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Edelstahl-Sorten

Unter den Begriffen Edelstahl, nichtrostender Stahl, Edelstahl rostfrei, stainless steel (engl.), Inox (ital./franz. inoxidable) werden über 100 verschiedene, hoch-legierte Stahlsorten zusammengefasst, die neben Chrom verschiedene andere Zusätze enthalten.
Der Chromanteil von mind. 12,5% ist der Träger der Passivität, er erhöht die Härte aber auch die Sprödigkeit. Nickel, oft der teuerste Legierungsanteil, verbessert die Festigkeit, Zähigkeit, Verformbarkeit und -zusammen mit Molybdän- den Korrosionsschutz. Und kleine, aber entscheidende Mengen von Kohlenstoff, Stickstoff und Schwefel, Titan, Tantal, Niob und Kupfer schaffen große Unterschiede in der Bearbeitbarkeit und Beständigkeit. Je nach Zusammensetzung ergeben sich unterschiedliche Gefügearten. So unterteilt man den nichtrostenden Stahl in 4 Gruppen:

Austenitische Stähle (Gruppe A1 - A5) enthalten unter 0,1% Kohlenstoff, sind nicht härtbar (außer der Kaltverfestigung bei Umformung) und nicht, oder nur gering magnetisierbar (zunehmend mit steigender Kaltverformung). Durch den hohen Anteil an Chrom und Nickel haben sie eine hohe Beständigkeit gegen Witterungseinflüsse, Säuren und verschiedensten Chemikalien, sind gut kaltumformbar und gut schweißbar (außer bei Schwefel-Zusätzen). Der bekannteste Vertreter dieser Gruppe ist das "V2A-Stahl" Werkstoff-Nr. 1.4301.
Durch den Zusatz von 2% Molybdän (erstmalig im Krupp-V4A) konnte die Beständigkeit gegen schweflige Säuren und chlorhaltige Verbindungen (auch Seewasser) wesentlich verbessert werden. Der bekannteste CrNiMo-Stahl ist das "V4A" Werkstoff-Nr. 1.4401.
Der Werkstoff 1.4404 ist praktisch eine Weiterentwicklung mit mehreren Vorteilen: Er lässt sich in der Version "easy cut" besser auf Drehmaschinen bearbeiten und durch einen reduzierten Kohlenstoffgehalt wird das nachfolgende Problem beim Schweißen vermieden.
Durch Erhitzen und unkontrolliertes Abkühlen, z.B. beim Schweißen, kann durch den Kohlenstoffgehalt "interkristalline Korrosion" (Kornzerfall) eintreten, die durch karbidbildende Zusätze Titan, Tantal, Niob vermieden wird. Für Schweißkonstruktionen ab ca. 6mm Dicke wird das titanhaltige 1.4541 oder 1.4571 eingesetzt, - oder Stähle mit einem C-Gehalt unter 0,03% (L=low carbon). Die titanhaltigen Stähle lassen sich durch die Bildung der Karbidkristalle nicht auf Hochglanz polieren.
Ein Zusatz von 0,2% Schwefel verbessert beim Werkstoff 1.4305 die spanabhebende Bearbeitbarkeit. Aus diesem Stahl, mit etwas niedrigerer Korrosionsbeständigkeit, lassen sich Automatendrehteile mit einem guten Preis-Leistungsverhältnis herstellen.
Austenitische Stähle haben eine höhere Bruchdehnung (35-40%), Korrosionsbeständigkeit und Wärmeausdehnung, - und eine geringere Wärmeleitfähigkeit als die zwei nachfolgenden Gruppen.

Die mechanischen Eigenschaften (Zugfestigkeit ca. 500-750N/qmm, Streckgrenze Rp 0,2 ca. 190-280 N/qmm) können besonders bei den vergüteten martensitischen Stählen wesentlich höher liegen.
Die geringere Wärmeleitfähigkeit der A1/A4-Edelstähle (15W/mK) sollte Planern etwas bekannter sein: Der Wärmverlust von normalen Stahl (50W/mK) ist 3x, der von Aluminium (204W/mK) 10x höher, - daher sollten für Ankerteile in wärmegedämmten Fassaden nur diese Legierungen eingesetzt werden.

Martensitische Stähle (Gruppe C1, C3, C4) enthalten über 0,1% Kohlenstoff, 12-18% Chrom, unter 3% Nickel, sind magnetisierbar und durch Wärmebehandlungen härt- und vergütbar. Die Härte der Stähle ist umso größer, je höher der Kohlenstoff-Gehalt ist (0,1-1,0%). Wegen ihrer Neigung zur Bildung von Härterissen werden sie im allgemeinen nicht geschweißt. Vergütet, mit geschliffener und polierter Oberfläche werden sie für Wellen, Kolbenstangen, chirurgische Instrumente, Messer und Federn eingesetzt.

Ferritische Stähle (Gruppe F1) enthalten unter 0,1% Kohlenstoff, 12-19%Chrom, unter 1% Nickel, sind magnetisierbar, teilweise schweißbar und nicht härtbar. Sie haben eine schlechtere Korrosionsbeständigkeit als die A1/A4-Gruppe und werden durch den niedrigen Preis z.B. für einfache Bestecke, Spülbecken und Behälter eingesetzt.

Austenitisch-ferritische Stähle, wegen ihrer zwei Gefügebestandteile auch Duplex-Stähle genannt, sind die neuen Hightech-Edelstähle. Z.B. der Werkstoff-Nr. 1.4462 bildet mit 22% Cr, 5% Ni, 3% MO + 15% N eine ausgewogene Gefügemischung mit hervorragenden mechanischen und korrosionsbeständigen Eigenschaften und wird im Offshore-Bereich und auf Regatta-Yachten zur Mastenabspannung eingesetzt.

