Edelstahl gilt weithin als korrosionsbeständiger Werkstoff, aber "korrosionsbeständig" bedeutet nicht "korrosionssicher". Beim Gießen, bei der maschinellen Bearbeitung und bei industriellen Anwendungen können Bauteile aus nichtrostendem Stahl dennoch rosten, wenn sie bestimmten Umgebungen ausgesetzt werden oder wenn die Passivschicht beschädigt wird. Zu verstehen, warum rostfreier Stahl korrosionsbeständig ist, wann er rosten kann und wie Korrosion verhindert werden kann, ist der Schlüssel zur Auswahl der richtigen Sorten und zur Gewährleistung der langfristigen Leistungsfähigkeit von Guss- und Präzisionsbauteilen aus rostfreiem Stahl.
Rostet rostfreier Stahl?
Rostfreier Stahl DosenrostEs bleibt jedoch in der Regel korrosionsbeständig aufgrund einer dünnen, unsichtbaren Schutzschicht auf seiner Oberfläche, der Passivfolie. Dieser Film bildet sich auf natürliche Weise, wenn der Stahl genügend Chrom enthält, und verhindert, dass Feuchtigkeit und korrosive Substanzen das darunter liegende Metall erreichen. Er kann sich auch selbst reparieren, wenn er leicht zerkratzt wird, solange Sauerstoff vorhanden ist.
In den meisten atmosphärischen und wasserhaltigen Umgebungen bleibt dieser Schutzfilm stabil, weshalb nichtrostender Stahl in der Regel nicht rostet.
Wann rostet Edelstahl?
Nichtrostender Stahl rostet, wenn seine Passivschicht beschädigt oder instabil wird oder sich nicht mehr regenerieren kann. Die folgenden Bedingungen führen am häufigsten zum Zusammenbruch des Passivfilms.
Chloride
Chloridionen können in die Passivschicht eindringen und diese zerstören, was zu örtlicher Lochfraßkorrosion führt. Häufige Quellen sind Meerwasser, Salzsprühnebel, Schweiß, Tausalze und chloridhaltige Reinigungsmittel. In diesen Umgebungen ist 304 wesentlich anfälliger, während 316 aufgrund seines Molybdängehalts eine deutlich bessere Beständigkeit bietet.
Niedriger Sauerstoffgehalt
In Sacklöchern, Dichtungssitzen, engen Spalten oder unter Ablagerungen kann der Sauerstoff die Metalloberfläche nicht ausreichend erreichen. Ohne ausreichenden Sauerstoff kann sich der Passivfilm nicht regenerieren, und die eingeschränkte Mikroumgebung wird sauer und chloridreich, was zu aggressiver Spaltkorrosion führt.
Oberflächenbeschädigung und Kontamination
Kratzer, Schleifspuren, wärmebeeinflusste Schweißzonen und Eisenverunreinigungen von Werkzeugen aus Kohlenstoffstahl können den passiven Film unterbrechen und aktive Stellen schaffen, an denen die Korrosion leichter einsetzt.
Anhaltende Feuchtigkeit
Stehendes Wasser, Kondenswasser und häufige Nass-Trocken-Zyklen schwächen den Passivfilm allmählich, so dass nichtrostender Stahl anfälliger für Fleckenbildung oder örtliche Angriffe wird. Wenn Salze vorhanden sind, erhöht sich die Korrosionsrate erheblich.
Oberflächenrauhigkeit
Raue oder unbearbeitete Oberflächen schließen Feuchtigkeit, Schmutz und Chloride ein, wodurch der Zugang zu Sauerstoff eingeschränkt wird und diese Bereiche während des Betriebs anfälliger für Lochfraß und Spaltkorrosion werden.
Häufige Arten von Korrosion bei Edelstahl
Rostfreier Stahl leidet selten unter gleichmäßiger Korrosion. Die meisten Ausfälle treten in lokalen Formen auf, die Schwachstellen auf der Oberfläche angreifen.
1. die Lochfraßkorrosion
Lochfraßkorrosion ist eine stark lokalisierte Form des Angriffs, bei der kleine, tiefe Löcher auf der Oberfläche entstehen. Sie tritt auf, wenn Chloridionen die Passivschicht an einer einzelnen Schwachstelle aufbrechen und die Korrosion schnell in das Metall eindringen kann. Dies ist eines der häufigsten Versagen von Edelstahl 304 in Meeres- oder Salzsprühnebel-Umgebungen.
