Die Herstellung von Edelstahl

Edelstahl bietet eine hohe Korrosionsbeständigkeit, lange Haltbarkeit und minimalen Wartungsbedarf unter unterschiedlichsten Bedingungen. Wenn wir verstehen, wie Edelstahl hergestellt wird, können wir seinen Wert und seine Vielseitigkeit in alltäglichen Anwendungen schätzen. Lassen Sie uns Schritt für Schritt erkunden, wie Edelstahl hergestellt wird.

Woraus besteht Edelstahl?

Edelstahl wird aus einer Rohstoffmischung hergestellt und die genaue Zusammensetzung variiert je nach Edelstahlfamilie. 

Hier ist eine Tabelle mit den Hauptbestandteilen von Edelstahl:

• Um bestimmte Eigenschaften wie eine höhere Festigkeit oder eine verbesserte Schweißbarkeit zu erreichen, können Stickstoff, Titan, Kupfer und andere Elemente hinzugefügt werden.

Wie wird Edelstahl hergestellt?

Die Herstellung von Edelstahl umfasst mehrere aufeinander folgende Schritte. Jeder Schritt ist entscheidend, um die gewünschte Qualität und Eigenschaften des Endprodukts zu erreichen.

Herstellung von Edelstahl

1. Schmelzen und Gießen

Laden Sie Rohstoffe wie Eisenerz, Chrom, Nickel und andere Elemente in den Lichtbogenofen. Der Ofen erhitzt die Mischung auf etwa 1.600 Grad Celsius. Nach dem Schmelzen verbinden sich diese Materialien zu geschmolzenem Edelstahl

2. Entkohlung

• Argon-Sauerstoff-Entkohlung (AOD)

Übertragen Sie den geschmolzenen Stahl in das AOD-Gefäß. Sauerstoff- und Argongase werden eingeblasen. Sauerstoff entfernt überschüssigen Kohlenstoff durch Bildung von Kohlenmonoxidgas. Argon verdünnt das Gasgemisch, um die Reaktionsrate zu steuern. 

AOD wird für die meisten Anwendungen verwendet.

• Vakuum-Sauerstoff-Entkohlung (VOD)

Übertragen Sie den geschmolzenen Stahl in eine Vakuumkammer. Sauerstoff wird eingespritzt, um mit Kohlenstoff zu reagieren. Dabei entsteht Kohlenmonoxidgas, das unter niedrigem Druck entfernt wird. 

VOD wird verwendet, wenn für hochwertigere rostfreie Stähle wie 304L ein extrem niedriger Kohlenstoffgehalt erforderlich ist.

• Durch die Reduzierung des Kohlenstoffgehalts können Hersteller kohlenstoffarmen Edelstahl wie 304L und 316L herstellen. Dieser Edelstahl weist eine bessere Schweißbarkeit und ein geringeres Korrosionsrisiko auf.

3. Feinabstimmung der Komposition

Je nach gewünschter Stahlsorte werden zusätzliche Elemente wie Nickel, Molybdän und Stickstoff hinzugefügt, um die Festigkeit, Flexibilität und Korrosionsbeständigkeit zu verbessern. Diese Elemente lösen sich im geschmolzenen Stahl auf und verändern dessen Eigenschaften.

4. Gießen

Übertragen Sie den geschmolzenen Stahl in eine Form, wo er erstarrt. Während des Gießens kühlt er ab, bleibt aber über 1.200 Grad Celsius heiß. Die beim Gießen entstehende Form bestimmt die endgültige Produktform, z. B. Platten oder Stangen.

• Brammen: Werden zur Herstellung von Platten und Blättern verwendet.
• Knüppel: Werden zur Herstellung von Stangen und Drähten verwendet.
• Blüten: Wird für strukturelle Formen verwendet.

Edelstahlverarbeitung

1. Bildung von

• Warmwalzen

Die halbfertigen Stahlprofile werden auf etwa 1.200 Grad Celsius erhitzt und durch Walzen geführt. Dabei wird die Dicke reduziert und der Stahl zu Platten, Blechen, Spulen, Stangen oder Drähten geformt.

• Kaltwalzen

Walzen Sie den Stahl bei Raumtemperatur. Dadurch können Sie präzise Abmessungen erzielen und die Oberflächengüte verbessern. Der Stahl erhöht seine Festigkeit durch Kaltverfestigung.

• Warmwalzen eignet sich besser für austenitischen, ferritischen und Duplexstahl. Kaltwalzen ist ideal für austenitischen und martensitischen Stahl, insbesondere wenn Oberflächengüte und präzise Abmessungen wichtig sind.

2. Wärmebehandlung

• Glühen

Verwendbarer Stahl: Austenitischer, ferritischer und Duplex-Edelstahl.

Der Stahl wird auf etwa 1.040 °C bis 1.120 °C erhitzt und langsam abgekühlt, um Spannungen abzubauen und die Duktilität zu verbessern. Dieser Prozess macht den Stahl weicher und erhöht seine Formbarkeit und Korrosionsbeständigkeit.

