Korrosionsbeständigkeit: Die Beständigkeit von Metallen erklärt

Korrosion ist eine der größten Herausforderungen im Bau von Konstruktionen aus Metall. Denn diese kann unter anderem die Stabilität beeinflussen und sorgt regelmäßig für Schäden sowie Austausch- oder Wartungskosten. Umso wichtiger ist es, bereits bei der Planung die Widerstandsfähigkeit der gewählten Metalle zu kennen und sich für Werkstoffe mit geeigneten Eigenschaften zu entscheiden.

Wir von Alufritze stellen tagtäglich für unsere Kunden individuelles Alublech nach Maß und Edelstahlblech nach Maß her. Auch für unsere Kundschaft ist das Thema Korrosionsbeständigkeit wichtig – deshalb haben wir Ihnen hier einen umfangreichen Ratgeber dazu erstellt. Erfahren Sie hier alles rund um Korrosion und dazu, wie Sie Ihr passendes Metall auswählen.

Definition: Das versteht man unter Korrosionsbeständigkeit

Sehen wir uns zunächst einmal den Begriff der Korrosion genauer an. Hier kommt es nämlich oft zu Missverständnissen. Korrosionsbeständigkeit beschreibt nämlich nicht, ob ein Metall grundsätzlich korrodieren kann.

Gemeint ist stattdessen seine Fähigkeit, unter bestimmten Einsatzbedingungen funktionsfähig zu bleiben, also chemischen oder elektrochemischen Angriffen durch seine Umgebung dauerhaft zu widerstehen. Entscheidend sind daher immer der konkrete Werkstoff, die Umgebung, die Konstruktion und die vorgesehene Nutzungsdauer. Je höher die Korrosionsbeständigkeit, desto langsamer wird das Material angegriffen und desto länger bleibt seine Funktion erhalten.

Bestimmt wissen Sie, dass Eisen (zum Beispiel in Form von Stahl) korrodieren kann. Aber auch andere Metalle betrifft dies natürlich. So können zum Beispiel auch Aluminium, Kupfer, Zink oder Titan korrodieren. Bei Stahl zeigt sich häufig sichtbarer Rost, während Alu zum Beispiel eine dünne Oxidschicht bildet, die das Material darunter schützt.

Verschiedene Arten von Korrosion

Nicht jede Korrosion ist gleich. So kann die Art des Angriffs darüber entscheiden, wie gefährlich dieser ist. Möglich ist zum Beispiel eine Flächenkorrosion, die das Material relativ gleichmäßig angreift. Bei der Lochkorrosion hingegen dringt die Korrosion an kleinen Stellen tief in das Material ein. Diese kann von außen relativ harmlos aussehen, aber das Innere stark angreifen.

Weitere Korrosionsarten sind zum Beispiel die Spannungsrisskorrosion, bei der mechanische Zugspannungen und korrosive Medien gleichzeitig auf den Werkstoff einwirken. Bei der Kontaktkorrosion treffen zwei Metalle aufeinander, wobei meist das unedlere Metall angegriffen wird. Dazu kommt die Spaltkorrosion: In engen Spalten können sich die chemischen und elektrochemischen Bedingungen gegenüber der frei zugänglichen Oberfläche verändern. Der eingeschränkte Stoffaustausch kann dadurch örtliche Korrosion begünstigen.

Davon ist die Korrosionsbeständigkeit von Metallen abhängig

Gerade Laien machen oft den Fehler, sich bei der Planung ausschließlich auf das Material zu verlassen. Dabei haben auch noch weitere Einflussfaktoren eine wichtige Bedeutung, wenn es um Korrosionsbeständigkeit geht. Einige davon haben wir hier für Sie zusammengefasst.

