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22. März 2022

Ist Edelstahl gleich Edelstahl?

Ist jeder Edelstahl rostfrei?

Edelstahl ist ein Stahl von besonderer Reinheit. Die Anforderungen dafür sind in der Norm EN 10020 geregelt. Edelstahl wird häufig mit korrosionsbeständigen Eigenschaften in Verbindung gebracht. Diese Eigenschaften treffen aber streng genommen nur auf die Untergruppe der Nichtrostenden Stähle zu. Fehlt dem Edelstahl Chrom, so rostet dieser genauso wie herkömmlicher Stahl.

Erst ab einer bestimmten Menge von Chrom im Stahl wird aus einem Edelstahl ein rostbeständiger Stahl. Die korrekte Bezeichnung für diese Stahlsorte lautet dann „nichtrostende Stähle“ oder kurz NiRoSta.

Die Mindestanforderung für nichtrostende Stähle sind laut Norm EN 10088 wie folgt fest

  • Mindestens 10,5% Chromanteil
  • Maximal 1,2% Kohlenstoff

Warum kann Edelstahl rosten? Was macht nichtrostenden Stahl so rostbeständig?

Ab 10,5% Chromanteil im Stahl bildet sich die so genannte Passivschicht. Die Passivschicht ist nur wenige Atomlagen dick und schützt das Material vor Umwelteinflüssen. Die Passivschicht wird auch Sperrschicht genannt. Sie bildet sich selbständig unter Sauerstoffeinfluss (Luft oder Wasser) und schützt das Material vor Korrosion. Die Sperrschicht ist selbstheilend. Wird sie beschädigt/zerkratzt bildet sie sich (unter Sauerstoffeinfluss) von selbst wieder.

Zeigt eine Grafik welche die Bildung der Passivschicht im NiRoSta zeigt

Dieses Funktionsprinzip der Passivschicht ist bei allen nichtrostenden Stählen gleich. Die Zusammensetzung (Legierungszuschläge) des Stahls beeinflussen ganz wesentlich die Beständigkeit dieser Passivschicht.

Welche nichtrostenden Stähle gibt es?

Neben Chrom ist Nickel der zweit wichtigste Legierungszuschlag. Nickel wirkt nicht unmittelbar rosthemmend. Er wirkt unterstützend. Die korrosionsbeständige Passivschicht bildet sich bei vergleichbarem Chromanteil schneller und wird kompakter.

Aus metallurgischer Sicht werden die nichtrostenden Stähle in Chromstahl und Chrom-Nickel-Stahl unterteilt.

Zeigt eine Grafik die eine Übersicht über nichtrostende Stähle gibt

Die wichtigsten Legierungsbestandteile von nichtrostendem Stahl

Die Legierungszuschläge verleihen dem nichtrostenden Stahl unterschiedliche Eigenschaften.

Chrom

  • Ist ursächlich für die Korrosionsbeständigkeit von nichtrostenden Stählen bzw. die Ausbildung der schützenden Passivschicht.
  • Je höher der Chromgehalt umso korrosionsbeständiger ist der Stahl (fast lineares Verhältnis)
  • Erhöht die Dehngrenze und Zugfestigkeit

Nickel

  • Lässt die Passivschicht kompakter werden
  • Die Beständigkeit gegen wässrige Medien und Säuren wird deutlich erhöht
  • Erhöht die Polier-/Fähigkeit
  • Fördert eine schnelle selbständige Wiederherstellung der Passivschicht

Molybdän

  • Erhöht die Beständigkeit gegen Schwefelsäure und Ameisensäure
  • Erhöht die Beständigkeit gegenüber Loch- und Spaltkorrosion bei Kontakt mit chlorhaltigen Medien
  • Erhöht die Dehngrenze und Zugfestigkeit

Titan

  • Stabilisiert den Stahl bei höheren Anwendungstemperaturen (300-400 Grad Celsius)
  • Verhindert Chromarmut bei thermischer Einwirkung (z.B. Schweißen)
  • Reduziert die Kerbschlagzähigkeit sowie die Duktilität und Zerspanbarkeit

Mangan

  • Übernimmt zum Teil eine ähnliche Funktion wie Nickel
  • Ist günstiger als Nickel und kann bis zu einem gewissen Grad als Nickelsubstitut verwendet werden

 

Weitere Legierungszuschläge können sein:

  • Aluminium
  • Kupfer
  • Kobalt
  • Kohlenstoff
  • Niob
  • Schwefel
  • Silizium
  • Sticksoff
  • Vanadium
  • Wolfram

Quelle Titelbild: SimoneN/Shutterstock.com

 

 

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