Edelstahl


Walzmattierte Edelstahl-Rauten

Edelstahl, ein vielseitiges Material, dass sich enorm entwickelt hat

1912 war ein schlechtes Jahr für den Rost. Der Grund: Edelstahl

Durch die Kombination von Nickel und Chrom in Verbindung mit einer genau dosierten Wärmebehandlung gelang es erstmals, ein Material zu erzeugen, das durch ein Höchstmaß an Korrosionsbeständigkeit und gleichzeitig guten mechanischen Eigenschaften überzeugte. Dadurch gewann Edelstahl im Hochbau immer mehr an Attraktivität für die Dacheindeckung und Dachentwässerung. Man spricht von einem Edelstahl, wenn der Chromgehalt mindestens 10,5% beträgt. Edelstahl im Hochbau hat sich extrem entwickelt. Es gibt verschiedene Oberflächen, die je nach Anfoderung an das Objekt variieren können. Besonders stark sind verzinnte-, walzblanke- und walzmattierte Edelstähle. Weitere nützliche und spannende Informationen rund um das Thema nichtrostender Stähle erhalten Sie auf der Website der ISER.

Die Edelstahlvielfalt ist enorm und für so ziemlich jeden Einsatzbereich geeignet:

 

Wesentliche Vorteile, die Sie durch den Einsatz von Edelstahl im Hochbau haben:

Kosteneinsparung
Geringere Materialdicke (0,4mm / 0,5mm) bei gleichen bzw. besseren Qualitätsmerkmalen, wie z.B. Korrosionsbeständigkeit, besserer Zugfestigkeit oder geringerem Ausdehnungskoeffizienten, mindert das Gewicht pro m². Durch das geringe Eigengewicht wird mit Edelstahl eine erheblich größere Fläche in m², je nach Vergleichsmaterial und Materialstärken bis zu 75%, eingedeckt.

Wetterunabhängige Verarbeitung
Edelstahl kann auch bei kalten Temperaturen problemlos verarbeitet werden und unterliegt somit keiner sogenannten Kaltsprödigkeit, welche bei anderen Materialien zu Grunde liegt. „Solange der Verarbeiter arbeiten kann, arbeitet das Material mit.“

Materialkombinationen
Nichtrostender Stahl ist mit allen Holzarten (Span- oder Pressplatten) kompatibel. Weiterhin ist Edelstahl beständig gegen Zement und Kaltmörtel und bildet keine Kontaktkorrosion in Verbindung mit z.B. Zink, Kupfer oder anderen Metallen am Bau außer Rost bzw. ungeschützter Stahl.

Umweltverträglich
Rostfreier Stahl und Zinn sind absolut umweltverträglich und zu 100% wieder verwendbar. Auch unterliegen Edelstähle so gut wie keinem Abtrag und somit werden keine Partikel an die Umwelt abgegeben.

Passivschicht auf Edelstahl
Rostfreier Edelstahl ist mindestens mit 10,5% Chrom legiert und enthält weniger als 1,2% Kohlenstoff. Unter Sauerstoffeinwirkung wird spontan eine stabile Oxidschicht (Passivschicht) gebildet, die das Metall vor Korrosion schützt.

Rostfreier Stahl und Korrosion

Metalle werden immer aus Erzen gewonnen (abgesehen von Edelmetallen wie Goldund Platin, die in der Natur auch in ihrer elementaren Formvorkommen). Daher streben Metalle stets die Stabilisierung eines ihrem Naturzustand entsprechenden, d.h. oxidierten, Zustandes an. Metallkorrosion ist in erster Linie auf elektrochemische Reaktionen zurückzuführen. Sie finden zwischen dem Metall und der äußeren Umgebung statt.

