Edelstahl ist ein vielseitig einsetzbares Material, das aufgrund seiner Eigenschaften besonders widerstandsfähig ist und sowohl für Projekte im Innen- als auch im Außenbereich eingesetzt wird. Auch bekannt als rostfreier Stahl wird er aufgrund der genauen Zusammensetzung, die durch verschiedene Zusätze geprägt wird, in unterschiedliche Sorten gegliedert. Mittlerweile blickt Edelstahl auf eine jahrhundertealte Geschichte, in der er als Werkstoff zusehends Beachtung findet. An dem Jahr 1912 wurde Edelstahl immer häufiger industriell verarbeitet.
Ab 1950 konnte sich das Material weiter festigen, sodass heute über 120 verschiedene Edelstahlsorten unterschieden werden können. Welche das sind und in welche Gruppen sie aufgeteilt werden, zeigt dieser Ratgeber.
Inhaltsverzeichnis
Was ist Edelstahl?
Als Werkstoff ist Edelstahl fest im Alltag verankert. Er wird zu Schrauben, Bauteilen, aber auch beispielsweise zu Endprodukten wie beispielsweise einem Backofenrost verarbeitet. Was genau sich dahinter verbirgt, ist vielen bis heute unbekannt. Diese spezielle Stahlvariante hebt sich durch den hohen Reinheitsgrad von anderen Materialien ab. Er kann einfach geschweißt werden und trotzt je nach Art und Verarbeitung auch großen Temperaturschwankungen. Aufgrund seiner Langlebigkeit gilt Edelstahl übrigens als besonders wirtschaftlich, weshalb er für viele Projekte als Grundmaterial infrage kommt.
Dass Edelstahl allerdings generell rostfrei ist, ist allerdings ein Irrglaube. Es gibt rostfreie Arten, doch wer sich für die falsche Edelstahlsorte entschieden hat oder das Material nicht sachgerecht bearbeitet, hat nicht lange Freude daran.
Die verfügbaren Edelstähle unterscheiden sich in der Zusammensetzung voneinander. Bei einer Legierung aus mindestens 12% Chrom, Nickel und manchmal auch Molybdän, kann der Edelstahl als rostfrei bezeichnet werden.
Typisch für Edelstahl ist die Chromoxid-Schicht an der Oberfläche. Diese entsteht, wenn der Chrome mit dem Sauerstoff aus der Umgebung reagiert. Die sogenannte Passivschicht aus Chromoxiden bedeckt die Metalloberflläche und ist meistens nur wenige Nenometer dick. Doch diese wichtige Schutzbarriere schützt das Material vor Korrosion.
Welchen Edelstahl gibt es und welcher ist der Richtige?
Aufgrund der verschiedenen möglichen Zusammensetzungen gibt es zwar weit mehr als hundert Edelstahlsorten, gesammelt werden diese aber immer in drei großen Gruppen. Die folgende Tabelle fasst die drei Gruppen sowie deren wichtigste Merkmale zusammen:
| Stahlgruppe | Dazugehörige Stahlsorten | Wichtige Merkmale |
|---|---|---|
| Austenitisch | A1 A2 A3 A4 A5 | - Festigkeitsklassen: 50, 70, 80 - Chrom-Nickel-Stahl - Chromanteil normalerweise mindestens bei 13,5 Prozent - Nickelanteil normalerweise bei mindestens 8 Prozent - überwiegend nicht magnetisch - gut schweißbar |
| Feristisch | F1 | - verfügbare Festigkeitsklassen: 45 und 60 - magnetisierbar - im Normalfall Härtung nicht möglich - Anwendung bei hohem Chloridgehalt in der Umgebung möglich - nur bedingt schweißbar aufgrund des Kornwachstums |
| Martensitisch | - C1 (Festigkeitsklassen: 50, 70, 110) - C2 (Festigkeitsklassen: 50, 70) - C3 (Festigkeitsklasse: 90) | - Festigkeitsklassen: 50, 70, 80, 110 - Härten dank hohem Kohlenstoffgehalt möglich - magnetisierbar - nicht so korrosionsbeständig wie austenitische Stähle |
Austenitische Edelstähle
Der austenitische Edelstahl gilt als bekannteste Ausführung dieses Material. Es werden zwei grundlegende Zusammensetzungen unterschieden. Neben der klassischen Chrom-Nickel-Variante gibt es ebenso einen austenitisch-ferritischen Edelstahl aus Chrom, Nickel und Molybdän.