2. spaltförmige Korrosion
Spaltkorrosion ist ein örtlich begrenzter Angriff, der sich in engen, sauerstoffarmen Zwischenräumen bildet. Sie tritt in Bereichen wie Dichtungsübergängen, Ablagerungen oder überlappenden Strukturen auf. Da sich der Passivfilm in diesen engen Räumen nicht regenerieren kann, wird die eingeschlossene Umgebung sauer und chloridreich, so dass die Korrosion aggressiv und oft unsichtbar voranschreitet.
3. intergranulare Korrosion
Interkristalline Korrosion ist eine Form des Angriffs, die sich entlang der Korngrenzen entwickelt. Sie entsteht durch Chromverarmung, die durch unsachgemäßes Schweißen oder Wärmebehandlung verursacht wird. Sobald die Korngrenzen genügend Chrom verlieren, um die Passivierung aufrechtzuerhalten, breitet sich die Korrosion entlang der Korngrenzen aus und beeinträchtigt die strukturelle Integrität des Werkstoffs. Güten mit niedrigem Kohlenstoffgehalt wie 304L und 316L verringern dieses Risiko.
4. spannungsbedingte Korrosionsrisse (SCC)
Spannungsrisskorrosion ist eine spröde Rissbildung, die durch die kombinierte Wirkung von Zugspannung und korrosiven Stoffen, insbesondere Chloriden, verursacht wird. Sie kann von mikroskopisch kleinen Defekten ausgehen und sich schnell durch das Metall ausbreiten. Austenitische nichtrostende Stähle sind anfälliger, während nichtrostende Duplexstähle eine wesentlich höhere Rissbeständigkeit aufweisen.
Wie lange dauert es, bis rostfreier Stahl rostet?
Es gibt keine feste Zeitspanne, in der rostfreier Stahl rostet, aber in der technischen Praxis wird dies in der Regel in Abhängigkeit von der Umgebung beurteilt:
- Trockene Innenräume: Bleibt oft 10+ Jahre rostfrei
- Allgemeine Außenbereiche: Leichte Fleckenbildung kann innerhalb 1-5 Jahre (insbesondere 304)
- Küstengebiete oder Umgebungen mit hohem Salzgehalt: Pitting kann auftreten innerhalb Monate bis 1-2 Jahre
- Eintauchen in Salzwasser oder sauerstoffarme Spalten: Lokalisierte Korrosion kann sich entwickeln in Wochen bis Monate
Der Schlüsselfaktor ist nicht die Zeit selbst, sondern die Korrosivität der Umgebung.
Rostet rostfreier Stahl im Wasser?
Unter sauerstoffreiches, fließendes SüßwasserNichtrostender Stahl ist im Allgemeinen stabil und rostet nicht leicht. Allerdings kann örtliche Korrosion auftreten, wenn:
- Das Wasser stagniert und die Sauerstoffzufuhr ist eingeschränkt
- Ablagerungen oder Verunreinigungen bedecken die Oberfläche
- Spalten in Dichtungen, Überlappungen oder Gewindegängen
- Raue oder unsaubere Oberflächen fangen Feuchtigkeit ein
Selbst gängige Edelstahlsorten können unter diesen Bedingungen Lochfraß oder Spaltkorrosion aufweisen.
Rostet rostfreier Stahl im Salzwasser?
Ja. Salzwasser enthält hohe Konzentrationen von Chloridionen, die den Passivfilm aggressiv aufbrechen und das Risiko von Lochfraß erhöhen.
Leistung nach Klassenstufen:
- 304: Anfällig für Lochfraß in küstennahen oder marinen Umgebungen
- 316: Bessere Lochfraßbeständigkeit aufgrund von Mo; besser geeignet für Chloridbelastung
- Nichtrostende Duplexstähle (z. B. 2205): Hohe Beständigkeit gegen Lochfraß, Spaltkorrosion und SCC
Unter Felsspalten, stehendes Meerwasser oder sauerstoffarmes EintauchenSelbst 316er- oder Duplex-Sorten können noch lokal korrodieren.
Unterschiede in der Rostbeständigkeit von Edelstahlsorten
Selbst unter gleichen Einsatzbedingungen verhalten sich nichtrostende Stahlsorten nicht gleich. Die Stabilität ihrer Passivschicht ist unterschiedlich, was bedeutet, dass einige Sorten eher zu Lochfraß oder Fleckenbildung neigen, während andere in chloridreichen oder feuchten Umgebungen stabil bleiben. Im Folgenden wird zusammengefasst, wie sich gängige Edelstahlsorten in ihrer Rostanfälligkeit unterscheiden.
304 / CF8
304 ist der am häufigsten verwendete nichtrostende Stahl, aber er ist auch die Sorte, die am ehesten Rostflecken oder Lochfraß zeigt, wenn sie chloridhaltigen Umgebungen wie Küstenluft, Salzsprühnebel oder chloridhaltigen Reinigern ausgesetzt ist. Seine Lochfraßbeständigkeit ist relativ gering, so dass Korrosion schneller auftreten kann, als die Benutzer erwarten, insbesondere im Freien oder in der Nähe von Meerwasser.
