Die Rostfrei-Revolution – Eine faszinierende Reise durch die Welt des nichtrostenden Stahls

Geburt von nichtrostendem Stahl: Eine bahnbrechende Erfindung von Krupp

Die Erfindung des ersten rostfreien Edelstahls durch die Firma Friedrich Krupp AG revolutionierte Ende des 19. Jahrhunderts die Stahlindustrie. Man brachte ein Material hervor, das gegen Korrosion und Oxidation beständig ist und somit auch den Anforderungen der chemischen Industrie gerecht wurde. Mit zwei Patentanmeldungen am 17. Oktober und 20. Dezember 1912 begann eine Ära des nichtrostenden Edelstahls, welcher sich durch seine herausragenden Eigenschaften auszeichnet und eine Vielzahl von Anwendungen ermöglicht. Die Erfindung hat nicht nur die chemische Industrie revolutioniert, sondern auch den Weg für Innovationen in anderen Branchen geebnet. Nichtrostender Stahl war und ist seit diesem Zeitpunkt eine wichtige Säule der modernen Materialtechnologie.

Ein Blick auf den Herstellungsprozess und die benötigten Rohstoffe  

Eisen bildet das Grundelement bei der Herstellung von Stahl. Es wird aus Eisenerz gewonnen, das in Bergwerken abgebaut wird. Das Eisenerz wird nach dem Abbau zunächst zerkleinert, gesiebt und gereinigt, um die Metallkonzentration zu erhöhen. Anschliessend wird das Erz in Hochöfen geschmolzen und zu Roheisen reduziert. Mittels weiterer metallurgischer Prozessschritte gelangt man vom Roheisen zum Rohstahl und letztendlich zum Stahl. Durch die Zugabe von Legierungselementen wird der Stahl veredelt und in einen hochwertigen Edelstahl transformiert. Dies geschieht normalerweise in einer Sekundärschmelze, bei der der Rohstahl mit den Legierungselementen in einem Ofen geschmolzen wird.

Nach der Erschmelzung wird der Stahl in eine bestimmte Form gebracht. Edelstahl kann in einer Vielzahl von Formen produziert werden, darunter Stäbe, Platten, Bleche, Rohre und Draht, um nur einige zu nennen. Das kann durch Giessen in Formen, durch Walzen oder durch andere formgebende Verfahren erfolgen.

Für die Herstellung von rostfreiem Edelstahl werden weitere Legierungselemente wie Chrom, Nickel, Molybdän hinzugefügt. Diese werden aus verschiedenen Quellen gewonnen. 

Chrom wird hauptsächlich aus Chromit abgebaut, einem Mineral, das in folgenden Ländern gefunden wird: 

• Südafrika

• Kasachstan

• Indien

• Russland 

• Türkei 

• Finnland

Nickel, ein weiteres häufig verwendetes Legierungselement, wird hauptsächlich aus Nickelerzen gewonnen, die in den folgenden Ländern abgebaut werden: 

• Kanada

• Russland

• Australien

• Indonesien

Die Rohstoffe für rostfreien Stahl sind somit weltweit verteilt und werden in verschiedenen Ländern abgebaut. Die Verfügbarkeit und Kosten der Rohstoffe können sich daher je nach Standort und Marktbedingungen unterscheiden.

Die Definition von rostfreiem Edelstahl

Edelstahl rostfrei, auch bekannt als nichtrostender Stahl oder INOX, ist eine Legierung (von lateinisch ligare; binden, vereinen) aus verschiedenen Metallen. Die genaue Zusammensetzung kann je nach Anwendung und Verwendungszweck variieren. Im Allgemeinen enthält Edelstahl rostfrei mindestens 10,5 % Chrom (Cr) und bis zu 1,2 % Kohlenstoff (C). 

Durch das Hinzufügen von den bereits erwähnten Legierungselementen wie Chrom, Nickel und Molybdän erhalten sogenannte rostfreie Stähle eine höhere Beständigkeit gegen Korrosion. Die korrosionsbeständigen Stähle verdanken ihre Beständigkeit vor allem aber dem Legierungselement Chrom, welches auf der Stahloberfläche eine dichte, beständige und fest haftende Oxid- oder Passivschicht bildet (nicht sichtbar). 

