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Oxidation ist die Reaktion von Metall und Sauerstoff. Wenn das gebildete Oxid die Legierung durchgängig und wirksam von der Atmosphäre trennt, ist es ein Schutzoxid. Wirkt das Oxid jedoch nicht als Trenner, treten Korrosionsprobleme auf.

Oxidation an der Luft

Wird eine Legierung in Luft erwärmt, bildet sich eine Oxidschicht auf der Oberfläche. Diese Schicht kann aus Eisen-, Chrom- und anderen Elementen bestehen, je nach Zusammensetzung des Werkstoffs.

Bis zu einer bestimmten Temperatur, die als Zundertemperatur oder maximale Betriebstemperatur bezeichnet wird, ist die Oxidschicht dicht und ununterbrochen und schützt den darunterliegenden Werkstoff vor Hochtemperaturkorrosion. Über der Zundertemperatur neigt die Schicht zur Rissbildung, wodurch sie ihre Schutzfunktion verliert. Der Werkstoff korrodiert daraufhin schnell. Schnelle Temperaturänderungen beschleunigen die Korrosion.

Auswirkungen von Legierungselementen

Ein höherer Anteil an Chrom (Cr), Silizium (Si) und Aluminium (Al) steigert die Oxidationsbeständigkeit. Die Beifügung von Seltenerde-Metallen und reaktiver Elemente wie Titan (Ti), Zirkonium (Zr) und Yttrium (Y) hat stark positive Auswirkungen auf die Oxidationsbeständigkeit.

Oxidation beim Vorliegen von Wasserdampf

Werkstoffe, die reinem Dampf ausgesetzt sind, durchlaufen ebenfalls Oxidation, da Sauerstoff in Form von H2O. Im Allgemeinen verursacht Dampf eine schnellere Oxidation als Luft. In Dampf gebildete Oxidschichten sind eisenhaltiger und porös und bieten daher weniger Schutz. Luft mit hohem Wasseranteil führt ähnlich hierzu ebenfalls zu einer schnelleren Oxidation.

Die Oxidationsbeständigkeit in Dampf steigt mit dem Chromgehalt (Cr) des Stahls. Silizium (Si) und Aluminium (Al) haben ebenfalls positive Auswirkungen.

Sorten mit hoherOxidationsbeständigkeit

Die folgenden Sorten weisen eine sehr hohe oder ausgezeichnete Oxidationsbeständigkeit auf:

  • Sandvik 4C54
  • Sandvik 253 MA*
  • Sandvik 353 MA*
  • Sandvik 7RE10
  • Sanicro 31HT
  • Sanicro 70
  • Sandvik APMT

Materialdatenblatt für Sandvik-Sorten

Einige Fakten zur Oxidation

  • Oxidation ist die Reaktion zwischen Metall und Sauerstoff (entweder als O2 oder H2O)
  • Oxidation kann nützlich oder schädlich sein, je nach den Eigenschaften der Oxidschicht, die bei der Reaktion gebildet wird
  • Chrom-, Silizium- und Aluminiumoxide sind Schutzoxide

* 253 MA und 353 MA sind Marken von Outokumpu OY