• Abschrecken

Verwendbarer Stahl: Austenitischer und Duplex-Edelstahl.

Auf hohe Temperaturen erhitzt. Dann schnell abgekühlt (abgeschreckt), um die Bildung von Chromkarbiden zu verhindern. Das Abschrecken verbessert die Korrosionsbeständigkeit und verhindert interkristalline Korrosion.

• Anlassen

Verwendbarer Stahl: Martensitischer Edelstahl wie 410 und 420.

Erhitzen Sie den Stahl erneut auf 200°C – 600°C. Dadurch kann die Sprödigkeit verringert und die Härte beibehalten werden. Dieser Vorgang dient dazu, Härte und Zähigkeit ins Gleichgewicht zu bringen.

• Ausscheidungshärtung

Verwendbarer Stahl: Ausscheidungsgehärteter Edelstahl wie 17-4PH.

Nach der Lösungsglühung wird der Stahl gealtert (auf ca. 480 °C bis 620 °C erhitzt). Dieser Prozess verbessert die mechanischen Eigenschaften, ohne die Korrosionsbeständigkeit zu beeinträchtigen. 

3. Entkalkung

Nach der Wärmebehandlung ist Edelstahl oft mit einer Oxidschicht überzogen. Beim Entzundern wird diese Schicht durch Beizen oder mechanische Methoden wie Kugelstrahlen entfernt. Dieser Prozess gewährleistet eine saubere Oberfläche für die weitere Verarbeitung und Endbearbeitung.

Edelstahl-Veredelung

In der Stahlindustrie sind Veredelungsprozesse entscheidend für die Verbesserung der Oberflächenqualität, des Aussehens und der Leistung des Endprodukts. Diese Methoden stellen sicher, dass der Stahl bestimmte Standards für Anwendungen erfüllt, die Präzision und Haltbarkeit erfordern. Zu den gängigen Veredelungsmethoden gehören:

• Schleifen und Polieren

Beim Schleifen werden Oberflächenfehler wie Kratzer oder raue Kanten entfernt. Dies wird häufig mit Schleifwerkzeugen oder Schleifrädern durchgeführt.

Durch Polieren entsteht eine glatte, reflektierende Oberfläche. Dieser Vorgang kann mit Schleifmitteln unterschiedlicher Körnung durchgeführt werden, um eine spiegelähnliche Oberfläche zu erzielen.

• Bürsten

Bei dieser Methode wird mithilfe von Schleifbürsten eine satinierte oder matte Oberfläche auf der Stahloberfläche erzeugt. Sie wird häufig bei Anwendungen wie Haushaltsgeräten verwendet, bei denen eine glatte, aber nicht reflektierende Oberfläche bevorzugt wird.

• Beizen

Tauchen Sie den Stahl in ein Säurebad, normalerweise eine Mischung aus Salpeter- und Flusssäure, um die Oxidschicht aus der Wärmebehandlung oder dem Warmwalzen zu entfernen. Dieser Prozess stellt die Oberfläche des Stahls wieder her und verbessert seine Korrosionsbeständigkeit.

• Elektropolieren

Verwenden Sie ein elektrochemisches Bad, um eine dünne Schicht von der Materialoberfläche zu entfernen. Dieser Prozess verbessert das Aussehen des Stahls, verringert die Mikrorauheit und verbessert die Korrosionsbeständigkeit

• Passivierung

Reinigen Sie die Edelstahloberfläche mit einer Säurelösung, indem Sie freies Eisen und Verunreinigungen entfernen. Dieser Vorgang fördert die Bildung der schützenden Chromoxidschicht und verbessert so die Korrosionsbeständigkeit.

• Beschichtung

Dadurch kann die Haltbarkeit, Verschleißfestigkeit oder Ästhetik von Edelstahl verbessert werden. Pulverbeschichtung, Verzinkung und Plattierung sind gängige Methoden. Unterschiedliche Beschichtungen bieten unterschiedliche Schutzgrade oder dekorative Oberflächen.

Edelstahlverarbeitung

• Schneiden

Stahl wird mithilfe von Scher-, Säge- oder Laserschneidverfahren in bestimmte Größen und Formen geschnitten. Präzision ist bei diesem Schritt entscheidend, um die Produktspezifikationen zu erfüllen.

Weiterführende Lektüre

Wie schneidet man Edelstahl?

• Schweißen

Techniken wie WIG-, MIG- oder Widerstandsschweißen sorgen für starke und korrosionsbeständige Verbindungen.

Qualitätskontrolle

Durch verschiedene Tests überprüfen die Hersteller die Zusammensetzung, Festigkeit und Integrität des Materials. Bei der Herstellung von Edelstahl umfasst die Qualitätskontrollphase typischerweise die folgenden Schritte:

• Chemische Analyse

Dadurch wird sichergestellt, dass die chemische Zusammensetzung des Materials den Spezifikationen entspricht und die richtige Mischung von Elementen wie Chrom und Nickel vorhanden ist.

• Mechanische Prüfungen

Es werden Tests durchgeführt, um die Zugfestigkeit, Härte und Duktilität des Edelstahls zu prüfen und sicherzustellen, dass er die mechanischen Leistungsstandards erfüllt.

