Edelstahlblech, eine Stahlsorte, die gegenüber schwach korrosiven Medien wie Luft, Dampf und Wasser beständig ist, wird offiziell als säurebeständiger Edelstahl bezeichnet. Seine Korrosionsbeständigkeit beruht auf seinen einzigartigen Legierungselementen.

Aufgrund seiner metallografischen Struktur wird Edelstahl hauptsächlich in drei Kategorien unterteilt: austenitisch, ferritisch und martensitisch. Darüber hinaus gibt es Sondersorten wie Duplex-Edelstahl, ausscheidungshärtenden Edelstahl und hochlegierten Stahl.

Austenitischer Edelstahl zeichnet sich durch ein überwiegend kubisch-flächenzentriertes austenitisches Gefüge aus und ist nicht magnetisch. Dieses Edelstahlblech lässt sich durch Kaltverformung härten und kann magnetische Eigenschaften annehmen. Das American Iron and Steel Institute (AISI) verwendet Bezeichnungen der Serien 200 und 300, beispielsweise 304.

Ferritische Edelstähle zeichnen sich durch ein überwiegend ferritisches Gefüge mit kubisch-raumzentrierter Kristallstruktur aus und sind magnetisch. Diese Edelstähle lassen sich im Allgemeinen nicht durch Wärmebehandlung härten, jedoch durch Kaltverformung geringfügig festigen. Das American Iron and Steel Institute bezeichnet sie als 430 und 446.

Martensitische Edelstähle besitzen eine martensitische Matrix und sind magnetisch. Ihre mechanischen Eigenschaften lassen sich durch Wärmebehandlung gezielt einstellen. Das American Iron and Steel Institute (AISI) kennzeichnet sie mit Nummern wie 410, 420 und 440. Martensit wandelt sich bei hohen Temperaturen in Austenit um; durch geeignete Abkühlgeschwindigkeiten kann die Stabilität des austenitischen Gefüges erhalten werden.

Duplex-Edelstahlblech, auch bekannt als austenitisch-ferritischer Edelstahl, vereint die Vorteile beider zweiphasiger Gefüge (austenitisch und ferritisch). Dieser Edelstahl zeichnet sich durch hohe Festigkeit und ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit aus, insbesondere gegen interkristalline Korrosion, Chloridspannungsrisskorrosion und Lochfraß. Das American Iron and Steel Institute (AISI) verwendet Bezeichnungen wie z. B. 329.

Schließlich gibt es noch ausscheidungshärtende Edelstähle mit einer austenitischen oder martensitischen Matrix, deren Härte durch Ausscheidungshärtung erhöht werden kann. Das American Iron and Steel Institute (AISI) kennzeichnet sie mit Nummern der 600er-Serie, beispielsweise 17-4PH. Diese Edelstähle finden breite Anwendung in der Luft- und Raumfahrt sowie in anderen Bereichen.

Austenitischer Edelstahl weist im Allgemeinen eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit auf, die nur von Legierungen übertroffen wird. Ferritischer Edelstahl ist für Umgebungen mit geringer Korrosivität ausreichend. Für Umgebungen mit schwacher Korrosivität, in denen sowohl hohe Festigkeit als auch hohe Härte erforderlich sind, eignen sich martensitischer Edelstahl und ausscheidungshärtender Edelstahl ideal.

Oberflächenbehandlungsverfahren

Bei der Betrachtung der Korrosionsbeständigkeit von Edelstahl müssen auch die Oberflächenbehandlungsverfahren berücksichtigt werden. Unterschiedliche Oberflächenbehandlungsverfahren können die Korrosionsbeständigkeit von Edelstahl erheblich beeinflussen. Beispielsweise kann Polieren die Oberflächenglätte erhöhen und somit die Korrosionsgefahr verringern. Darüber hinaus kann das Aufbringen von Beschichtungen oder Überzügen die Korrosionsbeständigkeit von Edelstahl weiter verbessern, insbesondere für Anwendungen mit spezifischen Umgebungsbedingungen. Daher ist es bei der Auswahl von Edelstahlmaterialien notwendig, neben der inhärenten Korrosionsbeständigkeit auch das jeweilige Oberflächenbehandlungsverfahren zu berücksichtigen, um die Korrosionsbeständigkeit umfassend zu bewerten.

Dickenvariation

Während des Herstellungsprozesses von Edelstahl führen leichte Verformungen durch die Erhitzung der Walzen zu Schwankungen in der Dicke des gewalzten Stahlblechs, das typischerweise in der Mitte dicker und an den Rändern dünner erscheint.

Um die Messgenauigkeit zu gewährleisten, schreiben nationale Normen vor, dass bei der Messung der Blechdicke der Schwerpunkt auf der Mitte des Blechkopfes liegen sollte.