Der rostfreie Stahl und seine Passivschicht
Stahl ist eine Eisen-Kohlenstoff-Legierung. Der Chromanteil von mindestens 10,5% verleiht dem rostfreien Stahl seineKorrosionsbeständigkeit. Durch den Kontakt mit Sauerstoff entsteht an der Oberfläche des Materials eine Chromoxidschicht. Diese Passivschicht beschützt das Material und besitzt die Besonderheit der Eigenregenerierung. Sollte diese Passivschicht jedoch beschädigt werden, so kann trotz allem Korrosion einsetzen.

Edelstahlzusammensetzung

Die Korrosionsarten

Es gibt 5 Hauptkorrosionsarten, die Abhängigkeit von ihrer jeweiligen Umgebungstehen:

1. Lochfraskorrosion durch Neutralechloridangereicherte Umgebung und lokale Korrosion:
Als Lochfraßkorrosion bezeichnet man eine punktuelle Beschädigung der Passivschicht des rostfreien Stahls, die durch chlorid- und/oder sulfidhaltige Elektrolyten verursacht wird. An der Stelle des Lochfraßes ist das Metall freigelegt. Die Korrosion wird dann fortschreiten, wenn es an der entsprechenden Stelle nicht zu einer Repassivierung kommt bzw. wenn die Geschwindigkeit der Auflösung des Metallseine für die Verhinderung der Repassivierung ausreichend aggressive Umgebung aufrechterhält.

Empfehlung vom Hersteller zur Vermeidung von Lochfraßkorrosion:
Es sollte zunächst festgestellt werden, ob es möglich ist die Korrosivität der Umgebung zu verringern, indem die Temperatur gesenkt und die Kontaktzeit eingeschränkt wird, stagnierende Umgebungen gemieden, Konzentrationen an Halogeniden und Anwesenheit von Oxydantien verringert werden. Es sollte eine Stahlsorte mit erhöhtem Chromanteil oder mit einem Molybdänanteil gewählt werden.


2. Spaltkorrosion
durch Neutralechloridangereicherte Umgebung und lokale Korrosion:
a) Korrosionsinitiierung: In einem chloridhaltigen Elektrolyten begünstigt ein abgrenzender Bereich, der beispielsweise im Zusammenhang mit einem suboptimalen Design steht, eine Ansammlung von Chloridionen. Eine allmähliche Übersäuerung des Mediums in diesem Bereich förderteine Destabilisierung der Passivschicht.
b) Ausbreitung von Korrosion: Hat die Korrosion erst einmal begonnen, breitet sie sich durch die aktive Auflösung des Materials in der Spalte aus. Die Geschwindigkeit der Ausbreitung ist u.a. abhängigvon der lokalen Aggressivität und der Temperatur desjeweiligen Mediums.

Empfehlung vom Hersteller zur Vermeidung von Spaltkorrosion:
Um Spaltkorrosion zu vermeiden ist die Optimierung der Gestaltung Ihres Raumes,so dass jegliche künstliche Spalte vermieden wird. Eine künstliche Spalte kann unter anderem durch ein nicht ausreichend befestigtes Verbindungsstück, eine nicht abgeschliffene oder unprofessionell ausgeführte Schweißnaht, Ablagerungen und einen Hohlraum zwischen zwei Blechen entstehen. Sollte ein abgrenzender Bereich unvermeidbar sein, so ist es vorzuziehen, diesen Bereich zu vergrößern. Es sollte auf keinen Fall versucht werden, diesen Bereich zu verkleinern.

Sollte der Entwurf Ihres Raumes nicht abzuändern sein oder sollte das von Ihnen gewählte Konstruktionsverfahren die Abwesenheit von Risikozonen erschweren, empfehlen wir Ihnen die Wahl einer angemessenen Stahlsorte. Bevorzugen sollten Sie vor allem rostfreie austenitische oder Duplex-Stähle, wenn Ihr Endprodukt korrosiven Medien ausgesetzt oder wenn es als verfahrenstechnisch wichtiges Elemente integriert ist. Ferritische Stähle mit einem Chromanteil von 20% verringern zwar das Risiko einer beginnenden Spaltkorrosion, doch sie können, mit Ausnahme von K44 mit einem Molybdänanteil von 2%, seine Ausbreitung im Gegensatz zu austenitischen und Duplex-Stählen, bei denen es sich um stärkere Nickel- und/oder Molybdänlegierungen handelt, nicht aufhalten.


