Korrosionsbeständigkeit von Edelstahl

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Begriffe bzw. Populärbezeichnungen und ihre Bedeutung

INOX/NIRO

Mit diesen Populärbezeichnungen wird im allgemeinen ein rostfreier Edelstahl der Chrom/Nickel-Klasse bezeichnet. Die Bezeichnung INOX ist ursprünglich ein Markenname der Stahlgesellschaft MbH Nürtingen. Mit NIRO oder Nirosta werden hauptsächlich elektropolierte Chrom/Nickel-Stähle für Küchengeräte und Spültische bezeichnet. Beispiel: X10CrNi18-8/1.4310


HALBINOX

Bezeichnung für einen Stahl oder anderen Grundwerkstoff, der durch seine Beschichtung einen ähnlichen Korrosionsschutz erreicht wie ein Chrom/Nickel-Stahl.
Beispiel: C45 hartverchromt (z.B. Kolbenstange › ø 25)


V2A-Normal (DIN 1654/EN 17440)

Bezeichnung für einen Chrom/Nickel-Stahl, ursprünglich als Markenname von Krupp/Thyssen.
V2A-Normal = X12CrNi18-8/1.4300, mit der Variante V2A-Supra wird der Werkstoff X5CrNi18-10/1.4301 bezeichnet.


V4A-Supra (DIN 1654/EN 17440)

Bezeichnung für einen Chrom/Nickel-Stahl mit zusätzlich Molybdän und/oder Titan als Legierungselement, ursprünglich als Markenname von Krupp/Thyssen. V4A-Supra = X5CrNiMo17-12-2/1.4401, mit der VarianteV4A-Extra wird der Werkstoff
X6CrNiMoTi17-12-2/14571 bezeichnet.


Stainless Steel

Englisches Synonym zum Edelstahl Rostfrei (stainless ( rostfrei), wobei die Bezeichnung „Stainless Steel“ ähnlich dem „Nirosta“ als Qualitätsbezeichnung auf Gebrauchsgütern verwendet wird und im allgemeinen Chrom/Nickel-Stähle bezeichnet.


Edelstahl

Die Bezeichnung Edelstahl ist ein Sammelbegriff für unlegierte und legierte Stähle, die für eine besondere Wärmebehandlung bestimmt sind (z.B. Einsatzstähle wie C15 und 15Cr3, oder Vergütungsstähle wie 34Cr5). Daneben weisen diese Stähle eine größere Reinheit auf als normale Qualitätsstähle (St37-2).
Die Bezeichnung Edelstahl sagt jedoch nichts über die Korrosionsbeständigkeit der Werkstoffe aus.
All diese Stähle mit einem Chromgehalt von < 12 % sind nur eingeschränkt korrosionsbeständig, sie „rosten“. Zum Erreichen der Mindestbeständigkeit KBK2 (Korrosionsbeständigkeitsklasse 2) müssen sie beschichtet werden.


Edelstahl Rostfrei

Mit der Bezeichnung Edelstahl Rostfrei nach DIN 17440 wird auf Stähle Bezug genommen, die durch Zulegierung bestimmter Elemente (Cr,Ni,Mo,Ti) eine erhöhte Korrosionsbeständigkeit erlangen.
Die Korrosionsbeständigkeit der Stähle steigt mit zunehmenden Chromgehalt. Dieser Effekt beruht darauf, dass durch das Chrom die Ausbildung einer Passivschicht begünstigt wird, indem die kritische Passivierungsstromdichte, d.h. die Korrosionsstromdichte, die nötig ist, um die Passivschicht zu bilden, abgesenkt wird. Ab einer Chrom-Konzentration von 13 % wird die Passivschicht im Wesentlichen aus Chromoxyhydroxid gebildet, das eine sehr geringe Passivierungsstromdichte benötigt.
Erst Stähle ab diesem Chromgehalt können als „quasi rostfrei“ bezeichnet werden, wobei diese ferritischen Chromstähle an der
untersten Grenze der Korrosionsbeständigkeit liegen, da die Bildung der Passivschicht an das Vorhandensein von Sauerstoff gebunden ist.

