Edelstahl

Die Vielfalt der einzigartigen Eigenschaften von nichtrostenden Stählen ist ein Grund dafür, dass er ein sehr starker Anwärter unter den verschiedenen Arten von Werkstoffen ist. Ingenieure, Spezialisten und Designer unterschätzen oft diese Vorteile oder sind sich deren nicht bewusst. Das Erste, was ihre Aufmerksamkeit zieht, ist ein relativ hoher Kaufpreis des Edelstahls. Jedoch unter Berücksichtigung der Haltbarkeit der Produkte aus diesem Material erweist sich der Edelstahl als Rohstoff, trotz allen Anschein, oft die beste und günstigste Lösung.

Was ist nichtrostender stahl?

Rostfreier Stahl ist Stahl mit reduziertem Kohlenstoffgehalt. Mindestens 10 % seines Gewichts nimmt Chrom ein, dank dem er nichtrostende Eigenschaften hat. Durch die Reaktion von Chrom mit Sauerstoff bildet sich an der Oberfläche des Stahls ein unsichtbarer und nicht rostfreier, dünner (Dicke ca. 1/1000 mm) Film aus Chromoxid. Er hat einen passiven Charakter - geht keine chemischen Reaktionen mit anderen Stoffen ein und besitzt die Fähigkeit der Selbstregeneration - sogar bei einer kleinen Anwesenheit von Sauerstoff kann er physische oder chemische Beschädigungen regenerieren. Gerade diese Eigenschaften sorgen dafür, dass Messer aus Edelstahl wiederholt geschliffen und poliert werden können, ohne sie mit dem Rost zu gefährden. Beim Edelstahl kann man eine größere Menge von Chrom oder anderen Stoffen wie z. B. Molybdän oder Nickel hinzufügen, so dass seine einzigartigen Eigenschaften noch besser werden.

Es gibt 60 Arten von Edelstahl-Legierungen, jedoch in der Haupt-Klassifikation unterscheidet man 5 Gruppen:

  • Härtende Chromstähle, von einer martensitischer Struktur: Martensistischer Aufbau vom Edelstahl dieser Art verursacht, dass er bei hohen Temperaturen gehärtet wird, ähnlich wie bei konventionellen Stählen;
  • nichthärtende Chromstähle von ferritischer Struktur: In seiner Zusammensetzung enthalten sie nicht nur Chrom, sondern auch Titan oder Aluminium. Dieser Stahltyp ist vor allem in der Bauindustrie verwendet;
  • nichthärtende Chrom-Nickel-Stähle, von austenitischer Struktur: Niedrigerer Kohlenstoffgehalt als bei anderen Legierungen verursacht, dass der Stah bei niedrigen Temperaturen einsetzbar ist. Dieser Edelstahltyp wird am häufigsten verwendet, unter anderem bei der Herstellung von Bierfässern, Tiefkühl- und Kühlhäusern;
  • Chrom-Nickel-Stähle - haben Fähigkeit zur Härtung bei relativ niedrigen Temperaturen, von marternsistischer, semi-austenitischer bzw. austenitischer Struktur, je nach Nickelgehalt. Fähigkeit zur Härtung bei relativ niedriger Temperatur;
  • nichthärtende Chrom-Nickel-Stähle, von ferritisch-austenitischen Struktur im Verhältnis 1:1. Sehr beständig, verwendet am meisten in der chemischen Industrie. Zu einem gewissen Grad hat der Stahl die Fähigkeit zur Härtung unter dem Einfluss der niedrigen Temperatur.

Erfindung

Der Erfinder vom Edelstahl, Harry Brearley, wurde 1871 in Sheffield, in England geboren. Sein Vater war ein Hüttenarbeiter. Aufgrund des Mangels an Existenzmittel war er im Alter von 12 Jahren gezwungen, die Schule aufzugeben, um einer Arbeit im chemischen Labor nachzugehen. Dort beschäftigte er sich mit Waschen von Flaschen und Behälter. In den folgenden Jahren studierte er allein sowie lernte an einer Abendschule. So wurde Harry Brearley zu einem Experten, der sich mit den Problemen aus dem Bereich der Metallurgie befasste. Schon als ein bekannter Experte auf dem Gebiet der Metallurgie gründete Brearley 1908 Brown Firth Laboratories, die durch zwei damals führende Hütten finanziert wurden.