3. Interkristalline Korrosionsbeständigkeit
durch Neutralechloridangereicherte Umgebung, saures Medium und lokale Korrosion:
Bei Temperaturen, die 1035°C überschreiten, bildet Kohlenstoff eine feste Lösung in der Stahlmatrix von rostfreien austenitischen Stählen. Wenn diese Werkstoffe jedoch bei vergleichbaren Temperaturen langsam abgekühlt oder auf ca. 425 bis 815°C erhitzt werden, fällen Chromcarbidteilchen entlang der Korngrenzen aus. Diese Carbide besitzen imVergleich zur Matrix einen höheren Chromanteil. Dadurch wird der Bereich, der direkt an die Korngrenzen anschließt in erheblichem Umfang abgereichert. Der Zustand der Sensibilisierung tritt in zahlreichen Umgebungen durch die begünstigte Initiierung und die rasche Ausbreitung der Korrosion durch die Reduzierung des Chromgehalts an den entsprechenden Stellen in Erscheinung.

Empfehlung vom Hersteller zur Vermeidung von Interkristalline Korrosionsbeständigkeit:
In der Praxis ist diese Art der Korrosion an Schweißnähten zu beobachten. Eine Lösung bieten bei austenitischen Stählen entweder stabilisierte oder die als «L» («Low C»=C%<0.03%) bezeichneten Stahlsorten mit niedrigem Kohlenstoffanteil. Doch auch mit Titan oder Niob stabilisierte ferritische Stahlsorten kommen in Frage. Wenn es die Größe des Raumes zulässt, ist eine thermische Behandlung durch Lösungsglühen bei 1050°C/1100° oder eine Vergütung des mechanisch geschweißten Werkteiles möglich.


4. Spannungsrisskorrosion
durch Neutralechloridangereicherte Umgebung und lokale Korrosion:
Als Spannungsrisskorrosion wird die Rissbildung bezeichnet,die nach einer mehr oder weniger langen Inkubationsperiode auftritt und die sich anschließend sehr rasch ausbreiten kann und schließlich zum Versagen der betroffenen Geräte führen kann.

Empfehlung vom Hersteller zur Vermeidung von Spannungsrisskorrosion:
beseitigen oder verteilen Sie Spannungen entweder durch die Optimierung des Designs oder durch Spannungsfreiglühen nach dem Umformen und Schweißen der betreffenden Teile,

senken Sie, wenn möglich, die Temperatur,
sollte dies nicht möglich sein, wählen Sie eine Ihren Bedürfnissen entsprechende Stahlsorte. Dabei sollten Sie vorrangig ferritische oder Duplex-Stähle bevorzugen, wobei Sie die bereits vorgestellten Korrosionsproblematiken berücksichtigen sollten.


5. Allgemeine Korrosion
durch saures Medium:
Unter dieser Korrosionsart versteht man die Auflösung aller Bestandteile der Werkstoffoberfläche, die durch das korrosive Medium angegriffen werden. Auf mikrographischer Ebene kommt dies durch die insgesamt gleichmäßige Verminderung der Dicke bzw. den Gewichtsverlust zum Ausdruck (gleichförmige oder allgemeine Korrosion im Gegensatz zur lokalen Korrosion). Sinkt der pH-Wert unter eine kritische Grenze, wird die Passivschicht, die den rostfreien Stahl beschützt destabilisiert und es findet eine aktive allgemeine Auflösung des Materials statt. Je saurer das Medium, desto schneller schreiten die Korrosion und der Verlust an Dicke des Edelstahls voran.

