Korrosionsbeständigkeit

Nichtrostende Stähle zeichnen sich durch besondere Beständigkeit gegen chemisch angreifende, wässrige Medien aus. Sie besitzen in der Regel einen Massenanteil Chrom (Cr) von mindestens 12 % und einen Massenanteil Kohlenstoff (C) von höchstens 1,2 %. 

Die hohe Korrosionsbeständigkeit nichtrostender Stähle beruht auf ihrer Fähigkeit an der Oberfläche eine Passivschicht auszubilden. Dabei handelt es sich um eine nur wenige nm dicke, chromreiche Metalloxid- bzw. Metalloxidhydratschicht, die das Metall von dem angreifenden Medium trennt. Die Passivschicht eines nichtrostenden Stahles ist nicht  etwas Unveränderliches, sondern stellt sich in ihrer Zusammensetzung und ihrem Aufbau im Laufe der Zeit mit dem umgebenden Medium ins Gleichgewicht. Eine einmal gebildete Passivschicht lässt sich daher nicht auf ein anderes Medium übertragen. Die Passivschichtbildung, z.B. nach einer mechanischen Verletzung der Oberfläche (Abrasion), erfolgt im Allgemeinen wieder von selbst. Kann sich in einem Medium keine ausreichende Passivschicht bilden oder wird die vorhandene passive Oberflächenschicht auf chemischem Wege örtlich durchbrochen oder ganz zerstört, so können Korrosionsschäden auftreten. 

Das für die Fähigkeit der Passivschichtbildung entscheidende Legierungselement ist Chrom (Cr). Chromgehalte oberhalb des erwähnten Wertes von ca. 12 % unterdrücken die Rostbildung bei üblicher atmosphärischer Korrosionsbeanspruchung. Durch weitere Erhöhung des Chromgehaltes sowie - je nach Verwendung - zulegieren von Molybdän (Mo) und auch anderen Legierungselementen lässt sich die Beständigkeit auf wesentlich aggressivere Bedingungen ausdehnen. Wirksam für die Passivierung ist nur der im Metall gelöste Gehalt an Legierungselementen. Die jeweils höchste Korrosionsbeständigkeit weist daher eine seigerungsfreie Matrix auf, die nicht durch Ausscheidungen oder Bildung intermetallischer Phasen etwa an Chrom und Molybdän verarmt ist. 

Die richtige Wärmebehandlung durch die ein optimaler Gefügezustand erreicht wird, ist in den jeweiligen Werkstoffblättern beschrieben. Nichtrostende Stähle können abtragende Flächenkorrosion und verschiedene Formen örtlicher Korrosion, auf die im Folgenden näher eingegangen wird.  

Die dem chemischen Angriff ausgesetzte Stahloberfläche muss möglichst glatt und frei von Verunreinigungen aller Art sein. Die bei der Bearbeitung in die Oberfläche eingedrückten Fremdstoffe wie Schleifmittelrückstände oder Werkzeugabrieb vermindern die Korrosionsbeständigkeit erheblich. Nichtmetallische Verunreinigungen, vor allem sulfidische Ausscheidungen, fördern die örtliche Korrosion, wenn sie an die Oberfläche treten.

Quellen

http://www.thyssenkrupp-nirosta.de/fileadmin/media/produkte/werkstoff-PDF/Verarbeitung-NIROSTA-Werkstoffe.pdf (06.09.2011)