Darüber hinaus sind Toleranzen ein wesentlicher Faktor, der die Dicke von Stahlblechen beeinflusst, und sie werden nach Markt- und Kundenanforderungen kategorisiert, z. B. in große und kleine Toleranzen.

Im Allgemeinen weist Edelstahl mit einem Chromgehalt von über 10,51 % TPT eine gute Korrosionsbeständigkeit auf. Darüber hinaus gilt: Je höher der Chrom- und Nickelgehalt, desto stärker ist die Korrosionsbeständigkeit des Edelstahls.

Zum Beispiel, Edelstahl 304 weist einen Nickelgehalt von etwa 8% bis 10% und einen Chromgehalt von 18% bis 20% auf und behält in den meisten Umgebungen eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit.

Großtechnische Edelstahlwerke mit fortschrittlicher Technologie und hochentwickelter Ausrüstung können Legierungselemente besser kontrollieren, Verunreinigungen entfernen und stabile Kühltemperaturen für Stahlknüppel gewährleisten. Dadurch werden Edelstahlprodukte mit gleichbleibender Qualität und überlegenen inneren Eigenschaften hergestellt.

Im Gegensatz dazu haben kleine Stahlwerke aufgrund veralteter Ausrüstung und Technologie oft Schwierigkeiten, ihre Produkte vor Rost zu schützen.

Edelstahl rostet in trockenen, gut belüfteten Umgebungen nicht; er ist jedoch anfällig für Korrosion in Umgebungen mit hoher Luftfeuchtigkeit, Dauerregen oder hohem Säure-/Basengehalt. Selbst Edelstahl 304 kann unter extremen Umweltbedingungen rosten.

Wenn Edelstahl Rostflecken entwickelt, können chemische Verfahren zur Behandlung eingesetzt werden. Beizpaste oder -spray können verwendet werden, um die Repassivierung der verrosteten Stellen zu unterstützen und einen Chromoxidfilm zu bilden, der die Korrosionsbeständigkeit wiederherstellt.

Nach der Behandlung muss die Oberfläche mit klarem Wasser abgespült werden, um alle Verunreinigungen und Säurereste zu entfernen. Anschließend wird sie erneut poliert und versiegelt. Kleinere, lokal begrenzte Rostflecken lassen sich auch mit einem Gemisch aus Benzin und Motoröl entfernen.

Darüber hinaus können zur Behandlung von Edelstahloberflächen auch mechanische Verfahren wie Sandstrahlen, Entgraten, Bürsten und Polieren eingesetzt werden.

Es ist jedoch zu beachten, dass die mechanische Reinigung lediglich oberflächliche Verunreinigungen entfernt und die dem Material inhärente Korrosionsbeständigkeit nicht verändert. Daher wird empfohlen, nach der mechanischen Reinigung mit Poliermaschinen nachzupolieren und eine Versiegelungsbehandlung durchzuführen.

In der Instrumentenfertigung ist Edelstahl 304 ein gängiges Material. Er zeichnet sich durch gute Tiefzieheigenschaften und Korrosionsbeständigkeit aus und eignet sich daher für die Herstellung verschiedener Instrumentengehäuse und Säuretransportleitungen.

Gleichzeitig kann es auch zur Herstellung von nichtmagnetischen, kryogenen Geräten und Komponenten verwendet werden, um unterschiedlichsten Anwendungsanforderungen gerecht zu werden.

Dieser Edelstahl wurde entwickelt, um die starke interkristalline Korrosionsneigung von Edelstahl 304 unter bestimmten Bedingungen zu beheben. Durch die Reduzierung des Kohlenstoffgehalts wird die Beständigkeit gegen interkristalline Korrosion im sensibilisierten Zustand deutlich verbessert.

Obwohl seine Festigkeit etwas geringer ist als die von Edelstahl 304, ähneln seine übrigen Eigenschaften denen von Edelstahl 321. Er eignet sich besonders für korrosionsbeständige Geräte und Bauteile, die nach dem Schweißen nicht lösungsgeglüht werden können, wie beispielsweise Gehäuse von Instrumenten.

Als Zweigstelle von 304 Edelstahl, 304H weist einen leicht erhöhten Kohlenstoffmassenanteil auf, der 0,04% bis 0,10% erreicht, wodurch seine Hochtemperaturleistung verbessert wird.

Durch die Beimischung von Molybdän zu 10Cr18Ni12-Stahl weist Edelstahl 316 eine ausgezeichnete Beständigkeit gegenüber reduzierenden Medien und Lochfraßkorrosion auf. Seine Korrosionsbeständigkeit übertrifft die von Edelstahl 304 in Meerwasser und einer Vielzahl anderer Medien, wodurch er sich besonders für Anwendungen eignet, die Lochfraßbeständigkeit erfordern.

