Was ist Edelstahl? Eigenschaften und Anwendungen
Die Nachfrage nach Edelstahl steigt jährlich um beeindruckende 5 %. Im Jahr 2019 erreichte die weltweite Produktion über 52 Millionen…
Die Auswahl der richtigen Edelstahl-Oberfläche für Ihre Anwendung ist von großer Bedeutung. Sie streben wahrscheinlich eine lange Lebensdauer,rosionsbeständigkeit und einen geringen Wartungsaufwand an. Die passende Oberbehandlung stellt sicher, dass Edelstahl erwartet funktioniert.
Der Auswahlprozess kann jedoch verwirrend sein. Verschiedene Normen bieten jeweils eigene Bezeichnungen für die unterschiedlichen Edelstahl-Oberflächen an. Manche Hersteller entwickeln sogar eigene firmeninterne Standards zur Kennzeichnung der Oberflächen ihrer Produkte.
Um Ihnen die Auswahl zu erleichtern, empfehlen wir, sich auf die weltweit anerkanntesten Standards zu konzentrieren. Beispielsweise sind sowohl die EN- als auch die ASTM-Normen sehr verbreitet. Daher verwenden wir diese als Beispiele.
Beginnen wir mit einem tabellarischen Vergleich der EN- und ASTM-Oberflächen. Dies verschafft Ihnen einen guten Überblick über die Möglichkeiten beider Standards. Im weiteren Verlauf des Artikels gehen wir auf die Details jeder Oberfläche ein.
| EN-Bezeichnung | ASTM-Äquivalent | Beschreibung |
|---|---|---|
| 1D | No. 1 | Warmgewalzt, wärmebehandelt und gebeizt. Raue Oberfläche, jedoch frei von Walzzunder. |
| 2B | No. 2B | Kaltgewalzt, wärmebehandelt, gebeizt und nachgewalzt. Glatte Oberfläche. |
| 2D | No. 2D | Kaltgewalzt, wärmebehandelt und gebeizt. Glatte Oberfläche. |
| 2H | TR | Kaltverfestigt. Kaltbearbeitet für höhere Festigkeit. Helle Oberfläche. |
| 2R | BA | Kaltgewalzt, blankgeglüht und nachgewalzt. Glatte, helle und reflektierende Oberfläche. |
| 2Q | – | Kaltgewalzt, gehärtet und angelassen. Zunderfreie Oberfläche. |
| EN-Bezeichnung | ASTM-Äquivalent | Beschreibung |
|---|---|---|
| 1G-2G | Nr. 3 | Geschliffen. Die Körnung oder Oberflächenrauheit kann spezifiziert werden. Gleichmäßige, unidirektionale Struktur, wenig reflektierend. |
| 1J-2J | Nr. 4 | Gebürstet oder matt poliert. Die Körnung der Bürste, das Polierband oder die Oberflächenrauheit sind wählbar. Unidirektionale Struktur, nicht besonders reflektierend. |
| 1K-2K | Nr. 6 | Seidenmatt poliert. Zusätzliche Anforderungen an einen J-Oberflächentyp für ausreichenden Korrosionsschutz bei maritimen und architektonischen Außenanwendungen. |
| 1P-2P | Nr. 7-8 | Hochglanzpoliert. Verfahren oder Oberflächenrauheit können angegeben werden. Nicht gerichtete Oberfläche, sehr reflektierend mit hoher Bildschärfe. |
| EN-Bezeichnung | ASTM-Äquivalent | Oberfläche | Beschreibung |
|---|---|---|---|
| 2F | No. 2D | Geprägte Oberfläche | Kaltgewalzt, wärmebehandelt und auf rauen Walzen nachgewalzt. Glühbehandlung im Schutzgas oder Glühen und Beizen. Gleichmäßige, nicht reflektierende, matte Oberfläche. |
| 1M | – | Geprägte Oberfläche | Gestaltung nach Vereinbarung. Eine Seite ist flach. Platten werden auf Böden verwendet. |
| 2M | – | Geprägte Oberfläche | Gestaltung nach Vereinbarung. Eine Seite ist flach. Feine Struktur, hauptsächlich für architektonische Anwendungen genutzt. |
| 2W | – | Geprägte Oberfläche | Gestaltung nach Vereinbarung. Beide Seiten mit wellenförmiger Struktur, dient zur Erhöhung der Festigkeit und/oder aus optischen Gründen. |
| 2L | – | Farbige Oberfläche | Farben nach Vereinbarung. Die Farbgebung erfolgt durch einen chemischen Prozess. |
| 1S-2S | – | Oberflächenbeschichtung | In der Regel beschichtet mit Zinn, Aluminium oder Titan. |
Die Walzoberfläche ist der grundlegende Lieferzustand für Edelstähle, unabhängig davon, ob sie kalt- oder warmgewalzt sind. Die meisten Edelstähle erfordern jedoch zusätzliche Veredelungsschritte, um den Anforderungen bestimmter Anwendungen gerecht zu werden.
