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Stahlgruppen

# Korrosionsmechanismen von Edelstahl und Auswahl der Werkstoffgüte

Erfahren Sie, wie Edelstahl korrodiert, und wählen Sie die richtige Güte für Ihre Umgebung, Fertigungsanforderungen, Belastungen und Konstruktion aus.

![Porträt von Anders Bergström, Reporter der Stahlbranche](/images/uploads/a7d8e5bc-7cdf-409b-913b-211e63e8c441/anders-bergstr-m-1920x1920.jpg)

 **[Anders Bergström](/de/nachrichten/autor/anders-bergstrom "Anders Bergström")** Stahlgruppen 60+ Min. Lesezeit Aktualisiert 14.08.2026 Evidenzbasiert geprüft

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## Was Korrosionsbeständigkeit bei Edelstahl bedeutet

Die Korrosionsbeständigkeit von Edelstahl ist die Fähigkeit einer Legierung, in einer bestimmten Einsatzumgebung einen chromreichen Passivfilm zu bilden, aufrechtzuerhalten und zu reparieren. Sie ist keine dauerhafte Eigenschaft, die das Material vom Walzwerk in jede Anwendung begleitet. Eine Edelstahlsorte kann in sauberem, sauerstoffhaltigem Wasser passiv bleiben und bei höherer Temperatur in einem engen, chloridhaltigen Spalt einem raschen lokalen Angriff ausgesetzt sein. Die Werkstoffbezeichnung gibt die nominelle chemische Zusammensetzung an; das Verhalten im Einsatz hängt außerdem von Geometrie, Oberflächenzustand, Fertigungsgeschichte, Spannung und Exposition ab.

![Korrosionsmechanismen von Edelstahl und Auswahl der Werkstoffgüte](/images/uploads/30c37e10-d373-4330-9746-c154436e63d1/wiki-inline-a-stainless-steel-surface-showing-chromium-rich-passive-film-formation-mechanica-1520x1920.jpg)[](/images/uploads/30c37e10-d373-4330-9746-c154436e63d1/wiki-inline-a-stainless-steel-surface-showing-chromium-rich-passive-film-formation-mechanica-2027x2560.avif "Bild vergrößern — Korrosionsmechanismen von Edelstahl und Auswahl der Werkstoffgüte")An exposed defect may repassivate, while a shielded crevice can sustain attack.

### Passivfilme und Depassivierung

Wenn eine ausreichend chromhaltige Edelstahllegierung Luft oder Wasser ausgesetzt wird, reagiert das Chrom an der Oberfläche mit Sauerstoff und bildet einen extrem dünnen, oxidreichen Film. Diese Passivschicht verringert die Geschwindigkeit, mit der Eisen, Chrom und andere Legierungselemente sich lösen, erheblich. Sie ist keine Lackbeschichtung und isoliert das Metall nicht dauerhaft von der Umgebung. Der Film bleibt dynamisch: Er kann mechanisch beschädigt, lokal aufgelöst oder durch Veränderungen des pH-Werts, der Chloridkonzentration, der Temperatur und des elektrochemischen Potenzials verändert werden.

#### Warum der Oberflächenzustand wichtig ist

Ein freiliegender Kratzer kann seine Passivschicht wiederherstellen, während ein Defekt in einem stagnierenden Spalt eine anhaltende Auflösung ermöglichen kann.

Repassivierung **Repassivierung** Neubildung einer schützenden Passivschicht nach einer lokalen Beschädigung, wenn Legierung und Umgebungsbedingungen eine Reparatur der Schicht ermöglichen.

Eine saubere Oberfläche kann den Film häufig schnell reparieren, weil die umgebende Legierung Chrom und die Umgebung Sauerstoff liefert. Innerhalb eines stagnierenden Spalts, unter Ablagerungen, an einer aufgerauten Schweißanlauffarbe oder unter einer Verunreinigung, die Chlorid konzentriert, ist diese Reparatur schwieriger. Dieser Unterschied ist entscheidend. Ein Kratzer auf einer freiliegenden, gut belüfteten Oberfläche kann sich repassivieren, während ein kleiner Defekt in einem abgeschirmten Spalt zum Ausgangspunkt einer anhaltenden Metallauflösung werden kann.