Bei Austenit handelt es sich um ein Kristallgemisch aus Legierungen und Eisen. Je mehr Chrom und Molybdän zur Legierung hinzugegeben werden, desto korrosionsbeständiger ist das Material. Es wird daher auch für die verschiedensten Bauteile verwendet und ist eines der bekanntesten Materialien für Edelstahlschrauben.
Der austenitische Edelstahl hat aber auch Nachteile: Er kann entgegen der anderen Edelstahlsorten nicht gehärtet werden, durch eine Kaltverfestigung kann der Festigkeitswert aber gesteigert werden. Die verfügbaren Festigkeitsklassen dieser Edelstahlsorte reichen von weich über kaltverfestigt bis hin zu hochfest.
Es gibt austenitische Edelstähle, die außergewöhnlich rein sind. Hier ist der Kohlenstoffgehalt sehr gering. Um diese Edelstähle von anderen zu unterscheiden, wird der Edelstahlklasse ein L (z. B. A4L) angefügt.
Austentischer Edelstahl kommt oftmals als Grundmaterial für Schrauben zum Einsatz und ist in der Regel unter anderem ziemlich korrosionsbeständig. ©Serhii Kucher/123RF
Martensitische Edelstähle
Alle Edelstähle mit dem Kürzel “C” sind martensitische Edelstähle. Sie unterscheiden sich durch die Art der Legierung von den austenitischen Edelstählen. Unabhängig von der verarbeiteten Legierung besitzt diese Sorte immer 10,5 bis maximal 13 Prozent Chrom. Der Kohlenstoffgehalt fällt mit wenigstens 0,2 und 1 Prozent relativ gering aus. Der martensitische Edelstahl kann deutlich fester sein, wenn die Legierung schnell abgekühlt bzw. abgeschreckt wurde und sich so ein martensitischen Gefüge bildet. Die Härte ist abhängig davon, wie hoch der Kohlenstoffgehalt in der Legierung ist und ob das Material vergütet wurde.
Die Korrosionsbeständigkeit hängt wiederum nicht nur von der Zusammensetzung und der Bearbeitung des Materials, sondern auch von der Oberflächenausführung und der Umgebung ab. Es ist in einer chloridfreien und gemäßigt aggressiven Umgebung sehr langlebig. Der sogenannte Martensitstahl wird zur Herstellung von Edelstahlschrauben verwendet, kommt aber auch für diverse Haushaltswaren wie Messer oder auch medizinische Instrumente infrage.
Ferritische Edelstähle
Ferrit hebt sich von den anderen Edehlstahlsorten ab, da kein Nickel hinzugegeben wird. Der Chromgehalt ist hier sehr unterschiedlich. Während Ferritische Stähle mit einem Chromanteil von 11% bis 13% lediglich als rostträge gelten und somit nur wenig Widerstand gegen Korrosion haben, sind Legierungen mit ca. 17% und ca. 1% Molybdän deutlich korrosionsbeständiger. Aufgrund des geringeren Kohlenstoffanteil ist dieser Edelstahl allerdings weniger widerstandsfähig gegen Korrosion als martensitische Stähle.
Dennoch bietet sich ferritischer Edelstahl in Umgebungen mit einem hohen Chloridgehalt an, da er deutlich beständiger gegen derartige Chemikalien als Chrom-Nickel-Stahl ist.
Fazit
Welche Edelstahlsorte verwendet wird, hängt in erster Linie davon ab, für was der Werkstoff gebraucht wird. Es gibt Edelstahlkomponenten, die weich und flexibel sein müssen, bei anderen ist dagegen eine hohe Festigkeit gefragt. Für Schrauben kommen ferritische Edelstähle aufgrund ihrer Eigenschaften nicht infrage. Hier werden grundsätzlich austentische und martensitische Edelstähle genutzt, da sie hart, hoch belastbar und weitgehend korrosionsbeständig sind.
Welche Edelstahlsorte dabei genau für die Schrauben verwendet wird, hängt vorrangig von der Schraubenart ab. Grundsätzlich gilt: Ist ein Edelstahl biegsam, weist dies in keinem Fall auf eine mangelhafte oder minderwertige Qualität hin. In diesem Fall ist lediglich die Zusammensetzung eine andere und die Biegsamkeit ist den verwendeten Grundstoffen geschuldet.