ballcenter Korrosions­beständigkeit – unerlässlich für Funktionalität und Sicherheit

Definition Was ist Korrosion?

Der Begriff Korrosion stammt aus dem Lateinischen. "Corrodere" bedeutet soviel wie "zerfressen" oder "zersetzen". Korrosion bezeichnet die Reaktion von Metall auf äußere Einflüsse wie Sauerstoff, Wasser oder Salz. Korrosion kann die Eigenschaften des Werkstoffes verändern und beeinträchtigen. Die wohl bekannteste Form der Korrosion ist die Rostbildung. Als korrosionsbeständig bezeichnet man Metalle, die in der Lage sind, äußeren Einflüssen dauerhaft zu trotzen.

Zuverlässigkeit Warum ist Korrosions­beständigkeit wichtig?

Ob in Werkzeugen, Maschinen, Fahrzeugen oder in Bauwerken: Korrosion kann die Funktionalität stark beeinträchtigen und im schlimmsten Fall erhebliche Gefahren für Leib und Leben nach sich ziehen. Die Korrosions­beständigkeit ist daher bei der Entwicklung und Konstruktion von Bauteilen essentiell. Welches Metall sich im Hinblick auf seine Korrosionsbeständigkeit am besten eignet, hängt auch von dem geplanten Einsatzbereich ab: In Umgebungen mit Meerwasser ist die Korrosionsbelastung beispielsweise höher als in geschlossenen Räumen.

Historie Wie stellt man korrosionsbeständige Stähle her?

Schon im Jahr 1821 entdeckte der Franzose Pierre Berthier, dass der Zusatz von Chrom Stahl korrosionsbeständig macht. Die technische Umsetzung dieser Erkenntnis gelang dem Unternehmen Krupp im Jahr 1912. Ihre Korrosions­beständigkeit erhalten Stahl und Edelstahl durch die Legierung mit Chrom. Chrom bildet in Verbindung mit Sauerstoff Chromoxid, welches sich in Form einer Schutzschicht auf der Oberfläche aus­bildet. Diese Chromoxid- oder "Passivschicht" ist transparent, fest und macht das Bauteil unempfindlich gegen Beschädigungen oder Verkratzen. Ein Anteil von mindestens 10,5% Chrom ist notwendig, um eine Stahlsorte korrosions­beständig zu machen.

Eine noch bessere Korrosionsbeständigkeit oder günstigere mechanische Eigen­schaften kann durch die Beigabe von Nickel, Molybdän, Mangan oder Niob erzielt werden.

V2A und V4A Korrosionsbeständige Stähle

Korrosionsbeständige Stähle oder auch Edelstähle genannt, die besonders weit verbreitet sind, werden meist unter den Bezeichnungen V2A und V4A zusammen­gefasst.

V2A (Werkstoffnummer 1.4301, Aufschrift 18/10) ist relativ weich, nickelhaltig und zumeist, nach entsprechender Wärme­behandlung, nicht ferromagnetisch. Er kommt bei der Herstellung von Töpfen, Essbesteck, Spülbecken zum Einsatz. Die Legierung gilt als zäh, bei Kaltverformung neigt sie zur Aushärtung, was die Bearbeitung durch Stanzen, Bohren oder Zerspanen erschwert.

Eine hohe Korrosionsbeständigkeit weisen auch die Werk­stoffe der Gruppe V4A auf. Ein 2-prozentiger Anteil von Molybdän macht sie besonders korrosions­beständig in Einsatz­bereichen, die mit Salzwasser in Berührung kommen. Auch bei der Sanierung von Schorn­steinen, in Hallenbädern und in der chemischen Industrie kommen korrosions­beständige Stähle der Gruppe V4A zum Einsatz.

Je nach Zusammen­setzung des Stahls können Stahlkugeln und Edelstahlkugeln besonders korrosions­beständig und sehr präzise hergestellt werden.

Metallischen Hartstoffe Korrosions­beständigkeit von Hartmetallen

Hartmetalle, wie sie auch in unseren Präzisions­kugeln Hartmetallkugeln zum Einsatz kommen, weisen eine hohe Korrosions­beständigkeit auf. Zudem sind sie besonders druckbeständig und verschleißfest. Aufgrund dieser Eigen­schaften werden sie besonders in der Luftfahrt, in der Medizin, aber auch in der Messtechnik geschätzt.

Nichteisenmetalle Kann Aluminium korrodieren?

Entgegen der landläufigen Meinung kann auch Aluminium korrodieren - es sei denn, man ergreift vor dem Einsatz des Werkstoffes gezielte Schutzmaßnahmen, um die Korrosions­beständigkeit zu erhöhen.

Die Korrosionsbeständigkeit des Leichtmetalls lässt sich durch Eloxieren oder Lackieren erhöhen. Durch Eloxieren kann die versiegelnde Oxidschicht künstlich erzeugt werden, sodass Aluminium weder mit Wasser noch mit Sauerstoff reagiert.

Verändert man die Legierung von Aluminium, zum Beispiel durch die Zugabe von Magnesium, wird es salzwasser­beständig und kann dadurch im Schiffsbau eingesetzt werden.

Bedeutung Korrosions­beständigkeitsklassen

Stahl und Edelstahl kann abhängig von der Zusammensetzung der Legierung über unterschiedlichste Eigenschaften verfügen. Einige zeichnen sich durch eine besonders hohe mechanische Festigkeit aus, andere halten extrem hohen Temperaturen stand. Aufschluss über die Korrosionsbeständigkeit - und damit über die Eignung der Werkstoffe für bestimmte Einsatz­bereiche - geben die Korrosionsbeständigkeits­klassen (KBK oder CRC, "Corrosion resistance classes"). Die Einteilung in Korrosionsbeständigkeits­klassen reicht von Klasse CRC I, beziehungsweise KBK 0 ("gering" bzw. "sehr leichter bzw. kein Schutz"), bis CRC V / KBK 4 ("sehr stark" bzw. "schwerer Schutz"). Während die CRC I für Bauteile gilt, die in keiner korrosiven Beanspruchung ausgesetzt sind, kommen Bauteile der CRC V in Umgebungen zum Einsatz, die eine hohe Korrosionsbeständigkeit erfordern, zum Beispiel die chemische Industrie oder der Schiffbau.

Korrosion ist in vielen Bereichen ein ständiger Begleiter und daher ein wichtiges Kriterium bei der Wahl bestimmter Bauteile. In Umgebungen, bei denen selbst die besten metallischen Edelstähle an Ihre Grenzen kommen ist Keramik ein idealer Alternativwerkstoff. So sind AL2O3, SIC, Si3N4 beständiger gegen Säuren und laugen, bei denen Edelstähle bereits korrodieren oder sich zersetzen würden. Aus diesem Grund sind Keramikkugeln  bei Kugelanwendungen, wie in der Ventiltechnik bei Dosierpumpen, aufgrund ihres Materials und ihrer Struktur eine oft gewählte alternative.