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Was ist rostfreier Edelstahl?

Edelstahl rostfrei ist ein Überbegriff für eine fast unendliche Anzahl von korrosions-, säure- und hitzebeständigen Stählen. Mittlerweile gibt es auch zahlreiche Güten, die speziell für eine bestimmte Anwendung designt wurden.

Arten von rostfreiem Stahl

Die Definition „Rostfreier Edelstahl“ besagt:

  • Stahl muss das Hauptelement sein
  • Der Gehalt an Chrom (Cr) muss mindestens 10,5% betragen
  • Der Gehalt an Kohlenstoff (C) darf 1,2% nicht überschreiten

In der Regel sind eine Reihe anderer Elemente hinzugefügt, wie z.B. Nickel (Ni), Molybdän (Mo), Schwefel (S), Mangan (Mn), Titan (Ti) etc. Grundsätzlich werden die verschiedenen Elemente hinzugefügt, um die Korrosionsbeständigkeit des Stahls zu erhöhen oder seine mechanische Leistung zu verbessern. Einige Arten lassen sich besser härten, andere besser verformen oder schweißen. Auch die Korrosionsbeständigkeit ist unterschiedlich. Edelstahl ist also nicht gleich Edelstahl. Das gilt auch für die Preise. Aufgrund der unterschiedlichen Legierungselemente sind manche Güten volatiler, andere preisstabiler.

 

Insgesamt gibt es 5 Arten – oder Sorten – von rostfreiem Edelstahl:

Austenitischer Edelstahl

Die Klassiker: Austenitische rostfreie Stähle bilden die größte und am weitesten verbreitete Gruppe von Edelstählen. Sie zeichnen sich vor allem durch einen hohen Gehalt an Chrom (Cr), einen hohen Gehalt an Nickel (Ni), einen niedrigen Gehalt an Kohlenstoff (C) und häufig durch den Zusatz von Molybdän (Mo) aus. Austenitische Stähle sind normalerweise nicht magnetisch. Die bekannteste Güte ist der Werkstoff 1.4301, im Volksmund auch als V2A bekannt.

Große Zähigkeit austenitischer rostfreier Stähle

„Kaugummistahl“: Aus mechanischer Sicht hat der austenitische Stahl eine lange „Bruchdehnung“ (große Zähigkeit). Austenitischer Stahl ist relativ weich und eignet sich deshalb besonders gut für die plastische Formgebung, z.B. beim Tiefziehen von Küchenspülen. Zudem lassen sich austenitische Stähle gut schweißen und weisen eine hohe Korrosionsbeständigkeit auf. Die Bandbreite der Anwendungsmöglichkeiten ist praktisch endlos: Von Türgriffen bis zu riesigen Brauereibehältern kann alles aus austenitischem Edelstahl hergestellt werden.

Aufgrund des hohen Nickelanteils sind austenitische rostfreie Stähle jedoch anfällig für Preisschwankungen. Der internationale Nickelpreis hat schon eine Berg- und Talfahrt zwischen 8.000 und 50.000 US-Dollar pro Tonne hinter sich. Das hat natürlich massive Auswirkungen auf den Preis austenitischer Edelstähle.  

Hitzebeständiger Edelstahl

EN 1.4828/AISI 309 ist der niedrigst legierte Hochtemperaturstahl. Er ähnelt dem 1.4301, jedoch mit dem entscheidenden Unterschied, dass 1.4828 zwischen 1,5 und 2,5% Silizium (Si) enthält, was die Beständigkeit gegen Verzunderung erhöht.

EN 1.4841/AISI 314 ist ein extrem hochlegierter austenitischer Edelstahl, der 24-26% Chrom (Cr) und 19-22% Nickel (Ni) enthält. Verglichen mit dem oben genannten „kleinen Bruder“ hat 4841 verbesserte mechanische Eigenschaften und eine noch bessere Beständigkeit gegen Korrosion und „Verzunderung“. Der größte Nachteil dieses hitzebeständigen Edelstahls ist der hohe Ni-Gehalt, der den Stahl preislich unbeständig macht.

