Rostfreie Edelstähle

Über den Werkstoff

Rostfreie Edelstähle sind die am häufigsten eingesetzte Werkstoffgruppe im Präzisionsbereich. Sie zeichnen sich durch ihre Korrosionsbeständigkeit, Langlebigkeit und Vielseitigkeit aus. Entscheidend ist ihr Chromgehalt von mindestens 11 %, durch den sich eine schützende Passivschicht bildet – Grundlage für ihre hohe Beständigkeit gegenüber chemischen und physikalischen Einflüssen.

Je nach Gefüge – etwa Austenit, Ferrit oder Martensit – und je nach Legierungszusätzen wie Nickel, Molybdän oder Stickstoff entstehen gezielt definierte Eigenschaften: von hoher Duktilität über Hitzebeständigkeit bis hin zu Härte und Verschleissfestigkeit.

Studer-Biennaform verarbeitet diese Werkstoffe zu kaltgewalztem Präzisionsflachdraht. Dabei garantieren wir enge Toleranzen, exakt definierte Festigkeiten und eine konstant reproduzierbare Qualität – für anspruchsvolle Anwendungen in der Medizintechnik, Elektronik, Uhrenindustrie sowie Automobiltechnik.

Austenitische rostfreie Edelstähle

Austenitische Sorten (z. B. V2A / 1.4301, V4A / 1.4404) sind die am häufigsten eingesetzten rostfreien Edelstähle. Sie enthalten Chrom (ca. 16–26 %) und Nickel (ca. 8–22 %) und werden häufig durch Molybdän ergänzt, um die Korrosionsbeständigkeit weiter zu erhöhen.

Diese Werkstoffe besitzen ein kfz-Gefüge (kubisch-flächenzentriert), sind im geglühten Zustand nicht magnetisierbar und nicht durch Wärmebehandlung härtbar. Ihre Festigkeit lässt sich jedoch gezielt durch Kaltverfestigung einstellen. Austenitische Edelstähle zeichnen sich durch eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit aus – die stabile Chromoxidschicht schützt auch in aggressiven Umgebungen zuverlässig vor Rost. Sie sind hoch duktil, gut umformbar, schweissbar und auch bei tiefen Temperaturen zäh sowie bruchunempfindlich.

Aufgrund dieser Eigenschaften sind austenitische Edelstähle äusserst vielseitig einsetzbar. Sie finden Verwendung in chemisch aggressiven Umgebungen wie Chemieanlagen oder der Lebensmitteltechnik und behalten ihre mechanischen Eigenschaften über einen weiten Temperaturbereich hinweg.

Typische Anwendungen sind:

• Federn, etwa Blatt- und Druckfedern aus 1.4310 Federstahl
• Kontaktteile in der Elektrotechnik
• Präzisionsbauteile
• Dekorative Komponenten mit hohen Anforderungen an Polierfähigkeit und Korrosionsfreiheit

Austenitische Federstähle wie 1.4310 liefern hohe Rückstellkräfte. Für dekorative Bauteile werden 1.4301 oder 1.4404 bevorzugt eingesetzt.

Martensitische rostfreie Edelstähle

Martensitische Sorten kombinieren eine moderate Korrosionsbeständigkeit mit hoher Härte und Festigkeit. Sie enthalten typischerweise 12 bis 19 % Chrom und einen erhöhten Kohlenstoffgehalt zwischen 0,1 und 1,2 %. Anders als austenitische Werkstoffe sind sie durch Wärmebehandlung härtbar – etwa durch Abschrecken und Anlassen.

Das resultierende krz-Gefüge (raumzentriert-tetragonal) macht sie im vergüteten Zustand magnetisch. Nach entsprechender Wärmebehandlung erreichen martensitische Edelstähle Härtewerte über 55 bis 60 HRC. Sie zeichnen sich durch hohe Zugfestigkeit, gute Verschleissbeständigkeit und eine – im Vergleich zu anderen Edelstahltypen – begrenzte Korrosionsbeständigkeit aus. Ihre reduzierte Zähigkeit macht eine sorgfältige Bauteilgestaltung erforderlich, um Sprödbrüche zu vermeiden.