1912 begann er die Arbeit an stärkerem Stahl, der unter dem Einfluss der Temperatur nicht so schnell wie herkömmlicher Stahl erodiert. Eines der Experimente, die er durchführte, war Beigabe von Chrom, das einen höheren Schmelzpunkt hat, zu einer Stahllegierung. Er hat viele Versuche unternommen, durch Beigaben von 6 % bis 15 % von Chrom in Kombination mit unterschiedlichem Kohlenstoffgehalt. So wurde genau am 13. August 1913 der erste echte nichtrostende Stahl hergestellt. Er enthielt damals 0,24% Kohlenstoff und 12,8% Chrom. Jedoch war sich der Schöpfer seines Erfolgs noch nicht genau bewusst. Nur bei nachfolgenden Experimenten, als Brearley die molekulare Struktur von Stahl untersuchte, indem er diesen der Wirkung von stark ätzenden Säuren aussetzte, stellte sich heraus, dass der neue Stahl seine Struktur unter dem Einfluss dieser Verbindungen nicht ändert. Innerhalb eines Jahres nach der Entdeckung von Brearley hat die Firma Krupp in Deutschland Experimente an Metall-Legierungen durch Beigabe von Nickel durchgeführt. Auf diese Weise wurde ein in Verarbeitung leichterer Stahl entwickelt, der widerstandsfähiger gegen Säuren war. Gerade diese beiden Entdeckungen waren der Anfang von Edelstahl. Aber erst nach dem Ersten Weltkrieg begann man durch Beigaben von verschiedenen  Chrom- und Nickel-Kombinationen zu Stahllegierungen zu experimentieren.

Die meisten der heutigen Stahlsorten wurden zwischen 1913 und 1935 in England, Deutschland, Frankreich und Amerika entwickelt. Nach dem Zweiten Weltkrieg wurde die Produktion von Edelstahl effizienter, man begann immer wieder neuen Sorten zu entwickeln, die widerstandsfähiger gegen Säuren, mit besserem Festigkeit-Gewicht-Verhältnis waren. Vorzüge von Edelstahl werden immer öfter wahrgenommen  und er findet auch immer mehr Anwendungen.

Vorteile von edelstahl

  • Korrosionbeständigkeit - Legierungen mit relativ niedriger Chrombeigabe (10%) können als Rohstoff für Produkte verwendet werden, die in der Feuchtigkeit, in direktem Kontakt mit dem Wasser blieben. Legierungen mit erhöhten Chromgehalt sind beständig gegen die meisten Säuren, Laugen, Lösungen von Chlor und anderen Verbindungen;
  • Temperatur- und Feuerbeständigkeit -  Stähle mit dem erhöhten Gehalt an Chrom und Nickel verändern ihre Struktur nicht und bleiben auch unter dem Einfluss der hohen Temperaturen widerstadsfähig;
  • Hygiene - Leichtigkeit in der Entfernung von Verunreinigungen und Widerstand gegen die stark ätzende Stoffe verursachen, dass Edelstahl ein konkurrenzloser Material für den Einsatz in öffentlichen Bereichen, wie z. B.: Küchen, Produktionshallen, in der Lebensmittelverarbeitung usw. ist;
  • Ästhetisches Aussehen -  helle, glänzende Oberfläche bietet einen attraktiven, modernen und edlen Auftritt. Eine Ergänzung der Ästhetik kann Polieren, Sandstrahlen oder Masern der Oberfläche sein;
  • Festigkeit-Gewicht-Verhältnis - Dank der Vielfalt der Edelstahllegierungen kann man leicht ein, in sowohl hohen als auch niedrigen Temperaturen sehr festes Material wählen. Starke Struktur erlaubt es, feinere Konstruktionen einzusetzen als im Vergleich zu herkömmlichen Materialien, was zu einigen Einsparungen führt;
  • Einfache Verarbeitung - dank den modernen Technologien kann Edelstahl ähnlich wie konventioneller Stahl verarbeitet werden;
  • Langlebigkeit - dank seinen Eigenschaften ist Edelstahl viel beständiger als herkömmliche Werkstoffe. In langjähriger Perspektive sind von daher die Erzeugnisse aus Edelstahl oft die günstigste Lösung, trotz der höheren Einkaufkosten;
  • Prestige - Edelstahl ist ein Material der höheren Klasse, modern, mit einem Wert außer Verhältnis zu konventionellen Stählen und Kunststoffen. Er verleiht den Produkten einen einzigartigen Stil, sorgt für den Eindruck von Solidität, hoher Qualität und Professionalismus;
  • Wert - Edelstahl ist teurer beim Einkauf, aber auch teurer im Wiederverkauf. Edelstahlschrottpreise sind wesentlich höher als die Preise für herkömmlichen Stahlschrott;
  • Umweltschutz - es gibt keine Probleme mit der Entsorgung von Abfällen aus Edelstahl. Bis zu 50 % des verkauften Stahls kommt aus Wiederverwertung von Abfällen.

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