#### Wesentliche Korrosionsmechanismen

- **Lochfraß** Lokalisierter Zusammenbruch der Passivschicht, aufrechterhalten durch eine chloridreiche Chemie.
- **Spaltkorrosion** Angriff in sauerstoffarmen Zwischenräumen, Verbindungen und Ablagerungen.
- **Interkristalline Korrosion** Bevorzugter Angriff im Zusammenhang mit einer anfälligen Korngrenzenchemie.
- **Spannungsrisskorrosion** Rissbildung, die Zugspannung und bestimmte Umweltfaktoren erfordert.
- **Galvanische Korrosion** Durch die Kopplung unterschiedlicher Metalle verursachter elektrochemischer Angriff.
- **Allgemeine Korrosion** Relativ gleichmäßige Auflösung über eine exponierte Oberfläche.

\[1\] \[1\] [**Corrosion mechanisms in stainless steel**](https://bssa.org.uk/bssa_articles/3-corrosion-mechanisms-in-stainless-steel/). British Stainless Steel Association. BSSA technical library.Eine Depassivierung führt nicht zwangsläufig zu einer gleichmäßigen Ausdünnung. Nichtrostende Stähle versagen häufig durch lokale Mechanismen. Die British Stainless Steel Association nennt Lochkorrosion, Spaltkorrosion, interkristalline Korrosion, Spannungsrisskorrosion, galvanische Korrosion und allgemeine Korrosion als wesentliche Mechanismen, die nichtrostende Stähle betreffen. Lochkorrosion beginnt, wenn eine kleine Stelle mit einem Zusammenbruch des Passivfilms zu einem anodischen Bereich wird und Chloridionen die Auflösung aufrechterhalten. Spaltkorrosion beginnt dort, wo die Sauerstoffverfügbarkeit äußerst gering ist, so die BSSA. Die daraus entstehende Chemie im Spalt unterscheidet sich von der der ungehinderten Lösung: Metallionen hydrolysieren, der Säuregrad nimmt zu, und Chlorid kann in das begrenzte Volumen wandern, um das Ladungsgleichgewicht aufrechtzuerhalten.

Das ASM Handbook beschreibt Spaltkorrosion als einen gekoppelten Prozess, der elektrochemische Reaktionen, homogene chemische Reaktionen und Stofftransport umfasst. Diese Beschreibung erklärt, warum ein nominell kleines Konstruktionsdetail das Versagen bestimmen kann. Eine verschraubte Überlappungsverbindung, eine Dichtungskante, eine Gewindeverbindung oder ein Auflagekontakt kann den Sauerstofftransport begrenzen und Lösung zurückhalten, selbst wenn die umgebende Oberfläche sauber aussieht. Spaltkorrosion ist daher nicht einfach ein Test des Chromgehalts. Sie ist ein Reaktionssystem, an dem die Legierung, die Spaltabmessungen und die darin eingeschlossene Lösung beteiligt sind.

#### Fertigungsbedingte Korrosionsvariablen

- **Schweißanlauffarbe** Kann ein weniger schützendes Oxid und eine lokal veränderte Oberfläche hinterlassen.
- **Eingebettetes Eisen** Kann Rostverfärbungen und lokale elektrochemische Stellen erzeugen.
- **Schleifverunreinigung** Kann Partikel aus Kohlenstoffstahl oder chloridspeichernde Rillen einbringen.
- **Wärmeverlauf beim Schweißen** Kann das Sensibilisierungsrisiko oder das Gleichgewicht der Duplexphasen verändern.
- **Oberflächenablagerungen** Können den Sauerstoffzutritt einschränken und konzentrierten Elektrolyten zurückhalten.

Die Fertigung kann den Ausgangszustand des Passivfilms verändern. Anlauffarben, eingebettetes Eisen, Verunreinigungen durch Schleifen, Schweißspritzer sowie raue, wärmebeeinflusste Oberflächen können den lokalen Widerstand verringern oder Stellen schaffen, an denen Ablagerungen verbleiben. Eine Reinigung, Beizung oder ein geeignetes mechanisches und chemisches Nachbearbeitungsverfahren kann eine besser geeignete Oberfläche wiederherstellen, einen Spalt, in dem sich Chloride kontinuierlich konzentrieren, jedoch nicht ausgleichen. Konstruktion und Fertigung sind Bestandteil der Korrosionskontrolle.