Diese Stähle sind bei ungleichmäßiger Belüftung (z.B. bei Tröpfchenbildung auf der Oberfläche) in hohem Maße anfällig für Lochfraß. Zudem können bereits geringfügige Abweichungen von einem neutralen Medium (z.B. saure oder alkalische Reiniger) diese nur chromlegierten Stähle zum Rosten bringen.
Gegenüber den reinen Chromstählen weisen die Chrom/Nickel-Stähle eine deutlich verbesserte Korrosionsbeständigkeit auf,
was mit einer Anreicherung von Nickel an der Oberfläche erklärt wird.
Legiert man den Chrom/Nickel-Stählen noch Molybdän und/oder Titan zu (Molybdän löst sich nur in oxidierenden Säuren und neigt ähnlich wie Chrom zur Passivierung), erzielt man eine wesentlich bessere Beständigkeit gegen Medien und eine sehr gute Beständigkeit gegenüber Lochfraß.
Generell ist zu beachten, dass die Korrosionsanfälligkeit von rostfreiem Edelstahl abnimmt, je glatter (Rmax ‹ 4μm) und homogener seine Oberfläche ist (problematisch z.B. Gewinde an Kolbenstangen!). Zudem können Einschlüsse an der Oberfläche zu örtlich selektiver Korrosion führen. Um Korrosion ausschließen zu können, wird das zusätzliche Beizen oder Elektropolieren der Stähle empfohlen.
Die Bearbeitbarkeit der rostfreien Edelstähle wird mit steigendem Legierungsanteil (höherer Korrosionsbeständigkeit) tendenziell schlechter, beispielsweise beim Fertigen von Innengewinden.


Korrosionsbeständigkeitsklassen KBK

1. KBK1 - FN 940070 (in unbeschichtetem Zustand)
Legierte und unlegierte Edelstähle mit einem Chromgehalt von (<12 % verfügen nur über einen geringen (eigenen) Korrosionsschutz und müssen für Anwendungen in korrosiver Umgebung durch eine Beschichtung geschützt werden.
Beispiel: 1.7015 - 15Cr3/(USA) SAE 5015
2. KBK2 - FN 940070
Hochlegierte ferritische Chrom-Stähle mit 13-18 % Cr können als quasi rostfrei bezeichnet werden.
Dies gilt jedoch nur für „normale“ Einsatzbedingungen, d.h. in chemisch neutraler Umgebung.
Nur chromlegierte Stähle sind in der Regel nicht beständig gegen Lochfraß und neigen bei rauhen Oberflächen (z.B. Gewinde
an Kolbenstange) zu lokaler Korrosion.
Beispiel: 1.4021 - X20Cr13 / (USA) AISI 420

3. KBK3 - FN 940070
Hochlegierte austenitische Chrom / Nickel-Stähle mit 18-20% Cr und 8-13 % Ni sind über einen größeren Potentialbereich
korrosionsbeständig, d.h. sie verhalten sich auch im nicht neutralen Bereich passiv. Diese Stähle sind aber immer noch anfällig
für Lochfraß.
Beispiel: 1.4301 - X5CrNi189 / (USA) AISI 304

4. KBK4 - FN 940070
Hochlegierte austenitische Chrom / Nickel / Molybdän-Stähle mit 18-20 % Cr, 8-13 % Ni und 2-3 % Mo sind über einen noch
größeren Potentialbereich korrosionsbeständig und darüber hinaus in hohem Maße beständig gegenüber Lochfraß. Für weiter
erhöhte Medienbeständigkeit wird die Zulegierung von Titan und das Elektropolieren der Stähle empfohlen.
Beispiel: 1.4401 - X5CrNiMo1810/(USA) AISI 316