Unter guter Beständigkeit gegen äußere Einflüsse und Chemikalien versteht man, wenn der jährliche Oberflächenabtrag unter 0,1mm liegt. Für eine gute Korrosionsbeständigkeit ist ein Chromgehalt von mindestens 12,5%, besser aber 17% erforderlich, - auch Nickel und Molybdän verbessert.
Aber nicht nur die Zusammensetzung der Legierung, sondern auch die Qualität und Glätte der Oberfläche und Gefügeveränderungen des Materials durch Druck und Temperatur sind von Bedeutung. So bietet eine polierte, saubere Oberfläche (z.B. Elektropolitur) einen wesentlich besseren Rostschutz, als eine matte, ungepflegte Oberfläche, auf der sich sogar kleine Partikel von Flugrost festgesetzt haben.

Die durch Erhitzen oder Schweißen oxydierten Oberflächen werden üblicherweise mit flusssäurehaltigen Mitteln gebeizt. Das "nackte" Edelstahl überzieht sich dann in einigen Tagen mit einer dünnen, farblosen, schützenden Chromoxydschicht. Diese Passivierung kann durch Einlegen in eine verdünnte Salpetersäure beschleunigt werden.



Gr. WS-Nr. Kurzbezeichnung AISI Verwendung
 
Austenitische nichtrostende Stähle
A2 1.4301 X5 CrNi 18-10 304 Konstruktionsteile aller Art, Schrauben
A2 1.4303  X4 CrNi 18-12 305 Kaltumformung, Schrauben
A1 (2) 1.4305  X8 CrNiS 18-9 303 Drehteile
A2 1.4306  X2 CrNi 19-11 304L Konstruktionsteile, Schweißkonstruktionen
A2 1.4307  X2 CrNi 18-9 304L Konstruktionsteile, Schweißkonstruktionen
A2 1.4310 X10 CrNi 18-8 301 Federn, Bohrschrauben, Fahrzeugverkleidungen
A2 1.4318  X2 CrNiN 18-7  301LN A2 mit den höchsten mech. Werten
A2 1.4541  X6 CrNiTi 18-10  321 Schweißkonstruktionen, Rohre
A2 1.4567 X3 CrNiCu 19-9-4 304Cu Imbus-Schrauben, Niete, gut verformbar
A2 1.4828 X15 CrNiSi 20-12 309 hitzebeständiger Edelstahl
A4 1.4401 X5 CrNiMo 17-12-2  316 Konstruktionsteile aller Art, Schrauben
A4 1.4404 X2 CrNiMo 17-12-2 316L Konstruktionsteile, Schrauben, Drehteile
A4 1.4435 X2 CrNiMo 18-14-3  316L geschweißte Teile mit erhöhter Beständigkeit
A4 1.4438 X2 CrNiMo 18-15-4 317L hohe Korrosionsbeständigkeit, chem. Industrie
A4 1.4571 X6 CrNiMoTi 17-12-2 316Ti Schweißkonstruktionen, Bleche, Rohre
A5 1.4565 X2 CrNiMnMoNbN  25-18-5-4   sehr gute Beständigkeit
A5 1.4529 X1 NiCrMoCuN 25-20-7    hohe mech. und chem. Beständigkeit
A5 1.4539 X1 NiCrMoCuN 25-20-5 904L sehr gute Beständigkeit (optimal für Hallenbäder)
A5 1.4577 X3 CrNiMoTi 25-25     höchste Beständigkeit, Apparatebau, chem.Industr.
         
Martensitische nichtrostende Stähle
C1  1.4005       X12 CrS 13 416 einfache Drehteile, geringe Korrosionsbest
C1  1.4006 X10 Cr 13 410 Bauteile, Wellen, geringe Korrosionsbeständigkeit
C1  1.4021 X20 Cr 13 420 Federn, Turbinen, geringe Korrosionsbeständigkeit
C3  1.4057 X17 CrNi 16-2 431 mech. Beanspr., Maschinenteile, Ventile, Pumpenw.
C4  1.4104 X14 CrMoS 17 430F Drehteile, mäßige Korrosionsbeständigkeit
C 1.4112 X90 CrMoV 18 440B Verschleißteile, höhere Härte, Messer, Wälzlager
C3  1.4122 X39 CrMo 17-1   Federn, Messer, Armaturen, Pumpenwellen
C3  1.4125 X105 CrMo 17 440C Bauteile höchster Härte, Kugellager
C3  1.4313 X5 CrNiMo 13-4   Nickelmartensitischer Stahl, gute Festig-+Zähigkeit
C3  1.4542 X5 CrNiCuNb 16-4 630 Beschläge, hohe Festigkeit, gute Korrosionsbest.
         
Ferritische nichtrostende Stähle
F1? 1.4003 X2 CrNi 12   mäßige Korrosionsbeständigkeit
  1.4016 X6 Cr 17 430        Spültische, Tiefziehteile, Bauteile im Innenbereich
F? 1.4113 X6 CrMo 17-1 434 Blechteile im Fahrzeugbau, besser als 1.4016
         
Austenitisch-ferritische Stähle, Duplex-Edelstähle
A4 1.4460 X3 CrNiMoN 27-5-2 329 gute Festigkeiten, hohe Korrosionsbeständigkeit
A4 1.4462 X2 CrNiMoN 22-5-3 S31803 dito, Off-Shore-Technik, Druckbehälter
A4 1.4582 X4 CrNiMoNb 25-7 X? gute Festigkeiten, hohe Korrosionsbeständigkeit
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