Rostfreie Stähle bestehen hauptsächlich aus Eisen mit etwas Kohlenstoff und ganz bestimmten Anteilen an Chrom und Nickel. Der Kohlenstoffgehalt, das Charakteristikum bei der allgemeinen Definition von Stahl, ist für die Härte verantwortlich. Erhöht man den Chrom- oder sogar Nickelanteil, erhält man Edelstahl mit unterschiedlichen Qualitätsmerkmalen hinsichtlich Korrosion und Hochtemperaturverhalten.

Grundsätzlich lässt sich sagen, dass Edelstähle korrosionsbeständig sind und sich gut schweißen lassen. Andererseits wird die Bearbeitbarkeit umso schlechter, je „besser“ der Stahl ist. Schlecht schweißen lassen sich hingegen hochlegierte Nickel-Chrom-basierte Hochleistungsstähle der NiCrMoV-Gruppe wie 1.6959 und ähnliche für besondere Anforderungen und Einsatzbereiche.

Rostfreie Stähle bestehen hauptsächlich aus Eisen mit etwas Kohlenstoff und ganz bestimmten Anteilen an Chrom und Nickel. Der Kohlenstoffgehalt, ein Merkmal in der allgemeinen Definition von Stahl, ist für die Härte verantwortlich. Wenn Sie den Kohlenstoffgehalt unter 1,2 % halten und den Chromgehalt auf über 10,5 % erhöhen, wird der Stahl rostfrei.

Wenn auf der Rückseite einer Gabel oder eines Löffels „18/10“ steht, bedeutet das, dass der Stahl zu 18 % aus Chrom und zu 10 % aus Nickel besteht. Die Bezeichnung nach DIN wäre dann CrNi18-10 bzw. 1.4301.

Historisch gesehen werden Chrom-Nickel-Stähle seit 1912 als V2A-Stahl bezeichnet – das „V“ steht für „Versuchsschmelze“, das „A“ für den Metallurgen Sir William Chandler Roberts-Austen.

Wenn man nun noch 2 % Molybdän hinzufügt, erhält man V4A-Stahl, der noch korrosionsbeständiger ist als V2A-Stahl. Zu den bekanntesten Vertretern zählen: 1.4571, 1.4401/1.4404. Letzteres ist nach US-amerikanischer Notation ein F316L, das unter anderem in Kernreaktoren, aber auch in allen korrosiven Umgebungen in der Lebensmittelindustrie, sowie Chemieanlagen oder im Meerwasserbereich eingesetzt wird.

Wenn Sie außerdem sehr geringe Mengen Stickstoff (N) und mehr Chrom und weniger Nickel hinzufügen, erhalten Sie Duplexstahl. Dies hat die Materialbezeichnung X2CrNiMoN 22-5-3 oder 1.4462 (US: F51). Dieses ist korrosionsbeständig auch in saurer und chloridhaltiger Umgebung (z. B. Schwimmbäder) und beständig gegen Phosphorsäure und organische Säuren (Kläranlagen, Düngemittel). Bei stark beanspruchten Teilen in entsprechenden Umgebungen ist die Beständigkeit gegen Spannungsrisskorrosion ein besonderer Vorteil. Beispielhafte Anwendungsgebiete reichen von Schiffen und Bohrinseln bis hin zu Sicherheitsteilen für Busse und Straßenbahnen (z. B. Gelenkmuffen).

Alle oben genannten Stahlsorten lassen sich mäßig gut schmieden, sind gut schweißbar, aber schwierig zu bearbeiten, insbesondere die Duplexstähle. Mit Duplex kann man beim Schmieden leicht an die Grenzen der Möglichkeiten stoßen. Aufgrund der schlechten Bearbeitbarkeit lohnt es sich jedoch oft, auch kleine Stückzahlen trotz zusätzlicher Werkzeugkosten für die benötigten Schmiedewerkzeuge in eine „bessere Form“ zu schmieden, um den Bearbeitungsaufwand deutlich zu reduzieren. Reduziert

man nun den Eisengehalt Zugunsten eines höheren Nickelgehalts erhält man Legierungen, die nicht mehr als Stahl, sondern als Superlegierungen bezeichnet werden. Diese können sehr hohen Temperaturen bis ca. 90 % des Schmelzpunktes standhalten.

Typische Anwendungen findet man im Hochtemperaturbereiche von Kraftwerken oder Düsenantrieben sowie Militärtechnik.

Beispiele:
Monel® (2.4360–Alloy400)
Hastelloy® (2.4617-Alloy B-2)
Incoloy® und Inconel®-Gruppe von Stahlsorten
(2.4858 – Alloy 825, 2.4856 – Alloy 625, 2.4816 - Alloy 600)

Dieser Beitrag basiert fast wörtlich auf dem englischsprachigen Original (Klick!) des gleichen Autors.

KB Schmiedetechnik GmbH ist eine deutsche Gesenkschmiede, die sich auf die Kleinserienfertigung von sicherheitsrelevanten Gesenkschmiedeteilen mit einem Stückgewicht von 200 g bis 130 kg aller Stahlsorten einschließlich Duplex-Edelstählen, Nickelbasis- und Titanlegierungen gemäß den folgenden Normen spezialisiert hat.

Zertifizierungen und Standards:

Beispiele sind Halterungen, Halter, Rohrverbindungen, drucktragende Teile, Ventile, Teile für Kesselanlagen und Kernkraftwerke, Sonderfahrzeuge wie landwirtschaftliche Maschinen, auch Teile und Komponenten für korrosive Anwendungen wie Marineschiffe, Boote, Schiffstechnik, seewassertaugliche, korrosionsbeständige Bauteile, seewasserbeständige, säurebeständige, hochkorrosionsbeständige Schmiedeteile für Meerwasseranwendungen, Meerwassernutzung, Meerwasserentsalzung, Petrochemie, Düngemittelindustrie, Düngemittelproduktion, Lebensmitteltechnologieindustrie, Bohrmaschinen, Bohrausrüstung, Bohrköpfe, Meerestechnik und Unterwassertechnik.

Monel®, Incoloy®, Inconel®, Hastelloy® sind Marken ihrer Eigentümer, hauptsächlich Special Metals Corporation und Haynes International, USA. Haynes wird aktuell (Stand: Februar 2024) von North American Stainless übernommen, einem Tochterunternehmen des spanischen Konzerns Acerinox.

Presseinformation

KB Schmiedetechnik GmbH - Gesenkschmiede
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Autor: Thomas Henneke (GF von KB)