• Zerstörungsfreie Prüfung (NDT)

Ultraschall- und Röntgenverfahren spüren innere Defekte auf, ohne das Material zu beschädigen.

Produkte aus rostfreiem Stahl

Blätter

• Edelstahlbleche sind dünne, flache Stahlstücke, die üblicherweise in Anwendungen eingesetzt werden, bei denen ein hohes Maß an Korrosionsbeständigkeit und eine glatte, ebene Oberfläche erforderlich sind.
• Diese Bleche sind normalerweise weniger als 6 mm dick und können entweder warm- oder kaltgewalzt werden, wobei das Kaltwalzen eine bessere Oberflächenqualität und Festigkeit bietet.

Platten

• Platten sind dicker als Bleche. Sie sind für anspruchsvollere Industrieanwendungen konzipiert.
• Platten sind oft dicker als 6 mm und bieten überragende Festigkeit für lasttragende Anwendungen.

Spulen

• Edelstahlspulen sind durchgehende, lange Stahlstreifen, die zu einer Spulenform aufgerollt werden, um den Transport und die Lagerung zu erleichtern.
• Coils können warmgewalzt oder kaltgewalzt sein. Sie sind in verschiedenen Breiten und Stärken erhältlich.

Bars

• Balken gibt es in verschiedenen Formen, zum Beispiel rund, quadratisch und sechseckig. 
• Sie werden in zahlreichen Bau- und Industrieanwendungen eingesetzt.
• Stangen bieten vielfältige Formen und werden häufig verwendet, wenn besondere mechanische Eigenschaften oder Formen erforderlich sind.

Drähte

• Edelstahldrähte sind lange, dünne Stahlstränge. Sie werden typischerweise in Anwendungen eingesetzt, bei denen Flexibilität und Zugfestigkeit erforderlich sind.
• Es stärkt das Material und verbessert seine Oberflächenbeschaffenheit.

Rohre

• Edelstahlrohre sind Hohlrohre zum Transport von Flüssigkeiten, Gasen oder anderen Materialien.
• Rohre sind in verschiedenen Größen erhältlich und werden je nach Anwendung normalerweise durch Schweißen oder nahtlose Verfahren hergestellt.

Rohre

• Ähnlich wie Rohre, aber oft dünner und für präzisere oder kleinere Anwendungen verwendet.
• Rohre sind oft nahtlos oder geschweißt. Sie haben verschiedene Formen, beispielsweise rund, quadratisch oder rechteckig.

Folien

• Extrem dünne Edelstahlbleche. Normalerweise für Spezialanwendungen verwendet.
• Folien sind typischerweise weniger als 0,15 mm dick und werden in präzisen Hochleistungsumgebungen verwendet.

Strukturabschnitte

• Zu den Konstruktionsprofilen aus rostfreiem Stahl zählen Träger, Winkel und Kanäle. Sie werden in Bau- und Infrastrukturprojekten verwendet.
• Diese Profile sorgen für die Tragfähigkeit und werden im Warmwalzverfahren hergestellt.

Wie lange dauert die Herstellung von Edelstahl?

Die Herstellung von Edelstahl in einem Lichtbogenofen dauert normalerweise 8 bis 12 Stunden. Diese Zeit umfasst das Schmelzen der Rohstoffe und zusätzliche Schritte wie Entkohlen, Gießen und Formen. Weitere Verarbeitungsschritte wie Wärmebehandlung, Walzen und Veredeln können die Gesamtproduktionszeit jedoch verlängern.

Was macht Edelstahl teuer?

Edelstahl ist teuer, weil er teure Legierungselemente wie Chrom, Nickel und manchmal Molybdän enthält. Darüber hinaus erhöht der energieintensive Produktionsprozess wie Schmelzen und Raffinieren die Kosten. Die Notwendigkeit strenger Qualitätskontrollen und Veredelungsprozesse wie Polieren oder Glühen erhöhen den Preis ebenfalls.

Woher kommt der meiste Edelstahl?

Zu den größten Produzenten zählt China, das für mehr als die Hälfte der weltweiten Edelstahlproduktion verantwortlich ist. Weitere wichtige Produzenten sind Indien, Japan, Südkorea und einige europäische Länder wie Deutschland.

Zusammenfassung

Die Gewährleistung einer Qualitätskontrolle bei der Edelstahlproduktion ist unerlässlich, um sicherzustellen, dass das Material die erforderlichen Standards erfüllt. Sie trägt dazu bei, die Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Haltbarkeit des Stahls aufrechtzuerhalten. 

Bei Steel Pro Group sind wir stolz darauf, eine große Auswahl an hochwertigen Edelstahlprodukten anbieten zu können, darunter Platten, Stangen, Spulen und maßgeschneiderte Lösungen, die auf Ihre Bedürfnisse zugeschnitten sind. Wir helfen Ihnen gerne weiter – bitte zögern Sie nicht, Besuchen Sie unsere Website oder Kontaktieren Sie uns für weitere Einzelheiten oder ein individuelles Angebot.