Nichtrostende Stähle sind Eisenlegierungen, die sich durch einen Chromgehalt von mindestens 10,5 Gew.-% und einen Kohlenstoffgehalt von höchstens 1,2 % auszeichnen. Chrom ist das wichtigste Legierungselement in rostfreiem Stahl und kann bis zu 26 % seines Gewichts ausmachen - in diesem Fall wird der Stahl in aggressiven Umgebungen eingesetzt. Das im Stahl enthaltene Chrom hat oxidationshemmende Eigenschaften. Das Element reagiert mit Sauerstoff und bildet eine schützende Chromoxidschicht auf der Stahloberfläche, die den Stahl vor korrosiven Einflüssen schützt und das Material so rostbeständig wie möglich macht. Die Schutzschicht wird als Passivschicht bezeichnet. Die Beschichtung erholt sich schnell von Kratzern und die Stahloberfläche kehrt in ihre richtige Form zurück, während sie einen glänzenden Schimmer behält. Die Bildung des passiven Zustands hängt vor allem von der Chromkonzentration im Stahl ab, doch wird die Korrosionsbeständigkeit auch durch andere Elemente wie Nickel erhöht. Dank seiner antioxidativen Eigenschaften ist rostfreier Stahl einer der beliebtesten Werkstoffe. Das Phänomen der Passivierung kann auch bei anderen Metallen wie Aluminium und Titan beobachtet werden...

Bei der (nach der europäischen Norm) als EN 1.4571 bezeichneten Sorte handelt es sich um Edelstahl des Typs 316Ti. Er kann als Basisstahl des Typs 316 (1.4401) mit einem stabilisierenden Zusatz bezeichnet werden. Dieser Zusatz ist Titan. Die Rolle des Titans in diesem Stahl ist von grundlegender Bedeutung. Dies ist besonders wichtig, wenn das Produkt auf eine Höchsttemperatur von 815°C erhitzt wird. Durch den Zusatz von Titan wird die Gefahr der interkristallinen Korrosion verringert. Titan bildet in Verbindung mit Kohlenstoff geeignete Karbide, die die Bildung von Chromkarbiden verhindern. Dadurch wird die Chromkonzentration auf einem konstanten Niveau gehalten, so dass keine interkristalline Korrosion auftritt.

Was ist interkristalline Korrosion?
Sie entsteht, wenn die Lösung die Korngrenzen angreift, ohne das Korninnere zu stören. Dies wird auch als selektive Auflösung von Korngrenzen oder angrenzenden Bereichen durch den Korrosionsprozess bezeichnet. Der Auslöser für diesen Prozess ist die Potenzialdifferenz zwischen der an Cr (Chrom) verarmten Korngrenze bei Chromkarbiden - der Anode - und dem Einschluss, der intermetallischen Phase oder den Verunreinigungen, die sich an der Korngrenze bilden...

Nichtrostende Stähle werden auch in der Lebensmittelindustrie verwendet. Diese Produkte zeichnen sich durch eine sehr gute Beständigkeit gegen verschiedene korrosive Stoffe aus, was sowohl beim Transport als auch bei der Verarbeitung von Lebensmitteln sehr wichtig ist. Es ist zu beachten, dass es keine expliziten Normen gibt, die vorschreiben, dass bei dieser Art von Tätigkeit nur nichtrostende Stähle verwendet werden dürfen. Die Verwendung dieser Stähle beruht hauptsächlich auf langjähriger Erfahrung und positivem Feedback. In den allgemeinen Normen wird festgelegt (nicht vorgeschrieben), dass das Lebensmittelkontaktmaterial bestimmte Anforderungen erfüllen muss. So ist es beispielsweise ratsam, Lebensmittelbehälter zu verwenden, die lebensmittelecht sind und sich in einem guten Zustand befinden, d. h. keine Risse aufweisen, nicht abblättern usw. Rostfreier Stahl erfüllt diese Anforderungen perfekt. Außerdem überträgt es keine unerwünschten Gerüche, beeinträchtigt nicht den Geschmack der Produkte und beeinflusst nicht die Farbe...