Die Zusammensetzung der Legierung

Die Legierungselemente eines Materials haben großen Einfluss auf die Korrosionsbeständigkeit. Sehr entscheidend ist dabei Chrom, das auch in vielen unserer Legierungen Verwendung findet. Der Chromanteil in Legierungen bildet auf der Oberfläche von Stahl eine extrem dünne, fest haftende Passivschicht aus Chromoxid. Diese schützt den darunterliegenden Werkstoff vor weiterem Angriff und regeneriert sich bei kleinen Beschädigungen sogar selbstständig.

Auch daneben gibt es einige Elemente, die die Beständigkeit unterstützen. Dazu gehören etwa Molybdän, Nickel, Titan, Silizium oder Kupfer, die je nach Legierung zusätzliche metallurgische Funktionen erfüllen.

Die Qualität der Oberfläche

Ist die Oberfläche eines Metalls glatt, dann setzen sich daran weniger aggressive Ablagerungen fest. Zudem sind diese glatten Flächen leichter zu reinigen. Polierte Oberflächen können deshalb eine höhere Langlebigkeit besitzen.

Die Umgebung

Es gibt einige Umweltbedingungen, die die Zersetzung der Metalle fördern. Dazu gehören eine hohe Feuchtigkeit der Luft, hohe Temperaturen, Salzwasser, ein saurer pH-Wert, verschiedene Chemikalien sowie die mechanische Belastung.

Beispiel: Ein Edelstahl, der in einer trockenen Lagerhalle sehr lange haltbar ist, kann in Meerwasser bereits nach kurzer Zeit Lochkorrosion entwickeln.

Die Passivierung

Bei passivierbaren Metallen wie Edelstahl, Aluminium, Titan, Chrom oder Zirkonium kann sich im Rahmen der sogenannten Passivierung eine dünne Oxidschicht auf der Oberfläche bilden. Sie verlangsamt die elektrochemischen Reaktionen zwischen Werkstoff und Umgebung, verhindert Korrosion aber nicht unter allen Bedingungen. Chloride, ungeeignete pH-Werte, Ablagerungen oder enge Spalten können die Passivschicht schwächen oder ihre Neubildung erschweren.

Konstruktion und Bearbeitung

Auch Bohrungen, Schnittkanten, Verbindungen und Schweißbereiche können sich anders verhalten als die unbeschädigte Oberfläche. Bei beschichteten Bauteilen sind Kratzer, offene Kanten oder Abplatzungen kritisch, weil sie den Schutzfilm unterbrechen. Deshalb sollten Wasserablauf, Materialkombinationen, Befestigungspunkte und mögliche Beschädigungen bereits bei der Planung berücksichtigt werden.

So korrosionsbeständig sind verschiedene Werkstoffe

Legen Sie bei Ihren Projekten Wert auf eine lange Lebensdauer, sind also mehrere Faktoren entscheidend. Die Umgebung lässt sich nicht immer kontrollieren – wohl aber die Materialauswahl. Hier sehen wir uns die Korrosionsbeständigkeit einiger Materialien einmal etwas näher an:

• Baustahl: Unlegierter Stahl ohne Beschichtung oder Verzinkung hat nur eine geringe Korrosionsbeständigkeit in feuchter Umgebung.
• Verzinkter Stahl: Die Zinkschicht schützt den Stahl vor Feuchtigkeit und erfüllt die Funktion der Opferanode. So können sogar kleine Beschädigungen kompensiert werden.
• Edelstahl: Nicht jeder Edelstahl ist automatisch rostfrei. Es kommt auf die Legierung an. So eignet sich austenitischer Edelstahl wie 1.4301 (V2A) sehr gut für Innenanwendungen und weniger anspruchsvolle Projekte im Außenbereich. 1.4404 (V4A) ist hingegen für einige aggressivere Umgebungen mit Chloriden geeignet. Beide Varianten finden Sie selbstverständlich auch in unserem Sortiment – gerne beraten wir Sie zur passenden Auswahl. In unserem Blog erklären wir Ihnen zudem den Unterschied zwischen V2A und V4A.
• Aluminium: Aluminium wie die Aluminiumlegierung AlMg3 überzeugt durch seine natürliche Oxidschicht. In einer neutralen Umgebung ist dieses sehr korrosionsbeständig, weniger aber bei stark alkalischen oder sauren Umgebungsmedien.