Trotz seines Namens und seiner rostbeständigen Eigenschaften ist es wichtig zu beachten, dass nichtrostender Stahl unter falscher Anwendung dennoch rosten kann.

Die Rostbeständigkeit von nichtrostendem Stahl ist variabel und hängt von der spezifischen Stahlsorte und den Umgebungsbedingungen ab, was zu möglichen Korrosionsangriffen führen kann.

Werkstoffnummern und Kurzbezeichnungen von Edelstahl rostfrei

Die nichtrostenden Stähle sind in Europa vorwiegend durch die Normenreihe EN 10088-1 bis -5 genormt. Jede Stahlsorte ist mit einem Kurznamen und einer Werkstoffnummer versehen.

Die Systeme zur Zuordnung der Bezeichnungen für Edelstahl-Werkstoffnummern variieren je nach Land. Hier sind die wichtigsten Systeme aufgelistet:

Um dies genauer zu erläutern, hier ein Beispiel:

Die Werkstoffnummer lautet:  1.4404
der EN Werkstoff-Kurzname lautet: X2CrNiMo17-12-2
der DIN Kurzname ist wie folgt: X 2 CrNiMo 17 13 2 (veraltet, durch EN abgelöst)
der AFNOR Kurzname ist: Z 3 CND 17-12-02 (veraltet, durch EN abgelöst)

Der Kurzname gibt Auskunft über die wichtigsten Legierungselemente und deren Gehalte in der Stahlsorte. Die Werkstoffnummer für Edelstahl rostfrei liegt im Bereich von 1.40xx bis 1.46xx. Diese Normierung ermöglicht eine einheitliche Bezeichnung und Klassifizierung der verschiedenen Edelstahlprodukte, was insbesondere für die Herstellung und den Handel von Bedeutung ist.

Die vier Edelstahlgefüge in der Übersicht

Es existieren über 100 verschiedene nichtrostende Stähle. Das Edelstahlgefüge bezieht sich auf die Art und Weise, wie die Atome in einem Stück Edelstahl angeordnet sind. Diese können je nach Legierungstyp und Herstellungsprozess sehr unterschiedlich sein und beeinflussen die mechanischen und korrosionsbeständigen Eigenschaften des Materials .

Es gibt vier Haupttypen von Edelstahlgefügen: Martensit, Duplex, Ferrit und Austenit. 

Fact's über austenitische Stähle :

• Sind eine der häufigsten Arten von Edelstahl

• Hohe Korrosionsbeständigkeit und gute Verformbarkeit 

• Unmagnetisch 

• Ausgezeichnete Beständigkeit gegenüber Korrosion, Hitze und Chemikalien

Anwendung: in der Lebensmittelverarbeitung, Chemieindustrie, medizinischen Geräten und vielen anderen Bereichen, in denen Hygiene und Korrosionsbeständigkeit wichtig sind.

Fact's über ferritische Stähle:

• Magnetisch 

• Gute Korrosionsbeständigkeit, insbesondere gegenüber korrosiven Umgebungen wie Wasser und bestimmten Chemikalien 

• Allgemein weniger verformbar als austenitische Stähle

• Haben eine gute Festigkeit 

Anwendungen: Kühlsysteme, Waschmaschinentrommeln und Innenarchitektur

Fact's über martensitische Stähle:

• Zeichnen sich durch ihre hohe Härte, Festigkeit und Verschleissbeständigkeit aus

• Magnetisch 

• Haben eine begrenzte Korrosionsbeständigkeit
  (im Vergleich zu austenitischen oder ferritischen Stählen)

Anwendung: Werkzeuge, Klingen und andere Bereiche, in denen hohe Härte und Festigkeit erforderlich sind.

Fact's über Duplex-Stähle:

• Hohe Korrosionsbeständigkeit, Festigkeit und Zähigkeit

Anwendung: Duplex-Stähle kommen in der chemischen Industrie, Öl- und Gasanlagen sowie in Umgebungen mit Meerwasser zum Einsatz.