Martensitischer Edelstahl

Hart, härter, martensitischer Edelstahl: Martensitischer rostfreier Stahl zeichnet sich vor allem durch seine Härte aus. Er enthält typischerweise 12-16% Cr, einen geringen Anteil an Ni, selten Mo und einen relativ hohen Anteil an Kohlenstoff (C 0,12-1,2%). Er kann durch schnelles Abkühlen besonders stark gehärtet werden. Deshalb eignen sich martensitische Edelstähle vor allem für Schneidwerkzeuge wie chirurgische Geräte, Rasierklingen, Industrie-, Jagd- oder hochwertige Küchenmesser. Aufgrund der hohen Verschleißbeständigkeit werden martensitische Edelstähle auch gerne im Maschinen- und Anlagenbau verwendet. 

Martensitische nichtrostende Stähle: dekorativ und magnetisch  

Nach dem Härten lässt sich der martensitische Stahl weder plastisch verformen noch schweißen. Der Stahl verliert seine Härte, wenn er geschweißt oder anderen Wärmebehandlungen ausgesetzt wird. Sehr gut möglich sind dagegen spanende Bearbeitungen – sogar besser als bei anderen Edelstahlsorten.

Die martensitischen rostfreien Stähle sind stark magnetisch und haben aufgrund ihres geringen Cr- und hohen C-Gehaltes in der Regel eine schwache Korrosionsbeständigkeit. Dies zeigt sich beispielsweise, wenn ein teures Küchenmesser in der Spülmaschine gewaschen wurde.

Typische Anwendungen finden sich (neben Schneidwerkzeugen und Maschinenbau) deshalb vor allem für dekorative Zwecke, in elektrischen Anlagen, im Transportwesen oder in der Automobiltechnik – praktisch überall dort, wo die Korrosionsbeständigkeit und die Verformbarkeit nicht die höchste Priorität genießen.

Aufgrund der geringen Menge an Legierungselementen gehören martensitische rostfreie Stähle zu den preisstabilen Edelstahl-Güten. 

Sie haben Fragen zu den Anwendungsmöglichkeiten? Gerne informieren unsere Rostfreiexperten Sie rund um den Einsatz martensitischer nichtrostender Edelstähle.  

Ferritischer Edelstahl

Ferritischer Edelstahl enthält typischerweise 12-18% Cr, einen geringen Anteil an Ni und einen geringen Anteil an Kohlenstoff (C ≤ 0,12). Die Ferrite haben das gleiche Gefüge wie Schwarzstahl, sind aber aufgrund des geringen Kohlenstoffgehaltes nicht härtbar. Ferritischer Stahl ist relativ weich und hat im Vergleich zu austenitischem Stahl eine geringere Festigkeit. Er kann kalt verformt werden, aber nicht im gleichen Maße wie der austenitische Edelstahl. Die stabilisierten Typen sind schweißbar (die 1.45XX-Typen) und alle Güten sind stark magnetisch.

Ferritischer Edelstahl: Keine Chance für Lochfraß

Die verschiedenen ferritischen rostfreien Stahlsorten zeichnen sich durch unterschiedliche Eigenschaften aus. Deshalb ist eine Beratung vor der Bestellung – und der weiteren Bearbeitung – dringend zu empfehlen. Die niedrig legierten Güten (z.B. 1.4003) beispielsweise haben eine relativ geringe Korrosionsbeständigkeit (besonders in Säure), während die höher legierten (z.B. 1.4521) hinsichtlich Lochfraß und partieller Spaltkorrosion mit säurebeständigem Edelstahl vergleichbar sind. Der ferritische Stahl ist dem austenitischen Stahl hinsichtlich der Spannungskorrosion weit überlegen.

Ferritischer nichtrostender Stahl: Der Preisstabile

Aufgrund des geringen Nickelgehaltes sind ferritische nichtrostende Stähle preisstabil und werden zunehmend dort eingesetzt, wo die Umformbarkeit und Schweißbarkeit des austenitischen Stahls keine Rolle spielen – oder eine schöne und magnetische Oberfläche gewünscht wird. Typische Anwendungsfelder sind beispielsweise Kühlschränke und Kaffeemaschinen, Trittbleche und Türgriffe, Auspuffanlagen und Aufzugskabinen, Fassaden und Vordächer, Container und Kochtöpfe…kein Wunder, dass der weltweite Verbrauch ferritischer Edelstähle in den vergangenen Jahren deutlich zugenommen hat.