### Warum Sortenbezeichnungen allein das Verhalten im Einsatz nicht vorhersagen

Im Artikel behandelte gebräuchliche Gütebezeichnungen.
| Edelstahlgüte | Übliche EN-Bezeichnung | Unterscheidungsmerkmal |
|---|---|---|
| Güte 304L | 1.4307 | Kohlenstoffarme austenitische Güte |
| Güte 316L | 1.4404 | Kohlenstoffarme, molybdänhaltige austenitische Güte |
| Güte 444 | 1.4521 | Molybdänhaltige ferritische Güte |
| Duplexstahl 2205 | 1.4462 | Duplexstruktur aus Austenit und Ferrit |

Eine Sortenbezeichnung ist eine Kategorie der chemischen Zusammensetzung, keine allgemeingültige Korrosionsgarantie. Type 304L wird beispielsweise im EN-System üblicherweise als [1.4307](/de/werkstoffe/werkstoff-nr/1.4307 " — Zusammensetzung, Entsprechungen und Normen") bezeichnet, während Type 316L [1.4404](/de/werkstoffe/werkstoff-nr/1.4404 " — Zusammensetzung, Entsprechungen und Normen") entspricht. Ihre nominalen Zusammensetzungen unterscheiden sich, insbesondere hinsichtlich des Molybdängehalts, doch keine der beiden Bezeichnungen gibt die Chloridkonzentration, die Temperatur, die Sauerstoffbedingungen, die Spaltgeometrie oder die auf ein Bauteil wirkende Spannung an. Diese nicht angegebenen Variablen können bestimmen, ob der Passivfilm bestehen bleibt.

Evidenzniveaus sind nicht austauschbar.
| Evidenzniveau | Was es zeigen kann | Was es nicht belegen kann |
|---|---|---|
| Legierungsvergleich | Relative Beständigkeit unter festgelegten Bedingungen | Universelle Einsatzleistung |
| Laborprüfung | Leistung für eine bestimmte Lösung, einen bestimmten Probekörper und ein bestimmtes Verfahren | Einsatzdauer jeder gefertigten Baugruppe |
| Erfahrungen mit Bauteilen | Tatsächliche Leistung in einer dokumentierten Anwendung | Übertragbarkeit auf eine andere Geometrie oder Exposition |

Die relative Beständigkeit einer Legierung ist eine Ebene der Beweislage. Der Laborvergleich ist eine weitere. Das tatsächliche Verhalten eines Bauteils ist eine dritte, und diese drei Ebenen sollten nicht gleichgesetzt werden. Eine Rangfolge aus einem Test kann zeigen, dass eine Legierung unter der verwendeten Testlösung und dem angewandten Verfahren länger gegen Loch- oder Spaltkorrosion beständig ist als eine andere. Sie legt jedoch keine Einsatzdauer für eine gefertigte Baugruppe mit Schweißnähten, Ablagerungen und schwankenden Temperaturen fest.

PREN **PREN** Äquivalenzzahl für die Lochfraßbeständigkeit, ein chemiebasierter Vorprüfindex für die relative Beständigkeit gegen Chlorid-Lochfraß; sie ist keine Vorhersage der Einsatzdauer. \[2\] \[2\] [**Steel grades and PREN expression**](https://www.imoa.info/molybdenum-uses/molybdenum-grade-stainless-steels/steel-grades.php). International Molybdenum Association. International Molybdenum Association technical guidance.

PREN veranschaulicht sowohl den Wert als auch die Grenzen eines sortenbasierten Vergleichs. Die International Molybdenum Association gibt den Ausdruck für austenitische und Duplexstähle wie folgt an:

**PREN = %Cr + 3.3(%Mo + 0.5%W) + 16%N**

Ein höherer PREN weist im Allgemeinen auf eine größere relative Beständigkeit gegen chloridinduzierten Lochfraß unter vergleichbaren Bedingungen hin. Limited evidence

Ein höherer berechneter Wert weist unter vergleichbaren Bedingungen im Allgemeinen auf eine größere relative Beständigkeit gegen chloridinduzierte Lochkorrosion hin. Er sagt weder die Zeit bis zum Versagen eines bestimmten Bauteils voraus noch bildet er Spaltkorrosion, Schweißeinflüsse, Oberflächenverunreinigungen, galvanische Kopplung oder Spannungsrisskorrosion vollständig ab. Stickstoff, Molybdän und Chrom können die Beständigkeit einer Legierung verbessern, doch ein schwerwiegender Spalt kann auch ein hochlegiertes Material überwinden.