Hier folgt eine detaillierte Beschreibung der Edelstähle, die laut obiger Tabelle zu dieser Gruppe zählen.
Nach dem Warmwalzen im Werk erfolgt eine Wärmebehandlung, das sogenannte Glühen. Beim Glühen wird der Stahl erhitzt und anschließend langsam abgekühlt, um innere Spannungen abzubauen und die Härte zu reduzieren. Dadurch wird er duktiler und besser verarbeitbar.
Nach dem Glühprozess ist der 1D Edelstahl bereit für den letzten Schritt zur gewünschten Oberfläche – das Beizen. Dabei wird die Oberfläche mit Säure gereinigt, um Zunder zu entfernen, der beim Warmwalzen und Glühen entsteht.
Die resultierende Oberfläche ist leicht rau und weist eine sehr geringe Reflektivität sowie eine typische Rauigkeit (Ra) zwischen 4…7 Mikrometern auf.
1D Edelstahl dient manchmal als Ausgangspunkt für polierte Oberflächen. Häufige Anwendungen dieser Oberfläche sind jedoch technischer Natur, sodass das Aussehen nicht entscheidend ist. Beispiele sind:
Da dieser Stahl kalt- statt warmgewalzt wird, ist die Oberfläche feiner. Das Glühen und Beizen verbessern die Eigenschaften ähnlich wie bei 1D Edelstahl. Hier ist Beizen notwendig, da das Glühen nach dem Kaltwalzen erfolgt, um Spannungen abzubauen und die Härte zu reduzieren.
Die Oberfläche ist matt mit geringer Reflektivität und einer typischen Rauigkeit von 0,4 bis 1,0 Mikrometer.
Wie bei 1D kann auch die 2D-Oberfläche als Ausgangspunkt für polierte Endbearbeitungen dienen. Sie wird zudem für industrielle und technische Anforderungen genutzt, bei denen die Optik weniger entscheidend ist. Häufige Anwendungen:
Auch hier handelt es sich um kaltgewalzten Edelstahl, wobei der Prozess dem für 2D sehr ähnlich ist. Der Unterschied: Bei der Herstellung des 2B-Finishs wird das Blech abschließend mit hochglanzpolierten Walzen, sogenannten Bright Rolls, gewalzt.
Die typische Rauigkeit liegt zwischen 0,1 und 0,5 Mikrometern. Das Ergebnis ist eine glatte, leicht bis mäßig reflektierende Oberfläche mit guter Ebenheitskontrolle.
Durch das matte, wenig reflektierende Aussehen wird dieses Finish in der Architektur nur verwendet, wenn die Gleichmäßigkeit der Oberfläche keine Rolle spielt. Typische Anwendungen:
Hier unterscheidet sich der Prozess nur geringfügig von den vorherigen Oberflächen. Das Besondere ist das hellglühen: Der Edelstahl wird unter Sauerstoffausschluss geglüht, um Oxidation und Zunderbildung zu verhindern.