Empfehlung vom Hersteller zur Vermeidung von allgemeiner Korrosion:
Um diese Korrosions art zu vermeiden, sollte entsprechend dem Säuregrad des Mediums, in dem der Werkstoff zum Einsatz kommen soll, eine passende Stahlsorte gewählt werden. Es wird darauf hingewiesen den vorteilhaften Einfluss von Chrom und von Molybdän zu bedenken. Diese verstärken die Passivschicht und bieten den Vorteilder kombinierten Wirkung edler Legierungen (Nickel, Molybdänund Kupfer), die eine Auflösung des Materials verlangsamen, sobald die Passivschicht beschädigt wird.

Quelle: www.uginox.com

 

Edelstahl im Vergleich zu anderen Werkstoffen:

Werkstoffvergleich

100 Jahre Edelstahl

Die Entwicklung von Nichtrostenem Stahl schreitet voran

Mitte der 20er Jahre war dann der Edelstahl rostfrei bereits ein Begriff in der Herstellung von Haus- und Küchengeräten. Und 1930 – mit der Einweihung des Chrysler-Gebäudes in New York – kam der Durchbruch als Material für Fassadenverkleidungen und Dacheindeckungen. Der Turmhelm mit seinen sieben Bögen und dreieckigen Fenstern sowie der schlanken pyramidenförmigen Spitze ist mit Edelstahlblech bekleidet und lenkt mit dieser glänzenden Eindeckung die Blicke eines jeden Besuchers New Yorks auf sich – trotz der zahlreichen anderen Wolkenkratzer der berühmten Skyline.

Hauptgrund für den Einsatz des Materials war die Beständigkeit gegen atmosphärische Beeinflussung – gleich welcher Art. Außerdem beeindruckte den Bauherrn, dass die Brillanz der Oberfläche erhalten blieb und somit das Chrysler Building für lange Zeit eine “strahlende Krone” für die Stadt New York bleiben würde. Wie richtig diese Entscheidung für Edelstahl als nahezu unverwüstlicher Werkstoff war, zeigte sich bei Reinigungsarbeiten Jahrzehnte später: Das Material wies keine Korrosionsbeschädigungen auf und glänzte danach wieder wie zur Zeit seiner Anbringung.

In Deutschland musste der Werkstoff für den Einsatz im Bereich Dacheindeckung, Fassade und Dachentwässerung einen langen Weg gehen, bevor er sich auch hier durchsetzen konnte. Die Firma Brandt Edelstahldach GmbH war bei der Erarbeitung von entsprechenden DIN/EN-Normen maßgeblich beteiligt, führte und führt noch heute Vorträge und Schulungen an Schulen und Hausmessen durch und setzte sich konsequent für das Material ein. Noch heute erinnern sich die Beteiligten an die damalige größte Diskussion über die Werkstoffdicke. “Vorschrift” waren 0,7mm – Edelstahl aber kommt bei gleichen Qualitätsansprüchen mit 0,4 bzw. 0,5mm aus. Was damals ein Handicap für die Anerkennung war, ist heute eins der wichtigsten Einsatzargumente geworden: Die geringere Materialdicke bei gleichen Qualitätsmerkmalen verringert das Gewicht pro qm um ein wesentliches gegenüber traditionellen Werkstoffen für den Bereich Dacheindeckung, Dachentwässerung und Fassade. Was gerade auch bei der Sanierung alter oder gar denkmalgeschützter Bausubstanz ein erheblicher Kostenvorteil ist. Denn vielfach kommen Sanierungsmassnahmen ohne aufwendige Statikarbeiten aus, durch ansonsten intakten Trägerelementen. Über die Korrosionsbeständigkeit und der damit verbundenen Lebensdauer über Generationen als Kostenfaktor mal ganz zu schweigen

Broschüren runterladen

Edelstahl Vielfalt & Eigenschaften

verzinnte Oberfläche

blanke Oberfläche

walzmattierte Oberfläche