Martensitischer nichtrostender Stahl ist nicht so korrosionsbeständig wie die zuvor beschriebenen austenitischen und ferritischen Stähle, hat aber extrem hohe Festigkeitseigenschaften und eine hohe Verschleißfestigkeit. Der Chromgehalt des Stahls liegt zwischen 11,5 und 17,5 %. Er zeichnet sich auch durch einen relativ hohen Kohlenstoffgehalt (0,08 bis 0,5 %) aus, der ihm härtende Eigenschaften verleiht und den Härtegrad erhöht, das Material aber auch etwas spröde macht. Martensitische nichtrostende Stähle sind nicht oder nur schwer schweißbar - die Ausnahme ist die Sorte 1.4006. Diese Legierungen können wärmebehandelt werden. Die daraus resultierende martensitische Struktur ist magnetisch.

Martensitischer Stahl wird in wenig aggressiven Umgebungen verwendet. Für die Herstellung von Ausrüstungsteilen, die eine hohe Härte erfordern, wie Schrauben, Federn, Stifte, Pumpenteile, Ventile für hydraulische Pressen. Darüber hinaus wird er zur Herstellung von Schneidwerkzeugen, chirurgischen Instrumenten, Messinstrumenten und vielem mehr verwendet.

Nichtrostende Stähle mit ferritischem Gefüge haben gute mechanische Eigenschaften. Sie weisen eine hohe Streckgrenze auf, sind leichter zu schneiden und zu bearbeiten, haben eine gute Wärmeleitfähigkeit und zeigen eine höhere Beständigkeit gegen chloridinduzierte Spannungsrisskorrosion als austenitische Stähle. Auch die Magnetizität ist eine grundlegende Eigenschaft dieses Stahls. Ferritischer Stahl zeichnet sich durch das Fehlen von Nickel in der chemischen Zusammensetzung aus. Er enthält jedoch mindestens 10,5 % Chrom. Weitere Elemente der Legierung sind Molybdän, Aluminium und Titan. Ferritische Stähle, die mit Niob stabilisiert sind, weisen eine hohe Verformungsbeständigkeit auf.

Das Fehlen des teuren Nickels im ferritischen Stahl führt zu seinem niedrigen Preis. Daher ist er in der Industrie weit verbreitet. Er wird hauptsächlich in der Automobil- und Lebensmittelindustrie sowie in der Koks- und petrochemischen Industrie verwendet. Darüber hinaus wird er für den Bau einiger Anlagen in der chemischen Industrie, für Küchengeräte und für die Herstellung von Haushaltsgeräten verwendet.

Ferritische Stähle können in fünf Gruppen unterteilt werden.

Austenitischer Stahl enthält bis zu 0,15 Prozent Kohlenstoff und mindestens 16 Prozent Chrom. Ein wichtiger Zusatz ist auch ein Mindestanteil von 6 % Nickel, der in Verbindung mit anderen Elementen den korrosionsbeständigen Stählen eine dauerhafte austenitische Struktur verleiht, die sie bei allen Temperaturen beibehalten. Je höher der Gehalt an Legierungszusätzen wie Chrom und Molybdän ist, desto höher ist die Korrosionsbeständigkeit. Der Markt verzeichnet weltweit die höchste Nachfrage nach austenitischen nichtrostenden Stählen.  Auf diese Sorte entfallen etwa 70 % der gesamten Produktion von nichtrostendem Stahl. Die Eigenschaften, die Austenite so beliebt machen, sind höchste Korrosionsbeständigkeit, gute plastische Verformbarkeit, Zähigkeit oder Schweißbarkeit. Sie haben eine einphasige Struktur, die die günstigsten Bedingungen für die Bildung des passiven Zustands und für die Aufrechterhaltung seiner Dauerhaftigkeit schafft.

Die gebräuchlichsten Legierungen enthalten 18 % Chrom und 10 % Nickel und werden gemeinhin als 18/10 bezeichnet.