316 / CF8M
316 enthält Molybdän, das seine Beständigkeit gegen Lochfraß und Spaltkorrosion deutlich erhöht. Infolgedessen rostet es bei gleicher Chlorideinwirkung viel weniger als 304. In Umgebungen mit Salzwasser, Feuchtigkeit oder Chemikalienspritzern bietet 316 eine wesentlich stabilere Oberflächenleistung.
304L / 316L (CF3 / CF3M)
Die L-Grade-Versionen haben eine ähnliche allgemeine Korrosionsbeständigkeit wie 304 und 316, aber ihr geringerer Kohlenstoffgehalt verringert das Risiko einer Sensibilisierung beim Schweißen. Dies trägt dazu bei, schweißbedingte interkristalline Korrosion zu verhindern, die im Laufe der Zeit als Rost in der Nähe von Schweißnähten auftreten kann.
Duplex-Edelstähle (2205 / CD4MCu)
Duplex-Stähle kombinieren hohe Festigkeit mit außergewöhnlicher Beständigkeit gegen Lochfraß, Spaltkorrosion und Spannungsrisskorrosion. Unter den häufig verwendeten nichtrostenden Stählen ist die Wahrscheinlichkeit, dass sie in chloridreichen oder anspruchsvollen Umgebungen rosten, am geringsten, sofern die richtige Sorte ausgewählt und ordnungsgemäß verarbeitet wird.
Wie kann man das Rosten von Edelstahl verhindern?
Obwohl nichtrostender Stahl von Natur aus korrosionsbeständig ist, sind eine ordnungsgemäße Konstruktion, Oberflächenkontrolle und Wartung für eine langfristige Haltbarkeit in industriellen Umgebungen unerlässlich.
Wählen Sie die richtige Legierung
Die Auswahl des Werkstoffs ist der effektivste Weg, um Korrosion zu verhindern. Die Sorte 304 eignet sich für allgemeine Umgebungen, während 316 oder 316L eine bessere Beständigkeit in chloridreichen Umgebungen bietet. Für anspruchsvolle Anwendungen, die sowohl Festigkeit als auch hohe Korrosionsbeständigkeit erfordern, bieten nichtrostende Duplexstähle die zuverlässigste Leistung.
Verbesserung und Erhaltung des Oberflächenzustands
Die Oberflächenqualität wirkt sich direkt auf die Korrosionsbeständigkeit aus. Verfahren wie mechanisches Polieren, Elektropolieren, Beizen und Passivieren sowie die Entfernung von Eisenverunreinigungen tragen dazu bei, die Passivschicht zu stabilisieren und die Wahrscheinlichkeit von lokaler Korrosion zu verringern.
Risse minimieren
Bei der Konstruktion sollten enge Spalten, Zonen mit stehendem Wasser und sich überlappende Strukturen, in denen kein Sauerstoff an die Oberfläche gelangen kann, vermieden werden. Die Gewährleistung einer ordnungsgemäßen Entwässerung und die Verwendung reinigungsfähiger Geometrien verringern das Risiko der Spaltkorrosion erheblich.
Kontrolle der Umweltexposition
Regelmäßiges Abspülen von Salzablagerungen, die Minimierung von Feuchtigkeitseinlagerungen, die Vermeidung von stehendem Wasser und das Sauberhalten von Oberflächen tragen zur Erhaltung der Stabilität des Passivfilms und zur Verlängerung der Lebensdauer von Edelstahlkomponenten bei.
Schlussfolgerung
Rostfreier Stahl rostet nicht leicht - aber er kann rostet, wenn seine Passivschicht beschädigt ist oder wenn die Umwelt die Regeneration der Schicht verhindert.
Chloride, Sauerstoffmangel, Oberflächenverschmutzung und Feuchtigkeitszyklen sind die häufigsten Ursachen für Ausfälle.
Durch die Kenntnis der Korrosionsmechanismen, die Wahl geeigneter Stahlsorten wie 316 oder Duplexstahl und die Anwendung geeigneter Konstruktions- und Oberflächenbehandlungen können Gussteile und Komponenten aus Edelstahl eine langfristige Korrosionsbeständigkeit in anspruchsvollen industriellen Umgebungen gewährleisten.
Zur Beratung bei der Materialauswahl oder zur Bewertung der Korrosionsbeständigkeit von Gussstücken aus nichtrostendem Stahl, kontaktieren Sie unser Technikteam für fachkundige Unterstützung.