Wichtige Prüfverfahren für die Korrosionsbeständigkeit

Natürlich werden Angaben zur Korrosionsbeständigkeit nicht willkürlich gemacht, sondern basieren auf speziellen Verfahren zur Prüfung. Ein bekannter Test ist der Salzsprühnebeltest nach DIN EN ISO 9227. Bei diesem werden Bauteile über einen längeren Zeitraum einer Atmosphäre mit Salz ausgesetzt. Besonders wichtig in diesem Kontext ist auch die DIN EN ISO 8044 als internationale Begriffsnorm rund um die Korrosion sowie die DIN EN ISO 9223.

Wichtig: Die Zahl der im Salzsprühnebeltest erreichten Stunden lässt sich nicht direkt in eine bestimmte Zahl realer Nutzungsjahre umrechnen.

Bei Ihren Projekten die Korrosionsbeständigkeit berücksichtigen

Die Zerstörung, die mit den Reaktionen bei der Korrosion einhergeht, kann die Sicherheit etwa bei tragenden Konstruktionen beeinflussen und mit der Zeit äußerst teuer werden. Deshalb ist die Korrosionsbeständigkeit je nach Anwendung eine entscheidende Eigenschaft bei der Auswahl von Materialien für Ihr Projekt.

In unserem Shop bieten wir Ihnen verschiedene Metalle in exakten Zuschnitten an, die sich für den Einsatz in vielen Umgebungen eignen. Ob für das Bauwesen, die Industrie oder den Maschinenbau: Bei uns erwarten Sie beständige Bleche genau in Ihren Wunschmaßen. Gern bearbeiten wir diese auch noch weiter, damit sie direkt einsatzbereit sind. Mehr Informationen zu den Eigenschaften finden Sie immer direkt auf den Produktseiten – wir beraten Sie auch gern zum geeigneten Metall für Ihr Vorhaben!

Tipp: Erfahren Sie in unserem Blog auch mehr zum Schweißen von Edelstahl und zum Lackieren von Aluminium!

Häufig gestellte Fragen zur Korrosion

Hier gehen wir noch näher auf einige Fragen ein, die uns schon zu diesem Thema erreicht haben:

Bedeutet rostfrei, dass keine Korrosion stattfindet?

„Rostfrei“ bedeutet nur, dass das Metall besonders korrosionsbeständig ist, jedoch nicht vollständig vor Korrosion geschützt. Unter bestimmten Bedingungen, beispielsweise bei Kontakt mit Chloriden oder aggressiven Chemikalien, können auch Materialien wie rostfreie Stähle korrodieren.

Ist eine hohe Korrosionsbeständigkeit nachhaltig?

Je länger man ein Bauteil nutzen kann, desto weniger Rohstoffe müssen eingesetzt werden, um dieses zu reparieren oder zu ersetzen. Deshalb setzen Unternehmen und Privatpersonen mit Blick auf die Umwelt häufig auf besonders korrosionsbeständige Materialien. Oft können diese zusätzlich langfristig auch Kosten sparen. Nicht vernachlässigt werden dürfen dabei aber auch Faktoren bei der Herstellung, dem Transport, möglichem Recycling und mehr.

Welche Rolle spielen Beschichtungen und Behandlungen der Oberflächen?

Beschichtungen und Oberflächenbehandlungen können den Korrosionsschutz deutlich verbessern, bieten aber keinen unbegrenzten Schutz. Kratzer, Abplatzungen, offene Schnittkanten oder eine unzureichende Vorbehandlung können die Schutzwirkung beeinträchtigen. Auch hier hängt die Beständigkeit immer von der konkreten Umgebung und der Belastung ab.