Kann rostfreier Stahl 304 rosten?

Haben Sie sich jemals gefragt, ob Ihr rostfreier Stahl rosten kann? Das ist eine häufige Frage, vor allem, wenn es um Edelstahl 304 geht, eine der beliebtesten Sorten, die in verschiedenen Branchen verwendet wird. In diesem Blog gehen wir der Frage nach, was hinter Edelstahl 304 und seiner Rostbeständigkeit steckt.

Was ist rostfreier Stahl 304?

Edelstahl 304, gemeinhin als AISI 304 bezeichnet, ist eine austenitische Edelstahllegierung, die für ihre außergewöhnliche Korrosions- und Oxidationsbeständigkeit bekannt ist, was sie zu einer beliebten Wahl in verschiedenen Branchen macht, darunter Bauwesen, Lebensmittelverarbeitung, Architektur und medizinische Anwendungen. Edelstahl 304 besteht in erster Linie aus mindestens 18% Chrom und 8% Nickel und bildet eine schützende Oxidschicht, die das Rosten verhindert und die Lebensdauer des Materials in vielen Umgebungen verlängert.

Trotz des Rufs von 304er Stahl für seine Langlebigkeit ist "rostfreier Stahl" nicht absolut rostfrei, sondern bezieht sich auf die Korrosionsbeständigkeit, die besser ist als die von gewöhnlichem Stahl, die tatsächliche Verwendung von Rost ist immer noch möglich.

Warum ist Edelstahl 304 rostbeständig?

Rostfreier Stahl 304 enthält Chrom (≥ 18%) und Nickel (≥ 8%). Wenn es Sauerstoff ausgesetzt wird, bildet Chrom eine dünne, unsichtbare Schicht aus Chromoxid auf der Oberfläche. Diese "Passivschicht" wirkt wie ein Schutzschild und verhindert, dass Sauerstoff und Feuchtigkeit in die darunter liegende Eisenschicht eindringen, was die typische Ursache für Rost ist. Solange diese Schicht intakt bleibt, rostet Edelstahl 304 nicht.

Chemische Zusammensetzung

Das Vorhandensein von Chrom ist besonders wichtig, da es eine passive Oxidschicht auf der Oberfläche bildet, die eine Barriere gegen weitere Oxidation und Korrosion darstellt. Diese Passivschicht kann sich selbst nach einer Beschädigung regenerieren, was zur Langlebigkeit und Beständigkeit des Materials beiträgt.

Kann rostfreier Stahl 304 rosten?

Trotz des Rufs von 304er Stahl für seine Langlebigkeit ist "rostfreier Stahl" nicht rostfrei, sondern bezieht sich auf die Korrosionsbeständigkeit, die besser ist als die von gewöhnlichem Stahl, und die tatsächliche Verwendung von Rost ist immer noch möglich. Unter bestimmten Bedingungen, wie z.B. bei Chlorideinwirkung und hoher Luftfeuchtigkeit, kann er korrodieren und Oberflächenrost bilden.

Zu den herausragenden Eigenschaften des Edelstahls 304 gehören seine Festigkeit, Formbarkeit und leichte Reinigung, die zu seiner weiten Verbreitung beitragen. Verschiedene Formen der Korrosion können jedoch seine Integrität beeinträchtigen, darunter Lochfraß, Spaltkorrosion, Bimetallkorrosion und Spannungsrisskorrosion (SCC).

Arten von Korrosion

1. Lochfraßkorrosion

Lochfraß ist eine Form der lokalen Korrosion, die für Edelstahl 304 besonders schädlich ist, vor allem in chloridhaltigen Umgebungen wie Meerwasser. Die passive Chromoxidschicht, die für die Korrosionsbeständigkeit sorgt, kann durch Chloride beeinträchtigt werden, was zur Bildung von kleinen Grübchen auf der Stahloberfläche führt.

Einmal begonnen, kann die Lochfraßkorrosion schnell fortschreiten und die strukturelle Integrität des Metalls gefährden.