Typische Anwendungen finden sich überall dort, wo hohe Festigkeit, Härte und Verschleissresistenz gefordert sind – insbesondere in:

• Schneidwerkzeugen und Messern, z. B. Skalpell- und Industrieklingen aus 1.4034
• Chirurgischen Instrumenten wie Scheren oder Zangen
• Technischen Funktionsteilen, etwa Ventile, Wellen oder Kugellager-Komponenten
• Präzisionsbauteilen mit hoher mechanischer Belastung, z. B. aus 1.4112 oder 1.4125
• Werkzeugen in der Uhrenindustrie, z. B. zum Gehäuseöffnen

Dank ihrer Härte und Härtbarkeit sind martensitische Edelstähle ideal für bewegliche und schneidende Bauteile mit langer Standzeit – besonders in öligen oder trockenen Umgebungen, in denen eine moderate Korrosionsbeständigkeit ausreicht.

Ferritische rostfreie Edelstähle

Ferritische Edelstähle bestehen hauptsächlich aus Chrom – typischerweise 11 bis 18 % – bei sehr geringem Kohlenstoffgehalt (unter 0,1 %) und niedrigem bis keinem Nickelanteil. Sie besitzen ein rein ferritisches, raumzentriert-kubisches Gefüge (krz), sind magnetisch und nicht durch Wärmebehandlung härtbar. Eine Festigkeitssteigerung ist nur begrenzt durch Kaltverformung möglich.

Sie zeichnen sich durch eine gute Korrosionsbeständigkeit in schwach aggressiven Medien wie Wasser oder feuchter Atmosphäre aus. Hinzu kommt eine sehr gute Beständigkeit gegen Oxidation bei erhöhten Temperaturen – ein wesentlicher Vorteil gegenüber anderen Edelstahlgruppen. Mechanisch bieten ferritische Sorten moderate Festigkeit, gute Formbarkeit und eine vergleichsweise begrenzte Zähigkeit. Besonders bei tiefen Temperaturen kann Versprödung auftreten. Die Schweisseignung ist eingeschränkt, da Kornwachstum und Versprödung beim Schweissen auftreten können. Titan- oder Niob-stabilisierte Varianten bieten hier verbesserte Eigenschaften.

Ferritische Edelstähle gelten als kosteneffiziente Werkstofflösung für zahlreiche Massenanwendungen. Typische Einsatzbereiche sind:

• Haushaltsgeräte und Weisswaren
• Architektur und Bauwesen
• Automobiltechnik, z. B. Auspuffanlagen (1.4512 / AISI 409), Dekorleisten
• Behälter, Muffen und Strukturen mit mittleren Anforderungen an Festigkeit und Korrosionsschutz

Für Anwendungen bei hohen Temperaturen eignen sich speziell legierte Varianten wie 1.4742 mit rund 25 % Chrom. Sie zeigen eine hervorragende Skalierungsbeständigkeit bis etwa 800 bis 900 °C und werden in Heizelementen sowie Ofenbauteilen eingesetzt.

Duplex- und Superduplex-Stähle

Duplex-Edelstähle kombinieren ferritische und austenitische Gefügebestandteile zu etwa gleichen Anteilen. Diese zweiphasige Struktur verleiht ihnen eine sehr hohe mechanische Festigkeit – mit etwa doppelter Streckgrenze gegenüber Standard-Austeniten – sowie eine gute Zähigkeit auch bei niedrigen Temperaturen.

Die typische chemische Zusammensetzung umfasst 19 bis 28 % Chrom, 5 bis 8 % Nickel, bis zu 4 % Molybdän und etwa 0,1 bis 0,3 % Stickstoff. Das Zusammenspiel von Gefüge und Legierung sorgt für eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit – insbesondere gegenüber Spannungsrisskorrosion und Lochfrass in chloridhaltigen Medien. Die Chloridbeständigkeit ist deutlich höher als bei rein austenitischen Qualitäten.

Aufgrund ihrer Eigenschaften werden Duplex-Edelstähle bevorzugt in korrosiv belasteten Bereichen eingesetzt, etwa in der Chemietechnik, der Energie- und Verfahrenstechnik sowie in meerwasserführenden Systemen der Offshore- und Meerwassertechnik.