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Edelstahl

Als Edelstahl werden alle Stahlsorten bezeichnet, die in einer besonderen Verfahrensweise erschmolzen wurden, einen hohen Reinheitsgrad besitzen und gleichmäßig auf vorgesehene Wärmebehandlungen reagieren. Aus dieser Definition ergibt sich, dass Edelstähle nicht ausschließlich legierte, bzw. hochlegierte Stähle sein müssen. Für die weitere Betrachtung beschränken wir uns jedoch auf die hochlegierten Edelstähle mit einem Chromgehalt von mindestens 10,5%.

Einteilung hochlegierter Edelstähle

Hochlegierte Edelstähle können auf Grund ihres Gefüges in folgende Gruppen eingeteilt werden:

  • ferritische Edelstähle
  • martensitische Edelstähle
  • austenitische Edelstähle
  • ferritisch-austenitische Edelstähle (Duplex-Stähle)

Ferritische Edelstähle

Die ferritischen Edelstähle werden wiederum in zwei Gruppen eingeteilt:

  • mit ca. 11 bis 13% Chrom
  • mit ca. 17% Chrom (Cr)

Die 10,5 bis 13%igen Chromstähle werden aufgrund ihres geringen Chromgehaltes nur als ’korrosionsträge’ bezeichnet. Sie kommen dort zum Einsatz, wo Lebensdauer, Sicherheit und Wartungsarmut im Vordergrund stehen und keine besonderen Anforderungen an das Erscheinungsbild gestellt werden. Dies ist zum Beispiel im Container-, Waggon- und Fahrzeugbau der Fall.

Martensitische Edelstähle

Die martensitischen Edelstähle mit 12-18% Cr und mit Kohlenstoffgehalten über 0,1%, sind bei Temperaturen über 950-1050°C austenitisch. Ein schnelles Abkühlen (Abschrecken) führt zur Bildung eines martensitischen Gefüges. Dieses Gefüge besitzt speziell im vergüteten Zustand eine hohe Festigkeit, die mit steigendem Kohlenstoffgehalt noch weiter zunimmt. Martensitische Edelstähle werden zum Beispiel für die Herstellung von Rasierklingen, Messern oder Scheren eingesetzt. Voraussetzung für eine ausreichende Korrosionsbeständigkeit ist eine geeignete Oberflächenausführung, die zum Beispiel durch Schleifen erreicht werden kann.

Austenitische Edelstähle

Die austenitischen Edelstähle (auch: Chrom-Nickel-Stähle) mit Nickel-Gehalten über 8% bilden unter den Gesichtspunkten Verarbeitbarkeit, Korrosionsbeständigkeit und mechanische Eigenschaften die günstigste Kombination für den praktischen Einsatz. Die wichtigste Eigenschaft dieser Edelstahlsorte ist ihre hohe Korrosionsbeständigkeit. Aus diesem Grund werden austenitische Edelstähle in Bereichen mit aggressiven Medien eingesetzt, zum Beispiel beim Kontakt mit chloridhaltigem Seewasser und in der chemischen sowie der Lebensmittel-Industrie.

Austenitisch-ferritische Edelstähle

Austenitisch-ferritische Edelstähle werden wegen ihrer zwei Gefügebestandteile oft als Duplex-Stähle bezeichnet. Die hohe Dehnbarkeit bei gleichzeitiger Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit machen diese Stähle speziell geeignet für die Verwendung im Bereich der Off-Shore-Technik.

Das Schleifen von Edelstählen

Viele Bauteile aus Edelstahl werden am Ende des Berarbeitungsprozesses geschliffen. Klingspor bietet in seinem Produktsortiment eine Vielzahl an Schleifmitteln an, die speziell für die Bearbeitung dieses Materials geeignet sind. Dennoch sind bei der Bearbeitung von Edelstahl einige materialtypische Besonderheiten zu beachten, wenn am Ende ein dauerhaft zufrieden stellendes Ergebnis erzielt werden soll. Die werksseitige Oberflächenausführung, d.h. das gewalzte, gebeizte und/oder nachmals wärmebehandelte Material, sollte so gewählt werden, dass die Ausgangsoberfläche der später gewünschten Oberfläche bereits möglichst nahe entspricht. Für die Korrosionsbeständigkeit von Edelstahl-Werkstücken ist schon im Vorfeld der Bearbeitung zu beachten, dass das Material richtig gelagert und transportiert wird.

Zu vermeiden sind dabei insbesondere:

  • Jede Art von Kontakt mit anderen Stählen (Stahlbürsten, Drahtseile).
  • Oberflächen- und Kantenbeschädigungen sowie Scheuerstellen.
  • Die Lagerung des Materials in Bearbeitungsbereichen oder gemeinsam mit anderen Stählen (z.B. Walzstahl).

In Bezug auf die Korrosionsbeständigkeit gilt außerdem: je feiner die Oberfläche, desto höher die Beständigkeit gegen Korrosion.

Schleifen

Es gibt eine Vielzahl von Parametern, die Auswirkungen auf die Rauhigkeit und die Optik der geschliffenen Oberfläche haben:

  • Die Schleifmaschine mit den jeweiligen Kontaktelementen und Bearbeitungsparametern (Schnitt- und Vorschubgeschwindigkeiten)
  • Der Einsatz von Schleifhilfsstoffen (Öle und Emulsionen)
  • Die Qualität des Schleifmittels

Aufgrund dieser vom Schleifprozess vorgegebenen Randbedingungen kann keine pauschale Aussage über den Zusammenhang von erzielter Oberfläche und eingesetztem Schleifmittel gemacht werden. Um Missverständnissen bei der Vereinbarung von gewünschten Oberflächen vorzubeugen, sollten Grenzmuster und Rauhigkeitswerte (Ra) im Vorfeld der Bearbeitung festgelegt werden.

Schleifen und Korrosion

Unabhängig vom verwendeten Edelstahl sollten beim Schleifen von nichtrostendem Stahl unbedingt die im Folgenden aufgeführten Maßnahmen beachtet werden:

  • Schleifwerkzeuge nie zuerst auf Normalstahl und anschließend auf Edelstahl einsetzen!
  • Schleifstäube unbedingt von allen Flächen gründlich entfernen!
  • Edelstahloberflächen nie mit glühenden Funkenfontänen besprühen!
  • Die Bearbeitungstemperaturen müssen so niedrig sein, dass es nicht zu einer Bildung von Chromcarbiden und damit zu interkristalliner Korrosion kommt. Sollte das Material anlaufen, ist unbedingt eine Nacharbeit erforderlich!

Nur so kann sichergestellt werden, dass sich die Passivschicht in den bearbeiteten Bereichen neu ausbildet und die anderen Flächen nicht durch Lochkorrosion oder interkristalline Korrosion beschädigt werden.


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