Richtwert des PRE

Richtwerte des PRE gemäß dem Leitfaden des Weltverbands für Edelstahl zu Böden und Beton.

World Stainless gibt in seinem Leitfaden von 2025 zu Böden und Beton PREN-Werte von 19 für [1.4301](/de/werkstoffe/werkstoff-nr/1.4301 " — Zusammensetzung, Entsprechungen und Normen"), 25 für [1.4401](/de/werkstoffe/werkstoff-nr/1.4401 " — Zusammensetzung, Entsprechungen und Normen") und 1.4521 sowie 34 für Duplexstahl 1.4462 an. Diese Zahlen unterstützen relative Vergleiche; sie bedeuten nicht, dass 1.4462 in jeder unterirdischen Anwendung korrosionsfrei bleibt. Derselbe Leitfaden nennt die Chloridkonzentration, den spezifischen elektrischen Widerstand des Bodens und den pH-Wert als Auswahlfaktoren. World Stainless ordnet Type 304/304L niedrigeren Auswahlbewertungen zu, mittlere Bedingungen Type 316/316L oder 444, schwerwiegendere Bedingungen Type 317L und hochaggressive Umgebungen 904L, Superduplexstählen und Legierungen mit 6 % Molybdän. Diese Abstufung ist ein Rahmen für eine Vorauswahl und kein Ersatz für eine Expositionsanalyse.

#### Eine Auswahl für kaltes Wasser nicht auf einen Einsatz in heißer Chloridlösung übertragen

Lochfraß und Spaltkorrosion werden wahrscheinlicher, wenn chloridhaltige Lösungen heißer werden. Wärmenester, Verdunstung und Nass-Trocken-Wechsel in die Expositionsbewertung einbeziehen.

Die Temperatur kann entscheidend sein. Loch- und Spaltkorrosion werden wahrscheinlicher, wenn chloridhaltige Lösungen heißer werden, während die Verdunstung Salze auf Oberflächen konzentrieren kann, die nur zeitweise nass sind. Küstensprühnebel, Taumittel, saures Kondensat und belastete Atmosphären bergen andere Risiken als das Eintauchen in sauberes Wasser. Eine für einen Tank in Innenräumen ausgewählte Legierung kann daher an einem Außenflansch ungeeignet sein, selbst wenn beide Bauteile mit Wasser in Kontakt kommen.

### Mechanismus, Exposition und Konstruktion als ein Gesamtsystem

#### Systematische Auswahlabfolge

1. **Mechanismus** Ermitteln, ob Lochfraß, Spaltkorrosion, Rissbildung, galvanischer Angriff oder allgemeine Korrosion maßgeblich ist.
2. **Exposition** Chloridgehalt, Temperatur, pH-Wert, Sauerstoff, Ablagerungen sowie Benetzung und Trocknung festlegen.
3. **Konstruktion** Entwässerung, Verbindungen, Spalte, Werkstoffpaarung und Spannungen überprüfen.
4. **Fertigung** Schweißanlauffarben, Verunreinigungen, Wärmebehandlung und Oberflächenbeschaffenheit berücksichtigen.

Die Auswahl der Werkstoffsorte sollte mit dem erwarteten Mechanismus beginnen und diesen anschließend mit der Exposition und der Bauteilkonstruktion verknüpfen. Die British Stainless Steel Association erklärt, dass Spannungsrisskorrosion Zugspannung zusammen mit bestimmten Umweltfaktoren erfordert. Eigenspannungen beim Schweißen, Umformdehnung, Montagebelastungen und anliegender Druck können den Zugspannungsanteil liefern; Chloride, Temperatur und die Anfälligkeit der Legierung liefern den Umweltanteil. Eine alleinige Erhöhung des Chromgehalts beseitigt dieses kombinierte Risiko nicht.

Auch galvanische Korrosion hängt von der Baugruppe und nicht von einer einzelnen Sorte isoliert ab. Der elektrische Kontakt zwischen Edelstahl und einem weniger edlen Metall, ein leitfähiger Elektrolyt und ein ungünstiges Flächenverhältnis können den Angriff auf das kleinere anodische Element beschleunigen. Isolierung, Entwässerung und die Kombination der Werkstoffe können ebenso wichtig sein wie ein Wechsel der Edelstahlsorte. \[3\] \[3\] [**Standard Guide for Crevice Corrosion Testing of Iron-Base and Nickel-Base Stainless Alloys in Seawater and Other Chloride-Containing Aqueous Environments**](https://store.astm.org/g0078-95.html). ASTM International. ASTM G78-95, 1995.

