Klassifizierung von Edelstahl und Gründe für seine Korrosionsbeständigkeit

Edelstahl wird typischerweise anhand seiner Mikrostruktur in fünf Typen eingeteilt. Der erste Typ ist ferritischer Edelstahl mit einem Chromgehalt von 12% bis 30%. Seine Korrosionsbeständigkeit, Zähigkeit und Schweißbarkeit steigen mit zunehmendem Chromgehalt, und seine Beständigkeit gegen Chloridspannungskorrosion ist auch besser als die anderer Edelstahltypen. 

Der nächste Typ ist austenitischer Edelstahl. Der Chromgehalt in diesem Stahltyp muss höher als 18% sein, und er sollte auch etwa 8% Nickel und geringe Mengen an Molybdän, Titan, Stickstoff usw. enthalten. Dieser Stahltyp hat ausgezeichnete Gesamteigenschaften und kann Korrosion durch verschiedene Medien widerstehen. 

Ein weiterer Typ ist austenitisch-ferritischer Duplex-Edelstahl, der die Vorteile von austenitischem und ferritischem Edelstahl kombiniert und auch Superplastizität besitzt. Darüber hinaus gibt es martensitischen Edelstahl, der eine hohe Festigkeit, aber schlechte Plastizität und Schweißbarkeit hat. 

Schließlich gibt es noch den ausscheidungshärtbaren Edelstahl. Dieser Stahltyp hat ausgezeichnete Umformbarkeit und Schweißeignung und kann als hochfestes Rohmaterial in der Kerntechnik, der Luft- und Raumfahrtindustrie eingesetzt werden. 

Der Grund für die Korrosionsbeständigkeit von Edelstahl 

Normalerweise reagieren Metalle mit Sauerstoff in der Luft und bilden auf ihrer Oberfläche eine Oxidschicht. Bei gewöhnlichem Kohlenstoffstahl wird das auf der Oberfläche gebildete Eisenoxid weiter oxidieren, was dazu führt, dass das Rosten stetig zunimmt und schließlich zu Löchern im Metall führt. 

Die Oberfläche von Kohlenstoffstahl kann durch Beschichten mit Farbe oder einem korrosionsbeständigen Metall vor Korrosion geschützt werden. Allerdings ist diese Schutzschicht nur eine dünne Folie. Wenn diese Schutzschicht beschädigt wird, beginnt der darunter liegende Stahl zu rosten. 

Chrom ist das grundlegende Element, das Edelstahl seine Korrosionsbeständigkeit verleiht. Wenn der Chromgehalt im Edelstahl 12 % erreicht, reagiert das Chrom im Stahl mit Sauerstoff im äußeren korrosiven Medium und bildet auf der Oberfläche des Edelstahls eine dünne, aber dichte Oxidschicht (Selbstpassivierungsschicht). Diese fest haftende chromreiche Oxidschicht schützt die Oberfläche und verhindert weitere Oxidation. 

Diese Oxidschicht ist extrem dünn und lässt den natürlichen Glanz der Stahloberfläche hindurchscheinen, was dem Edelstahl sein unverwechselbares Aussehen verleiht. Darüber hinaus reagiert, wenn die Oberflächenschicht beschädigt wird, die freigelegte Stahloberfläche mit der Atmosphäre, um sich selbst zu reparieren, und bildet erneut diese Oxid-„Passivierungsschicht“, die weiterhin Schutz bietet. Dies verhindert, dass das Grundmaterial des Edelstahls weiter korrodiert wird. 

Neben Chrom gehören die häufig verwendeten Legierungselemente Nickel, Molybdän, Titan, Niob und Kupfer, die die Anforderungen an die Mikrostruktur und die Eigenschaften von Edelstahl für verschiedene Anwendungen erfüllen können. Daher zeichnet sich die chemische Zusammensetzung von Edelstahl durch ein gemeinsames Merkmal aus: Der Chromgehalt liegt in allen Fällen über 10,5%.