Das Ergebnis ist eine sehr glatte, spiegelnde Oberfläche, die klare Bilder reflektieren kann. Sie ist weniger anfällig für Verunreinigungen und Feuchtigkeit als andere Walzoberflächen und lässt sich leicht reinigen. Die typische Ra liegt zwischen 0,05…0,1 Mikrometern.
Der 2R- oder BA-Edelstahl wird häufig in Haushaltsanwendungen eingesetzt, ebenso dort, wo Reflektion gefragt, aber Präzision zweitrangig ist. Beispiele:
Diese Oberfläche unterscheidet sich von den übrigen Walzoberflächen: Nach dem Kaltwalzen wird der Stahl weiter kaltverfestigt, um die Festigkeit zu erhöhen. Die Verfestigung erfolgt durch Temperwalzen auf polierten Walzen. Je nach Streckgrenze, Zugfestigkeit und Dehnung stehen sechs verschiedene Festigkeitsstufen zur Verfügung.
Das Ergebnis ist eine relativ glatte, reflektierende Oberfläche. Die Rauigkeit wird vom Hersteller definiert und hängt vom Temperwalzprozess ab.
Typische Anwendungen des 2H-Oberflächenfinishs sind:
Das 2Q-Edelstahl-Finish ähnelt stark dem 2H-Finish, da es ebenfalls kaltgewalzt und anschließend gehärtet wird. Der Unterschied: 2Q wird in Schutzatmosphäre gehärtet und angelassen oder nach der Wärmebehandlung entzinnt. Es wird speziell für martensitische Stähle verwendet, die auf diese Behandlungen ansprechen.
Die Oberfläche des 2Q-Finishs ist glatt und frei von Zunder. Auch hier wird die Rauigkeit vom Hersteller festgelegt.
Da es dem 2H sehr ähnelt, finden sich die Anwendungen in denselben Bereichen:
Bei der Auswahl eines Edelstahls für Ihre Anwendung gelten einige Empfehlungen. Idealerweise wählen Sie zunächst eine Walzoberfläche, die möglichst nah am gewünschten Endergebnis liegt. So können die weiteren Bearbeitungsschritte minimiert werden.
Es gibt jedoch standardisierte Oberflächen, die durch mechanisches Polieren und Bürsten erzielt werden. Dabei wird die Oberfläche mit Schleifmitteln bearbeitet, die das Material gezielt abtragen.
Das finale Oberflächenfinish hängt von mehreren Faktoren ab: vom Ausgangszustand (Ausgangspunkt), Art und Beschaffenheit der Schleifbänder und Bürsten sowie vom Polierprozess selbst.
Im Folgenden finden Sie Details zu den Edelstahl-Oberflächen, die laut obiger Tabelle in diese Kategorie fallen.
Dieses Finish wird durch Schleifen erzielt. 1G bezieht sich auf einen warmgewalzten Ausgangspunkt, 2G auf kaltgewalzten.
Das Verfahren erzeugt eine relativ grobe, unidirektionale Oberfläche mit geringer Reflektivität. Die Rauigkeit kann vom Hersteller nach Kundenwunsch spezifiziert werden; meist wird Ra bis 1 Mikrometer definiert.
Die Qualität hängt vom Material und der Körnung der Schleifbänder ab, wobei 180er und 240er Körnungen am häufigsten sind.
Typische Anwendungen:
Die Ausgangspunkte sind wie zuvor. Jedoch werden die warm- oder kaltgewalzten Stähle nun mit Polierbändern oder Bürsten nachbearbeitet. Das Resultat ist eine feinere Oberfläche als bei 1G–2G.
Gleichwohl ist die Oberfläche weiterhin unidirektional und wenig reflektierend. Die Bürsten-, Bandqualität oder Rauigkeit können spezifiziert werden. Typisch ist eine durchschnittliche Rauheit von 0,2…1,0 Mikrometer, wobei viele Hersteller 0,4…0,6 Mikrometer bevorzugen.
Häufige Anwendungen:
Der Ausgangspunkt ist meist warm- oder kaltgewalzter, geglühter, gebeizter und skin-passed Stahl. Anschließend sorgen feinkörnigere Bänder und Bürsten für eine Satinpolitur.
