Rostet Edelstahl? Die Antwort ist ja. Obwohl Edelstahl für seine Rostbeständigkeit bekannt ist, kann er tatsächlich rosten.

Warum Edelstahl schwer rostet: Edelstahl ist eine Eisenlegierung, die Chrom, Molybdän, Kohlenstoff, Nickel, Stickstoff und andere Elemente enthält. Der Schlüsselfaktor ist Chrom, das mit einem Anteil von mindestens 10,5 % enthalten ist. Dieses Chrom reagiert mit Sauerstoff und bildet eine Schutzschicht auf der Oberfläche. Diese Schicht wirkt als Barriere und verhindert, dass Sauerstoff und Wasser das darunterliegende Metall erreichen und Korrosion verursachen. Der Gehalt an Nickel und Molybdän verbessert zusätzlich die Leistung dieser Oxidschicht.

Die nachstehende Tabelle zeigt den Vergleich der wichtigsten chemischen Zusammensetzung von Edelstahl ASTM A479 304 (S30400) und 316 (S31600). Der Molybdängehalt im Edelstahl 316 sorgt für eine bessere Beständigkeit gegenüber Chloriden.

Was ist Rost? Rost ist das Ergebnis einer Oxidationsreaktion. Wenn das im Edelstahl enthaltene Eisen mit Wasser und Sauerstoff reagiert, entsteht hydratisiertes Eisenoxid, auch bekannt als Rost. Die Hauptursache für Rostbildung bei Edelstahl ist in der Regel die Beschädigung der schützenden Oxidschicht auf der Oberfläche. Es gibt mehrere typische Szenarien, die dazu führen können, dass Edelstahl zu rosten beginnt.

Mechanische Beschädigung

Die durch die Reaktion von Chrom mit Sauerstoff gebildete Schutzschicht ist tatsächlich sehr dünn. Sie kann durch mechanische Beschädigungen wie Kratzer zerstört werden. Nach der Beschädigung der schützenden Oxidschicht ist der Edelstahl der äußeren Umgebung ausgesetzt, was ihn besonders in sauerstoffarmen Umgebungen, in denen sich die Oxidschutzschicht nicht schnell neu bilden kann, stark anfällig für Rost macht.

Kontakt mit anderem Material

Wenn Edelstahl in einem Elektrolyten mit anderen Materialien in Kontakt kommt, kann galvanische Korrosion auftreten. Besteht ein großer Potentialunterschied zwischen den beiden Materialien im Elektrolyten, beginnt sich die Oxidschicht auf der Oberfläche des Edelstahls aufzulösen. In diesem Fall rostet der Edelstahl durch die Wirkung der galvanischen Korrosion deutlich schneller. Um galvanische Korrosion zu vermeiden, ist es ratsam, Materialien zu kombinieren, die gleich sind oder einen möglichst geringen Potentialunterschied aufweisen.

Darüber hinaus kann galvanische Korrosion indirekt zur Rostbildung bei Edelstahl führen. Kohlenstoffstahlpartikel gehören zu den Kontaminationsquellen während der Herstellung und Anwendung von Edelstahl. Wenn Edelstahl mit Kohlenstoffstahl oder mit Werkzeugen in Kontakt kommt, die mit Kohlenstoffstahlpartikeln verunreinigt sind, können sich diese Partikel in der Oberfläche des Edelstahls ablagern und die Oxidschicht beschädigen. Aufgrund der galvanischen Korrosion zwischen Edelstahl und Kohlenstoffstahl rosten Kohlenstoffstahlpartikel auf der Oberfläche des Edelstahls sehr schnell. Wenn dies nicht rechtzeitig beseitigt wird, kann dies zu Rost und Lochfraßkorrosion im Edelstahl führen.

Aussetzung gegenüber hoher Temperatur

Die Aussetzung von Edelstahl gegenüber hohen Temperaturen beschleunigt die Reaktionsgeschwindigkeit zwischen Chrom und Sauerstoff, wodurch sich Chromelemente kontinuierlich auf der Oberfläche ablagern, indem sie mit Sauerstoff reagieren und eine dickere Chromoxidschicht bilden. Dieser Prozess verringert den Chromgehalt im Oberflächenbereich des Edelstahls, was zu einer chromverarmten Zone führt. Aufgrund der hohen Wärmeausdehnungsrate von austenitischem Edelstahl kann die dicke Schutzschicht aus Chromoxid während thermischer Zyklen Risse bilden und abplatzen, wodurch die chromverarmte Zone den Umwelteinflüssen ausgesetzt wird und Rost entstehen kann. Darüber hinaus kann hohe Temperatur zur Ausscheidung von Chrom an den Korngrenzen des Edelstahls führen, wo es sich mit Kohlenstoff zu Karbiden verbindet, was ebenfalls zu chromverarmten Bereichen um die Korngrenzen führt und letztlich zur interkristallinen Korrosion. Zum Beispiel sollte beim Schweißen stets auf eine sorgfältige Temperaturkontrolle geachtet werden, um dickere Oxidschichten auf der Oberfläche und Karbidausscheidungen an den Korngrenzen zu vermeiden. Um das Auftreten interkristalliner Korrosion zu minimieren, sollte wann immer möglich kohlenstoffarmer Edelstahl verwendet werden, zusammen mit dem Einsatz von Schutzgasen, um übermäßige Oxidation zu verhindern.

Aggressive Umgebungen

Einige Umgebungen sind hochgradig korrosiv, zum Beispiel solche mit extrem hohen Chloridkonzentrationen. Chloridionen können die schützende Chromoxidschicht auf der Oberfläche von Edelstahl zerstören, was zu Lochfraß- und Spaltkorrosion führt und die Rostanfälligkeit erhöht. Aus diesem Grund wird Edelstahl 304 nicht für Offshore-Anwendungen mit hohem Chlorgehalt empfohlen. Da Molybdän die Chloridbeständigkeit von Edelstahl verbessert, wird empfohlen, für Offshore-Umgebungen Edelstahl 316 mit Molybdän oder eine 6-Mo-Legierung mit höherem Molybdängehalt zu verwenden.

Zusammenfassung: Edelstahl rostet. Gute Konstruktion, Fertigung und Wartung können das Risiko von Korrosion bei Edelstahl minimieren. Wenn die Arbeitsumgebung aggressiv ist oder das Medium korrosiv, kann FITOK Produkte aus Super-Duplex-Edelstahl, Legierung C-276, 6Mo, Legierung 400, Legierung 625, Legierung 825 usw. anbieten, um Ihre Anforderungen zu erfüllen.