Was ist Edelstahl? Eigenschaften, Arten und Unterschiede
Aus technischer Sicht ist Edelstahl ein Stahl mit besonders hoher Reinheit. Das bedeutet, dass die Begleitstoffe Schwefel und Phosphor den Wert von 0,025 % nicht überschreiten.
Unter diese Definition fallen alle unlegierten und legierten Stähle, die durch die Stahlgruppennummern 1.1xxx bis 1.89xx klassifiziert sind, also auch Werkzeugstähle, Schnellarbeitsstähle und Nitrierstähle. Unlegierte Edelstähle haben dabei die Stahlgruppen Nr. 10 – 18, legierte Edelstähle die Stahlgruppen Nr. 20 – 89.
Im Alltag ist mit der Bezeichnung Edelstahl aber für gewöhnlich nichtrostender Stahl gemeint. Er enthält mindestens 10,5 % Chrom und maximal 1,2 % Kohlenstoff. Auch im Folgenden wird mit Edelstahl diese Gruppe bezeichnet. Die nichtrostenden Stähle eignen sich für zahlreiche Anwendungen, darunter Lebensmittelindustrie, Medizintechnik und Haushaltsgeräte.
Eigenschaften von nichtrostendem Edelstahl
Nichtrostender Edelstahl enthält mindestens 10,5 % Chrom und wird deshalb auch als Chromstahl bezeichnet. Der hohe Chromanteil sorgt für eine gute Korrosionsbeständigkeit, da er mit Sauerstoff reagiert und so eine Chromoxidschicht bildet. Diese transparente Passivschicht stellt sich bei Beschädigungen unter dem Einfluss von Sauerstoff selbst wieder her.
Neben der Korrosionsbeständigkeit sorgt die Oxidschicht auch für eine glatte Oberfläche, die sich leicht reinigen lässt. Dadurch eignet sich nichtrostender Edelstahl besonders für Anwendungen im gastronomischen oder medizinischen Bereich. Außerdem wirkt die Stahlsorte ästhetisch ansprechend und eignet sich für viele Oberflächenbehandlungen, die die Eigenschaften oder das Aussehen noch verbessern können.
Die weiteren Eigenschaften nichtrostender Edelstähle hängen von ihrer genauen Zusammensetzung ab.
Gruppen nichtrostender Edelstähle
Austenitischer Edelstahl
Bei austenitischen Stählen handelt es sich um Chrom-Nickel-Stähle. Die Kombination aus mindestens 8 % Nickel und mindestens 13,5 % Chrom begünstigt neben der Korrosionsbeständigkeit auch die Verarbeitbarkeit und die mechanischen Eigenschaften.
Mit dem Zusatz von Molybdän entstehen CrNiMo-Stähle. Bei ihnen wird die Korrosionsbeständigkeit noch deutlich erhöht und sie sind beständig gegen Lochfraß in chloridhaltigen Umgebungen und reduzierten Säuren. Austenitische Edelstähle sind nicht magnetisierbar. Sie werden in aggressiven Medien wie in der chemischen Industrie, Seewasser, aber auch in der Lebensmittelindustrie eingesetzt.
Zu dieser Stahlgruppe gehören z.B. die Werkstoffe
- 1.4301 – X5CrNi18-10
- 1.4305 – X8CrNiS18-9
- 1.4401 – X5CrNiMo17-12-2
- 1.4404 – X2CrNiMo17-12-2
- 1.4841 – X15CrNiSi25-21
- 1.4571 – X6CrNiMoTi17-12-2
Martensitischer Edelstahl
Martensitische Stähle enthalten zwischen 12 und 18 % Chrom und haben einen Kohlenstoffgehalt von 0,1 bis 1,2 %. Durch den hohen Kohlenstoffgehalt können diese Stähle eine hohe Härte erreichen. Im Umkehrschluss reduziert der Kohlenstoffgehalt jedoch die Korrosionsbeständigkeit und sie sind schlechter verformbar und schlechter schweißbar.
Martensitischer Edelstahl reicht an die mechanischen Eigenschaften von Edelbaustählen heran, bietet darüber hinaus aber noch eine mittlere bis hohe Korrosionsbeständigkeit. Aufgrund seines Gefüges ist er außerdem magnetisierbar.
Martensitische Stähle werden in vier (sich teilweise überlappende) Untergruppen aufgeteilt:
- Fe-Cr-C-Stähle: Erste martensitische Sorte, bis heute verbreitet im Maschinenbau und in verschleißbeanspruchten Bauteilen eingesetzt.
Bsp.: 1.4006, 1.4021, 1.4031, 1.4034, 1.4104, 1.4112, 1.4122, 1.4125 - Ni-haltige Stähle: Nickel ersetzt einen Teil des Kohlenstoffs. Im Vergleich zur vorgenannten Gruppe weisen sie eine höhere Zähigkeit auf, insbesondere bei niedrigen Temperaturen. Ihr höherer Chromanteil führt auch zu einer höheren Korrosionsbeständigkeit. Molybdänzusätze verbessern die Stähle in den Untergruppen 1 und 2 weiter.
Bsp.: 1.4057, 1.4418 - Ausscheidungshärtende, nichtrostende Stähle: Sie bieten die beste Kombination aus Festigkeit und Härte.
- Kriechbeständige Sorten: Mit einem Chromanteil von rund 11 % unterscheiden sie sich von den Stählen der Untergruppe 1 durch Legierungszusätze von Kobalt, Niob, Vanadium und Wolfram, welche die Hochtemperatur- und Dauerfestigkeit (bis zu 650 °C) erhöhen.
Ferritischer Edelstahl
Austenitisch-ferritischer Edelstahl (Duplexstahl)
V2A und V4A: Bedeutung und Unterschiede
Die Bezeichnungen V2A und V4A wurden Anfang des 20. Jahrhunderts für die ersten korrosionsbeständigen Stahlsorten mit guten mechanischen Eigenschaften gewählt. Sie stehen für “Versuchsschmelze 2 Austenit” und “Versuchsschmelze 4 Austenit”.
Obwohl die Begriffe keine genormten Werkstoffbezeichnungen sind, werden sie im Alltag und in der Industrie noch häufig für bestimmte austenitische Edelstähle verwendet.
V2A Edelstahl
- hat einen hohen Chromanteil für die Korrosionsbeständigkeit
- hat einen hohen Nickelgehalt, der zur Festigkeit und Zähigkeit beiträgt
- ist ein im Alltag häufig auftretender Edelstahl, z.B. beim Bau von Geländern, Fahrzeugen und Spülbecken
- wird außerdem in der Getränke-, Pharma- und Kosmetikindustrie eingesetzt
V4A Edelstahl
- enthält neben einem hohen Chromanteil und Nickel auch Molybdän
- hat eine höhere Korrosionsbeständigkeit und ist besonders widerstandsfähig gegenüber Einflüssen wie Feuchtigkeit, Salzwasser oder chemischen Substanzen
- ist durch diese Eigenschaften ideal für den Einsatz im Freien
FAQ - Fragen zum nichtrostenden Edelstahl
Was gibt es für Edelstähle?
Ist Edelstahl immer rostfrei?
Was ist V2A und V4A?
Welcher Edelstahl ist magnetisch?
Kann man Edelstahl schweißen?
Welche Edelstahlarten eignen sich für die Lebensmittelindustrie?
Welcher Edelstahl ist gut zerspanbar?
Was ist der Nachteil von Edelstahl?
Unsere nichtrostenden Edelstähle im Überblick
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