Welche Vorteile bietet Edelstahl rostfrei im Vergleich zu anderen Materialien?

Wenn es um langlebige und korrosionsbeständige Materialien geht, steht Edelstahl rostfrei ganz oben auf der Liste. Es ist in verschiedenen Branchen weit verbreitet, von der Bauindustrie über die Lebensmittelverarbeitung bis hin zur Medizintechnik.

• Hervorragende Korrosionsbeständigkeit: Edelstahl rostfrei bietet eine aussergewöhnliche Korrosionsbeständigkeit. Die Bildung einer passiven Schutzschicht auf der Oberfläche schützt den Stahl vor schädlichen Umwelteinflüssen und verlängert seine Lebensdauer.

• Langlebigkeit und wartungsarm: Edelstahl rostfrei ist äusserst robust und langlebig. Es kann extreme Temperaturen, mechanische Beanspruchungen und Abnutzung standhalten, ohne seine Eigenschaften zu beeinträchtigen. Darüber hinaus erfordert Edelstahl rostfrei nur minimale Wartungsarbeiten.

• Hygienisch und leicht zu reinigen: Edelstahl rostfrei ist ein hygienisches Material, da es glatt, nicht porös und leicht zu reinigen ist. Es widersteht dem Wachstum von Bakterien, Schimmel und anderen Mikroorganismen, was es zu einer idealen Wahl für Anwendungen in der Lebensmittelverarbeitung, medizinischen Geräten und sanitären Anlagen macht.

• Vielseitigkeit und Anpassungsfähigkeit: Edelstahl rostfrei ist in einer Vielzahl von Formen, Grössen und Oberflächenausführungen erhältlich. Es kann leicht in verschiedene Designs und für diverse Anwendungen angepasst werden. Darüber hinaus ermöglicht die hohe Zugfestigkeit des Edelstahls die Konstruktion von komplexen Strukturen und Komponenten.

• Umweltfreundlichkeit: Edelstahl rostfrei ist ein recycelbares Material und hat eine hohe Recyclingrate. Es kann immer wieder eingeschmolzen und zu neuen Produkten verarbeitet werden, was negative Umweltauswirkungen verringert und zur Nachhaltigkeit beiträgt.

• Hohe Hitzebeständigkeit: Edelstahl rostfrei behält auch bei hohen Temperaturen seine mechanischen Eigenschaften und Korrosionsbeständigkeit bei. Dies macht es ideal für Anwendungen, die hohen Temperaturen ausgesetzt sind, wie beispielsweise in der Chemieindustrie oder im Maschinenbau.

• Ästhetische Qualität: Edelstahl rostfrei verleiht Produkten und Strukturen ein modernes und ansprechendes Erscheinungsbild. Es bietet eine glänzende Oberfläche, die auch nach längerer Nutzungsdauer gut aussieht.

Fazit

Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass die Entwicklung von Edelstahl rostfrei durch eine Vielzahl von herausragenden Eigenschaften begründet werden kann. Edelstahl rostfrei hat sich als treibende Kraft für technologische Entwicklungen erwiesen und ermöglicht eine nachhaltige Zukunft. 

Es ist wichtig zu beachten, dass die Wahl des geeigneten Materials von den spezifischen Anforderungen und der Art der Anwendung abhängt. Jedes Material hat seine eigenen Stärken und Schwächen, und es ist ratsam, die individuellen Bedürfnisse und Prioritäten zu berücksichtigen, bevor eine Entscheidung über die Wahl des Edelstahls getroffen wird.

Die HANS KOHLER AG ist Ihr zuverlässiger Partner, wenn es um die Wahl des richtigen Materials für Ihre Edelstahlprojekte geht. Als Edelstahlspezialisten verfügen wir über mehr als 100 Jahre Erfahrung und Fachwissen. 

Unser Ziel ist es, Ihnen nicht nur hochwertige Edelstahlprodukte zu liefern, sondern auch eine umfassende Beratung und Unterstützung anzubieten.

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