Herstellung von Edelstahl:Wie wird er hergestellt?

Edelstahl ist bekannt für seine allgegenwärtige praktische Verwendung – er taucht in einer Reihe von kommerziellen und industriellen Anwendungen auf.

Da Edelstahl Chrom enthält, ist er sehr widerstandsfähig gegen Rost und Korrosion.

Seine Fähigkeit, hohen Temperaturen und hohem Druck standzuhalten und dennoch duktil und formbar zu sein, macht es ideal für eine Vielzahl von oxidationsbeständigen Anwendungen.

Edelstähle sind von Natur aus Eisenlegierungen mit einem Chromgehalt von mindestens 10,5 Prozent.

Andere Legierungselemente in Edelstahl sind Kupfer, Titan, Nickel, Molybdän, Stickstoff und Kohlenstoff. Diese Elemente werden hinzugefügt, um seine Eigenschaften wie Zähigkeit und Formbarkeit zu verbessern.

Aufgrund seiner Vielseitigkeit gibt es eine große Auswahl an Herstellungstechniken für Edelstahl.

Die Bedeutung von Chrom bei der Edelstahlherstellung

Chrom ist ein hartes, korrosionsbeständiges Element, das Edelstahl seine korrosionsbeständigen Eigenschaften verleiht. Es ist ein wesentliches Element bei der Herstellung von Edelstahl und hat keine praktikable Alternative.

In Gegenwart von Oxidationsmitteln bildet der Edelstahl auf der Oberfläche einen mit bloßem Auge unsichtbaren Passivfilm (Chromoxid).

Da der Film stark an der Oberfläche des Stahls haftet, schützt er ihn vor Wechselwirkungen mit der Umgebung und stoppt die elektrochemischen Reaktionen, die Korrosion verursachen.

Wie Edelstahl hergestellt wird

Die Herstellung von Edelstahl umfasst eine Reihe von Prozessen.

1. Schmelzen und Gießen

Die Legierungsmaterialien werden in einem Elektroofen etwa 8 bis 12 Stunden lang geschmolzen, bis die Metalle geschmolzen sind.

Die geschmolzene Mischung wird dann in einem Argon-Sauerstoff-Dekabulierer (AOD) entkohlt, um überschüssigen Kohlenstoff zu entfernen. Dabei werden Argon, Sauerstoff und Stickstoff in die Stahlschmelze geblasen.

In diesem Stadium können andere Legierungselemente wie Nickel und Molybdän hinzugefügt werden, um die Eigenschaften des Edelstahls zu verbessern.

2. Stimmen und Gestalten

Beim Tuning wird der Stahl langsam gerührt, um unerwünschte Elemente zu entfernen und die richtige chemische Zusammensetzung beizubehalten.

Nach Abschluss der Abstimmung wird der geschmolzene Stahl in Formen gegossen. Dazu wird der veredelte Edelstahl durch eine Gießmaschine geleitet, um Brammen, Knüppel (runde oder quadratische Formen), Vorblöcke (rechteckige Formen) und Rohre zu formen.

3. Warmwalzen

Das Warmwalzen beinhaltet eine Wärmebehandlung der Endprodukte nach dem Umformprozess. Dabei werden die Brammen je nach Stahlsorte auf 1.100 bis 1.300 Grad Celsius erhitzt.

Durch das Erhitzen werden Knüppel und Vorblöcke weiter zu Stangen und Drähten geformt, während Brammen zu Bändern, Blechen und Platten geformt werden.

Die Plattenstärke kann zwischen 3 mm und 60 mm liegen.

4. Kaltwalzen

Beim Kaltwalzen werden die Walzen einer relativ niedrigen Temperatur ausgesetzt. Das Verfahren reduziert nicht nur die Dicke der Walzen, sondern erzeugt auch glatten, glänzenden und kaltgewalzten Edelstahl.

5. Glühen und Beizen

Glühen ist der Prozess, der verwendet wird, um den Edelstahl zu erweichen und seine Duktilität zu verbessern. Der Glühprozess führt zu einer Zunderbildung auf dem Stahl, der häufig durch einen als Beizen bezeichneten Prozess gereinigt wird.

Beim Beizen wird der Stahl in Salpeter-Flusssäure getaucht. Alternativ kann der Kalk durch Elektroreinigung entfernt werden – ein Prozess, bei dem elektrischer Strom verwendet wird, um den Kalk zu entfernen.

6. Schneiden

Schneidvorgänge sind notwendig, um dem Endprodukt die gewünschte Form oder Größe zu geben.

Beim mechanischen Schneiden werden Guillotinenmesser zum geraden Scheren, Kreismesser zum kreisförmigen Scheren oder Stahlklingen verwendet. Andere Schneidverfahren sind Nibbeln und Stanzen.

7. Fertigstellung

Bei Anwendungen, bei denen das Aussehen des Edelstahls wichtig ist, kann das Aufbringen einer Oberflächenbehandlung dem Stahl ein attraktives Aussehen verleihen.

Einige Oberflächenveredelungen erleichtern zudem die Reinigung des Edelstahls, was für Küchengeräte wichtig ist.

Oberflächenveredelungen sind in den meisten Fällen das Produkt des Edelstahlherstellungsprozesses. Zum Beispiel führen Glühen, heißes Zundern und Entzundern zu einer matten Oberfläche.

Eine Kombination aus Glühen und Kaltwalzen bei kontrollierten Temperaturen erzeugt eine reflektierende Oberfläche. Schleifbänder und Schleifscheiben können auch zum Polieren von Stahl verwendet werden.

Zusammenfassend

Derzeit gibt es über 60 Edelstahlsorten, die alle nach den Legierungselementen ihrer Mikrostruktur kategorisiert sind. Innerhalb dieser Güten befinden sich die drei beliebtesten Arten von Edelstahl, nämlich Austenit, Ferrit und Duplex.

Jede Edelstahlsorte unterscheidet sich je nach Chromanteil und Anteil anderer Elemente.

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