Das 1K–2K Finish ergibt eine glatte, reflektierende Oberfläche mit einer Rauigkeit von 0,5 Mikrometern oder weniger, manche Hersteller erreichen bis zu 0,06 Mikrometer.
Diese Oberfläche ist hochgradig korrosionsbeständig. Es können zusätzliche Anforderungen für den Einsatz in maritimen oder außenliegenden architektonischen Anwendungen definiert werden.
Typische Anwendungen:
Der gleiche Ausgangspunkt wie bei 1K–2K. Zuletzt wird mit weichen Poliermops und speziellen Polituren poliert und gebufft, um ein hochglänzendes Finish zu erzielen.
Das 1P–2P Finish ist nicht richtungsgebunden, ultrasmooth und hochreflektiv mit sehr hoher Bildschärfe im Spiegelbild. Typische Ra-Werte liegen unter 0,1 Mikrometern.
Diese Oberfläche gilt als beste Variante hinsichtlich Korrosionsbeständigkeit und wird beispielsweise eingesetzt für:
Gemusterte Edelstahl-Oberflächen entstehen durch Prägen oder Walzen mit strukturierten Walzen. Dadurch wird das Blech versteift, was den Einsatz dünnerer Bleche und damit Kosten- und Gewichtseinsparungen ermöglicht.
Das Muster kann ein- oder beidseitig aufgebracht werden, um beidseitig gemusterte Edelstähle zu erhalten.
Folgende Bezeichnungen fallen in diese Gruppe:
Meist wird mit einer 2B- oder 2R-Walzoberfläche begonnen. Die gängigen Prozesse sind Kaltwalzen, Wärmebehandlung und skin-pass auf rauen Walzen. Gelegentlich kommen auch Hellglühen oder Glühen und Beizen zum Einsatz.
Das Ergebnis ist eine matte, wenig reflektierende Oberfläche – gleichmäßig auf beiden Seiten. Die Rauigkeit wird auf Wunsch festgelegt.
Typische Anwendungen:
Dies sind die gängigsten einseitig gemusterten Edelstähle. Eine Seite bleibt glatt, während die Textur auf der anderen Seite variiert.
Das Muster wird individuell mit dem Hersteller abgestimmt und richtet sich nach dem Einsatzzweck. Hauptsächlich werden diese Texturen dort eingesetzt, wo die Oberfläche anfällig für Stöße und Kratzer ist – Schäden sind dadurch weniger sichtbar.
Auch Gebäudeeingänge setzen diese Oberfläche ein, um Unfälle durch rutschige Böden zu vermeiden.
Häufige Anwendungen:
Dies sind beidseitig gemusterte Edelstähle, bei denen das Muster durch Walzen oder Pressen mit männlichen und weiblichen Walzen und Matrizen entsteht.
Das Muster wird individuell vereinbart. Die Oberfläche auf beiden Seiten ist gewellt, was die Festigkeit erhöht und auch einen ästhetischen Mehrwert bietet.
Die Anwendungen entsprechen den vorherigen, mit dem Unterschied, dass beide Seiten sichtbar sein können.
Farbige Oberflächen nutzen die Eigenschaften der inerten Chromschicht an der Edelstahloberfläche. Diese Schicht verleiht dem Material seine Korrosionsbeständigkeit.
Außerdem lässt sich die Chromschicht leicht chemisch einfärben und durch elektrolytische Verfahren härten. So entstehen die sogenannten elektrolytisch eingefärbten Oberflächen.
Diese Edelstahl-Oberflächen können bei Bedarf ebenfalls mit Mustern versehen werden.
Dies ist die Bezeichnung für alle farbigen Oberflächen. Die Farbtöne werden zwischen Hersteller und Kunde abgestimmt. Es besteht eine breite Auswahl.
Die Hauptanwendungen sind vorwiegend dekorativer oder ornamentaler Art. Mitunter wird das Farbfinish genutzt, um es in komplexen Designs mit anderen Materialien abzustimmen.