2. Spaltkorrosion

Spaltkorrosion tritt in engen Räumen auf, in denen nur wenig Sauerstoff vorhanden ist, z. B. unter Dichtungen oder in Zwischenräumen zwischen Teilen. Chloride neigen dazu, sich in diesen Bereichen anzusammeln, die schützende Passivierungsschicht zu zerstören und den Korrosionsprozess zu beschleunigen. Sauerstoffmangel in Verbindung mit hohen Chloridkonzentrationen macht diese Stellen besonders anfällig für Korrosion.

3. Bimetallische Korrosion

Bimetallische Korrosion, auch galvanische Korrosion genannt, ist die Korrosion von nichtrostendem Stahl 304, die auftritt, wenn er mit einem anderen Metall in Gegenwart eines Elektrolyten, wie z. B. Wasser, in Berührung kommt. Durch diese Wechselwirkung bildet sich eine Primärzelle, die die Korrosion des unedleren Metalls beschleunigt.

Um dieses Risiko zu mindern, ist es ratsam, kompatible Metalle oder isolierende Materialien zu verwenden, um einen direkten Kontakt zwischen unterschiedlichen Metallen zu vermeiden.

4. Spannungsrisskorrosion (SCC)

Spannungsrisskorrosion (SCC) ist eine schwere Form der Korrosion, die auftritt, wenn mechanische Spannungen mit einer korrosiven, meist chloridreichen Umgebung zusammentreffen. Bei mechanischer Beanspruchung können sich diese Vertiefungen zu Rissen ausweiten und schließlich zum Versagen des Materials führen. Zu den Präventivmaßnahmen gehören die Verringerung der mechanischen Belastung und die Auswahl von Werkstoffen, die weniger anfällig für SCC sind.

Häufige Ursachen für Rost

Obwohl Edelstahl 304 für seine Korrosionsbeständigkeit bekannt ist, kann er unter bestimmten Bedingungen dennoch rosten. Zu den Faktoren, die die Passivierungsschicht beschädigen und zum Rosten führen können, gehören:

1. Chlorid-Korrosion

Die Konzentration der Chlorionenbeständigkeit beträgt nur 20,5 ppm bei 80℃. Wenn sie chlorhaltigen Umgebungen wie Kochsalz, Meerwasser, Schweiß usw. ausgesetzt sind, können Chloridionen die Passivierungsschichten beschädigen, was zu örtlicher Korrosion (z. B. Lochfraß, interkristalline Korrosion) oder sogar zu Rost- oder Schimmelflecken führt.

In maritimen oder chloridhaltigen Umgebungen beispielsweise steigt das Risiko von Lochfraß und Spaltkorrosion aufgrund der aggressiven Natur dieser Bedingungen erheblich.

2. Umweltfaktoren

Die Umwelt spielt eine wichtige Rolle beim Rostprozess von rostfreiem Stahl. Langfristige Einwirkung von hoher Luftfeuchtigkeit, hohem Salzgehalt (z. B. in Küstengebieten), starken Säuren und Laugen (z. B. Salzsäure, Schwefelsäure) oder hohen Temperaturen beschleunigt die Korrosion.

Industrielle Schadstoffe, einschließlich Schwefelverbindungen, können ebenfalls zur Korrosion beitragen, indem sie Schwefelsäure auf der Oberfläche von rostfreiem Stahl bilden.

3. Mechanische Beschädigung

• Mechanische Kratzer, Dellen, Abschürfungen, Schweißen oder Schneiden können den Passivierungsfilm beschädigen, so dass das freiliegende nichtrostende Grundmetall in feuchten/korrosiven Umgebungen rostanfällig wird. Geschweißte Bereiche sind am anfälligsten für interkristalline Korrosion.

• Rückstände von Verunreinigungen auf der Oberfläche (Öl, Zement, säurehaltige Flüssigkeiten usw.), die nicht rechtzeitig entfernt werden, oder eine langfristige Ansammlung von Wasser, die zu Wasserflecken führt, können zu Rostkorrosion führen.

4. Sachmängel

Minderwertiger nichtrostender Stahl 304 kann aufgrund minderwertiger Legierungszusammensetzungen (z. B. zu wenig Chrom/Nickel), unzureichender Lösungsbehandlung oder interkristalliner Korrosionstendenzen eine geringere Korrosionsbeständigkeit aufweisen.

