelstahlwerts.

Beispielrechnung: Kosten pro Bauteil statt pro Kilogramm

Verglichen wird eine Trägerplatte mit 500 x 500 x 20 Millimeter. Das Volumen beträgt 5.000 Kubikzentimeter oder 5 Kubikdezimeter. Werkstoffkosten ohne Zuschnitt und ohne Bearbeitung:

1. Rohmasse Stahl S235JR: 5 Kubikdezimeter mal 7,85 Kilogramm je Kubikdezimeter ergibt 39,25 Kilogramm.
2. Werkstoffkosten Stahl bei 0,85 Euro je Kilogramm: 33,36 Euro netto ab Werk.
3. Rohmasse Aluminium EN AW-5083: 5 Kubikdezimeter mal 2,70 Kilogramm je Kubikdezimeter ergibt 13,5 Kilogramm.
4. Werkstoffkosten Aluminium bei 4,80 Euro je Kilogramm: 64,80 Euro netto ab Werk.
5. Differenz: 31,44 Euro oder rund 94 Prozent mehr bei 25,75 Kilogramm weniger Masse.

Die Rechnung zeigt den Kern des Vergleichs. Der Kilopreis begünstigt Stahl klar, das Bauteilgewicht begünstigt Aluminium. Ob die Mehrkosten wirtschaftlich sind, entscheidet die Funktion des Teils.

Bewegte Massen ändern das Ergebnis. Senkt das geringere Gewicht Antriebsleistung, Lagerlast oder Taktzeit, rechnet sich Aluminium über die Lebensdauer. Statische Bauteile ohne Massenanforderung bleiben in der Regel Stahlbauteile.

Als Gegenprobe die gleiche Platte aus 1.4301. Bei 3,90 Euro je Kilogramm und 39,25 Kilogramm Rohmasse kostet sie rund 153 Euro netto ab Werk und damit mehr als doppelt so viel wie die Aluminiumvariante.

Bearbeitungskosten verschieben die Bilanz weiter. Aluminium lässt höhere Schnittgeschwindigkeiten zu, was Hauptzeiten senkt. Bei dünnwandigen Teilen steigt der Aufwand für Spannen und Entgraten, weil das Material weicher ist. Für Serienteile lohnt die Gegenrechnung mit dem tatsächlichen Zerspanvolumen je Stück.

Der Spanerlös bleibt ein Nebenfaktor. Aluminiumschrott bringt je Kilogramm mehr als Stahlschrott, gemessen am Einsatzmaterial ist die Differenz klein. Für die Kalkulation zählt der Netto-Werkstoffeinsatz.

Oberflächen, Korrosion und Einsatzgrenzen

Nichtrostender Stahl bildet eine Passivschicht und braucht keine Beschichtung. 1.4301 genügt im Innenbereich, bei Chlorid und Streusalz ist 1.4404 mit Molybdän die bessere Wahl. Beide verlieren ihre Beständigkeit, wenn Fremdrost auf der Oberfläche haftet.

Aluminium schützt sich über eine natürliche Oxidschicht. Sie ist nur wenige Nanometer dünn und wird durch Eloxieren oder Pulverbeschichten verstärkt. Legierungen wie 5754 und 5083 gelten als seewasserbeständig, 7075 ist ungeschützt korrosionsempfindlich.

Baustahl braucht Beschichtung. Feuerverzinken nach DIN EN ISO 1461 schützt im Freien über Jahrzehnte. In Kombination mit Decklack entsteht ein Duplexsystem. Beschichtungssysteme werden nach Korrosivitätskategorien ausgelegt: DIN EN ISO 12944 teilt Umgebungen von C1 bis C5 ein und leitet daraus Schichtaufbau und Schutzdauer ab.

Die Werkstoffwahl hängt an der Umgebung. In Lebensmittel-, Chemie- und Außenanlagen führt Edelstahl oder Aluminium, in trockener Halle bleibt Baustahl wirtschaftlich. Beschichtungskosten gehören deshalb in den Vergleich.

Die Oberfläche entscheidet über Nacharbeit. Aluminium neigt beim Fräsen zu Grat und Schmierstellen, weshalb Entgraten und Reinigen mehr Zeit kosten. Stahl zeigt Werkzeugspuren deutlicher, lässt sich aber mit denselben Verfahren nacharbeiten.

Kennzeichnungspflichten runden das Bild ab. Tragende Bauteile aus Stahl und Aluminium erhalten nach DIN EN 1090 eine CE-Kennzeichnung mit Leistungserklärung. Ohne Werkstoffzeugnis und Schweißnachweis ist die Kennzeichnung nicht zu halten.

Häufige Fragen

Warum ist Aluminium je Kilogramm teurer als Stahl?

Die Elektrolyse zur Primäraluminiumherstellung verbraucht etwa 13 bis 15 Kilowattstunden je Kilogramm und damit viel Strom. Stahl entsteht im Hochofen- und Konverterprozess aus Erz und Schrott. Dazu kommt der Umschmelzzuschlag der Hersteller.

Welche Normen regeln Aluminiumhalbzeuge?

DIN EN 573-3 legt Bezeichnung und chemische Zusammensetzung fest, DIN EN 485-2 die mechanischen Werte von Blech und Platte, DIN EN 755-2 die von Strangpresserzeugnissen. Die Zustände definiert DIN EN 515.

Wann lohnt sich Aluminium gegenüber Stahl?

Wenn Masse, Wärmeabfuhr oder Korrosionsschutz im Vordergrund stehen und der Preis je Bauteil in den Hintergrund tritt. Bei hoher Steifigkeitsanforderung bringt Aluminium kaum Vorteile.

Welche Werkstoffnummern sind im Maschinenbau üblich?

Bei Stahl 1.0038, 1.0577, 1.4301 und 1.4404 als Blech, Platte oder Stange. Bei Aluminium 3.3535, 3.3547, 3.2315 und 3.4365 in den Zuständen O bis T6.

Welches Zeugnis verlangen Konstrukteure?

In der Regel ein Abnahmeprüfzeugnis 3.1 nach DIN EN 10204. Bei sicherheitsrelevanten Teilen kommen Kerbschlagarbeit und Härtewerte hinzu. Werkszeugnisse 2.2 genügen nur bei unkritischen Bauteilen.