316L Edelstahlblech ist ein kohlenstoffarmer Stahl, der auch im sensibilisierten Zustand hervorragende Eigenschaften aufweist und eine gute Beständigkeit gegen interkristalline Korrosion zeigt.

Es eignet sich ideal für die Herstellung von geschweißten Bauteilen und Anlagen mit dicken Querschnitten, wie z. B. korrosionsbeständigen Werkstoffen in petrochemischen Anlagen.

Als ein weiterer Zweig von Edelstahl 316, 316H weist zudem einen erhöhten Kohlenstoffmassenanteil auf, was seine Hochtemperaturleistung verbessert.

Edelstahlblech 317 weist eine bessere Beständigkeit gegen Lochfraßkorrosion und Kriechen auf und ist dem Edelstahl 316L überlegen, wodurch es sich besonders für die Herstellung von petrochemischen Anlagen und Anlagen eignet, die gegen Korrosion durch organische Säuren beständig sind.

321 Edelstahlblech ist eine Art titanstabilisierter austenitischer Edelstahl, der durch die Zugabe von Titan eine verbesserte Beständigkeit gegen interkristalline Korrosion und hervorragende mechanische Eigenschaften bei hohen Temperaturen aufweist.

Dennoch wird seine Verwendung generell nicht empfohlen, außer in speziellen Anwendungen, die hohe Temperaturen oder Beständigkeit gegen Wasserstoffkorrosion erfordern.

Edelstahl 347 ist ein niobstabilisierter austenitischer Edelstahl, dem Niob zugesetzt wird, um seine Beständigkeit gegen interkristalline Korrosion zu verbessern. In korrosiven Medien wie Säuren, Laugen und Salzen ist seine Korrosionsbeständigkeit mit der von Edelstahl 321 vergleichbar, und er weist zudem eine gute Schweißbarkeit auf.

Es kann sowohl als korrosionsbeständiger Werkstoff als auch als hitzebeständiger Stahl eingesetzt werden. Es findet breite Anwendung in der Wärmekraft- und petrochemischen Industrie, beispielsweise bei der Herstellung von Behältern, Rohren und Wärmetauscherkomponenten.

Das Edelstahlblech 904L ist ein super-perfekter austenitischer Edelstahl, der von Outokumpu aus Finnland sorgfältig entwickelt wurde und einen kontrollierten Nickelgehalt zwischen 24% und 26% aufweist, während sein Kohlenstoffgehalt streng unter 0,02% liegt.

Es weist eine außergewöhnliche Korrosionsbeständigkeit auf, insbesondere gegenüber nicht oxidierenden Säuren wie Schwefelsäure, Essigsäure, Ameisensäure und Phosphorsäure. Darüber hinaus besitzt dieser Stahl eine gute Beständigkeit gegen Spaltkorrosion und Spannungsrisskorrosion.

Es behält eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit in Schwefelsäure verschiedener Konzentrationen unterhalb von 70 °C sowie in Essigsäure- und Ameisensäuregemischen beliebiger Konzentration und Temperatur bei Normaldruck.

Obwohl es im neuen Standard als Edelstahl eingestuft wird, wurde es zuvor im ASME SB-625-Standard als Nickelbasislegierung klassifiziert.

Derzeit verfügt China nur über eine vergleichbare Stahlsorte, 015Cr19Ni26Mo5Cu2, während einige europäische Instrumentenhersteller, wie beispielsweise E+H-Massendurchflussmesser und Rolex-Uhren, für wichtige Komponenten auf Edelstahl 904L zurückgreifen.

440C-Edelstahl ist ein martensitischer Edelstahl, der unter den Edelstählen die höchste Härte aufweist und HRC 57 erreicht. Er wird häufig zur Herstellung von Düsen, Lagern und Ventilkomponenten wie Ventileinsätzen, Ventilsitzen, Ventilhülsen und Ventilspindeln verwendet.

Als Vertreter der martensitischen ausscheidungshärtenden Edelstähle weist der Edelstahl 17-4PH eine Härte von HRC44 auf und vereint hohe Festigkeit, Härte und Korrosionsbeständigkeit.

Es ist jedoch zu beachten, dass es für Hochtemperaturumgebungen über 300 °C nicht geeignet ist. Bei Raumtemperatur weist es eine gute Korrosionsbeständigkeit gegenüber der Atmosphäre und verdünnten Säuren oder Salzen auf, vergleichbar mit Edelstahl 304 und 430.

Daher wird es häufig zur Herstellung kritischer Bauteile wie Ventileinsätze, Ventilsitze, Ventilhülsen und Ventilschäfte für Offshore-Plattformen, Turbinenschaufeln und Ventile verwendet.

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