Sie haben Interesse an ferritischen nichtrostenden Stahlsorten? Unsere Werkstoffexperten unterstützen Sie gerne!  

PH-Stahl

PH-Stahl (aus dem englischen, "Precipitation Hardened stainless steel" - Ausscheidungsgehärteter Edelstahl) ist ein zweiphasiger martensitisch-austenitischer hochfester Stahl. Er enthält typischerweise 15-17% Cr, 4-8% Ni, eine geringe Menge Mo und bis zu 5% Kupfer (Cu). Die Ausscheidungshärtung findet bei erhöhten Temperaturen durch die Abtrennung von Fremdphasen statt, was PH-Legierungen im Allgemeinen fest, aber weniger korrosionsbeständig macht. Die gebräuchlichsten Arten von rostfreiem PH-Stahl sind "15-5 PH" und "17-4 PH", die gelegentlich für die Herstellung von rostfreien Kettengliedern und Golfschlägern verwendet werden. Neben diesen Beispielen ist ausscheidungshärtender Stahl eine selten verwendete Gruppe von rostfreiem Stahl.

Duplex

Rostfreier Duplex Stahl

Das Beste aus zwei Welten: Duplex-Stahl ist ein Begriff für eine ganz spezielle Gruppe von Edelstahl. Das Besondere am Duplex-Stahl ist, dass er im Gegensatz zum austenitischen (z.B. den Klassikern 1.4301 und 1.4401) oder ferritischen Chromstahl (z.B. 1.4016 und 1.4509) nicht einphasig ist. Duplexstahl ist zweiphasig. Einfach ausgedrückt bedeutet dies, dass etwas mehr als die Hälfte (typischerweise 55%) des Gefüges des Stahls ferritisch ist, während der Rest austenitisch ist. Auf diese Weise kann der Duplex-Stahl als „Kreuzung“ der beiden häufigsten Gruppen von Edelstahl rostfrei bezeichnet werden.

Duplex-Stahl: Die Unterschiede

Wie bei den anderen Hauptgruppen von Edelstahl gibt es auch in der Duplexfamilie mehrere Stahlsorten. Wenn man nur „Duplex-Stahl” sagt, bezieht man sich auf die Legierung EN 1.4462, die sich unter anderem durch ihren hohen Chromgehalt (21-23% Cr) und einen Molybdängehalt (2,5-3,5%) auszeichnet, der etwas über dem Niveau der säurefesten austenitischen Gruppe (mindestens 2% Mo) liegt. Beide Inhaltsstoffe sorgen für eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit. Auf der anderen Seite ist der Gehalt an Nickel gering (4,0-6,0% Ni), was zu einem relativ stabilen Preis beiträgt. Die Kombination aus guter Korrosionsbeständigkeit und einem vernünftigen Preis macht 1.4462 zum „Arbeitspferd“ innerhalb der Duplex-Stähle. Deshalb entspricht etwa die Hälfte des auf dem Markt erhältlichen Duplex-Stahls der Güte 1.4462.

Super-Duplex: Wenn es kritisch wird

Der Name ist Programm: Wenn Sie die höchstmögliche Qualität benötigen, gibt es eine Gruppe von „Super-Duplex“, die typischerweise 25% Cr, 7% Ni und 4-5% Mo enthält. Superduplex ist im Vergleich zu 1.4462 korrosionsbeständiger und wird am häufigsten für kritische Bauteile in der Ölindustrie eingesetzt – sowohl aufgrund der höheren Korrosionsbeständigkeit als auch der hohen mechanischen Festigkeit.

Lean Duplex: Schlank und stark

Am anderen Ende des Spektrums befindet sich der molybdänfreie „Lean Duplex“. Er spielt seine Korrosionsqualitäten insbesondere in warmen Umgebungen aus, in denen die Standardaustenite Probleme haben, Spannungsrisskorrosion zu widerstehen. Lean Duplex wird beispielsweise im Behälterbau und für Befestigungselemente verwendet. 

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