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, die Oberfläche eines Materials chemisch zu behandeln. Ihr Ziel ist es, eine saubere, metallische Oberfläche zu erhalten.

1 Ätzen
Durch das Ätzen sollen Oxide entfernt werden, vor allem die farbigen Anlauffarben, die durch das Schweißen des Materials entstehen, sowie andere Verfärbungen oder Korrosionsanlauffarben. Das Ergebnis des Ätzens ist eine saubere metallische Oberfläche, die es ermöglicht, die natürliche Selbstpassivierung von rostfreiem Stahl auf der Metalloberfläche zu initiieren. Zu den gebräuchlichsten Ätzmitteln gehören Salpetersäure (HNO3) und Flusssäure (HF). Die für eine ordnungsgemäße Ätzung erforderliche Zeit hängt von der Temperatur der Lösung und der Konzentration der Lösung ab...

Der Hauptunterschied zwischen hitzebeständigen und nichtrostenden Stählen liegt in ihrem Verwendungszweck. Das wichtigste Leistungsmerkmal von nichtrostendenD Stählen ist die Korrosionsbeständigkeit. Die Verwendung dieser Stahlsorte kann sowohl unter Raumbedingungen als auch in Umgebungen mit deutlich negativen Temperaturen, bis zu Temperaturen von etwa 500 °C, erfolgen. Diese Bedingungen stellen hohe Anforderungen an die Korrosionsbeständigkeit der Werkstoffe. Die mechanischen Eigenschaften sind in diesem Zusammenhang von geringerer Bedeutung. In der Vergangenheit wurden die Stähle in nichtrostende und säurebeständige Stähle unterteilt. Gegenwärtig versteht man unter dem Begriff "nichtrostend" alle Stähle, die zwar korrosionsbeständig, aber nicht hitzebeständig (widerstandsfähig) sind.

Der Metallsektor ist eine der wichtigsten verarbeitenden Industrien in Polen. Die größten Produktionszentren befinden sich in den Woiwodschaften Schlesien und Masowien. Die polnische Stahlindustrie steht im weltweiten Vergleich sehr gut da, denn sie ist einer der modernsten Zweige dieser Industrie in Europa. Damit steht unser Land an der Spitze, wenn es um die Qualität des produzierten Stahls und die Senkung der Emissionswerte geht.

Legierungselemente in Stahl

Die chemische Zusammensetzung des Stahls bestimmt seine Eigenschaften. Um sie zu erhalten, werden Legierungen aus Eisen mit Kohlenstoff und anderen Elementen oder Legierungszusätze verwendet. Ihre Menge sollte die Mindestkonzentration überschreiten, bei der es zu keiner Veränderung der Eigenschaften und der Struktur des Stahls kommt. Die am häufigsten verwendeten Legierungszusätze sind Elemente wie Nickel, Titan, Vanadium, Chrom, Silizium, Molybdän, Wolfram, Kobalt, Aluminium, Kupfer, Niob und Mangan...

Elektropolieren ist eines der komplexesten elektrochemischen Stahlbearbeitungsverfahren. Der Hauptzweck eines solchen Verfahrens besteht darin, eine geglättete Oberfläche zu erhalten, die aus den Reaktionsprodukten gebildet wird. Neben dem Hauptzweck einer solchen Behandlung, nämlich der Glättung der Oberfläche, wird das Produkt einer tiefen anodischen Passivierung unterzogen. Dadurch wird sichergestellt, dass das Produkt umfassend vor Korrosion geschützt ist. Das Verfahren wird auch bei der Herstellung moderner Rohre eingesetzt, deren Oberflächen auf diese Weise geglättet werden...

Duplexstahl (austenitisch-ferritischer Stahl) hat eine ausgewogene Zweiphasenstruktur mit etwa gleichen Anteilen von Austenit und Ferrit. Duplexstahl hat einen hohen Chromgehalt von 19 bis 32 % und einen Molybdängehalt von bis zu 5 %. Die Festigkeitseigenschaften von Duplexstahl und seine Beständigkeit gegen Säuren oder Chloride sind höher als die von austenitischen Stählen...