Wie man Rost auf Stahl 304 verhindert

Auf der Oberfläche von rostfreiem Stahl 304 kann sich Rost bilden, wenn er Sauerstoff und Feuchtigkeit ausgesetzt ist, insbesondere wenn er mit Substanzen wie Salz oder Chloriden verunreinigt ist. Eine regelmäßige Reinigung und Wartung mit speziellen Edelstahlreinigern hilft, den Oberflächenrost zu entfernen und weitere Korrosion zu verhindern.

Vorbeugende Maßnahmen

1. die Umweltkontrolle:

Vermeiden Sie den Kontakt mit Chloridionen (z. B. von Meerwasser fernhalten, Salz-/Schweißflecken sofort trocknen) und halten Sie die Umgebung trocken.

2. Oberflächenschutz

Reinigen und trocknen Sie die Oberfläche regelmäßig gründlich, um mechanische Beschädigungen zu vermeiden; die Passivierung sollte an der Schweißstelle vorgenommen werden.

3. Materialauswahl

In Küsten- oder Industriegebieten wird empfohlen, den korrosionsbeständigeren Edelstahl 316 zu verwenden oder sicherzustellen, dass die Zusammensetzung des Edelstahls 304 der Norm entspricht.

4. Regelmäßige Wartung

Rechtzeitige Beseitigung von Verunreinigungen (Öl, säurehaltige Flüssigkeiten), um stagnierende Wasserrückstände zu vermeiden.

5. Passivierungsbehandlung

Passivierungsbehandlungen können die Korrosionsbeständigkeit von rostfreiem Stahl 304 erheblich verbessern. Dieses Verfahren beinhaltet die Anwendung von Zitronen- oder Phosphorsäuremischungen, um die Passivschicht auf der Metalloberfläche wiederherzustellen und zu verstärken, die für die Verhinderung von Oxidation und anschließender Korrosion von entscheidender Bedeutung ist.

Eine regelmäßige Passivierung kann besonders in Umgebungen von Vorteil sein, in denen der nichtrostende Stahl aggressiven Bedingungen ausgesetzt ist, wie z. B. in Küstengebieten oder bei industriellen Anwendungen, die stark korrosiven Stoffen ausgesetzt sind.

6. Regelmäßige Reinigung

Bei der Reinigung von rostfreiem Stahl 304 sind scharfe Chemikalien oder Scheuermittel unbedingt zu vermeiden, da diese die schützende Oxidschicht, die Korrosion verhindert, beschädigen können.

Die Verwendung von milder Seife und Wasser ist oft ausreichend für die Pflege der Oberfläche.

Rostbehandlung

1. Mildes Rosten

Mit Oxalsäure, spezieller Rostentfernungspaste oder Stahlwaschwasser abwischen, anschließend mit Wasser abspülen und trocknen.

2. Starke Korrosion

Polieren oder elektrolytische Behandlung ist erforderlich, um die Passivierungsschicht auf der Oberfläche rückgängig zu machen; wenn die Korrosion tief ins Innere eindringt, wird der Austausch des Teils empfohlen.

Regelmäßige Inspektionen sollten durchgeführt werden, um frühe Anzeichen von Korrosion wie Verfärbungen, Rostflecken oder Lochfraß zu erkennen, und diese sollten umgehend behoben werden, um weitere Schäden zu vermeiden.

Schlussfolgerung

Edelstahl 304 ist aufgrund seiner chromhaltigen Zusammensetzung sehr rostbeständig. Allerdings kann er unter extremen Bedingungen oder bei unsachgemäßer Wartung rosten.

Es wird empfohlen, die für die jeweilige Umgebung geeignete Edelstahlsorte zu wählen, um höhere Kosten durch das Rosten des Materials zu vermeiden.

Es wird empfohlen, die Geräte häufig zu reinigen, sie ausreichend trocknen zu lassen und immer wieder vorbeugende Maßnahmen zu ergreifen, damit Ihre Geräte nicht rosten und ihren Glanz behalten.