ASTM G78-95 enthält Verfahren zur Ermittlung von Bedingungen, die wahrscheinlich Spaltkorrosion verursachen, sowie zum Vergleich der relativen Spaltkorrosionsbeständigkeit von nichtrostenden Legierungen auf Eisen- und Nickelbasis in festgelegten, chloridhaltigen wässrigen Umgebungen. Der Ausdruck „festgelegte Umgebungen“ ist von zentraler Bedeutung. Ein Ergebnis nach diesem Verfahren ist ein Beleg für eine definierte Exposition und Probenanordnung, jedoch kein allgemeingültiges Zertifikat für den Einsatz.

#### Zu erfassende Fragen zur Exposition

- **Chlorid** Wie gelangt Chlorid auf die Oberfläche, reichert sich dort an und verbleibt dort?
- **Temperatur** Welche normalen Temperaturen, Störfalltemperaturen und lokalen Wärmenesttemperaturen treten auf?
- **Sauerstoff** Wo unterscheidet sich der Sauerstoffzutritt über das Bauteil hinweg?
- **Geometrie** Wo befinden sich Dichtungen, Überlappungsverbindungen, Gewinde, Ablagerungen oder Auflagekontakte?
- **Spannung** Welche verbleibenden Zugspannungen aus Eigenspannungen, Belastung oder Wärme bestehen?
- **Wartung** Kann die Oberfläche entwässert, gereinigt und überprüft werden?

Eine praktische Auswahl fragt daher, wo sich Wasser sammelt, ob Ablagerungen trocknen und erneut benetzt werden, wie Chlorid eindringt, welche Temperaturen auftreten, ob der Sauerstoffzutritt über die Oberfläche hinweg unterschiedlich ist und welche Spannungen nach der Fertigung verbleiben. Eine Anwendung im Küstenbereich kann, wie Leitfäden für Konstruktionsanwendungen mit nichtrostendem Stahl zeigen, die Wahl von 1.4401 oder einer geeigneten Duplexsorte gegenüber 1.4301 rechtfertigen, wenn Taumittel oder marine Ablagerungen zu erwarten sind. Ein abgedichteter Spalt kann dennoch eine Neukonstruktion, eine Entwässerung, ein anderes Verbindungsdetail oder eine andere Legierung erfordern.

#### Die Entscheidung in vier Teilen

Die Chemie bestimmt das Potenzial für Passivität; die Exposition beansprucht die Schicht; Fertigung und Spannung verändern die lokalen Bedingungen; die Konstruktion bestimmt, ob die Umgebung entfernt oder konzentriert wird.

Korrosionsbeständigkeit ist folglich ein Ergebnis des Gesamtsystems. Die chemische Zusammensetzung bestimmt das Potenzial zur Passivität; die Exposition beansprucht den Film; Fertigung und Spannung verändern die lokalen Bedingungen; die Konstruktion entscheidet darüber, ob die Umgebung entfernt werden kann oder sich konzentriert. Eine Sortenauswahl ist nur dann fundiert, wenn alle vier Aspekte gemeinsam betrachtet werden.

## Die Metallurgie hinter Passivität und lokalisiertem Angriff

Nichtrostender Stahl ist korrosionsbeständig, weil sich auf seiner Oberfläche ein dünner, chromreicher Oxidfilm bilden kann. Dieser passive Film ist nur wenige Nanometer dick, trennt das Metall jedoch von Wasser, gelöstem Sauerstoff und aggressiven Ionen. Passivität ist kein dauerhafter Schutzschild. Chlorid kann Schwachstellen im Film durchdringen, und ein kleiner beschädigter Bereich kann anodisch werden, während die umgebende passive Oberfläche als Kathode wirkt. Das Ergebnis ist ein lokalisierter Angriff: ein Lochfraß oder Spalt, der sich vertiefen kann, während die sichtbare Oberfläche weitgehend unverändert bleibt. \[4\] \[4\] [**Corrosion mechanisms in stainless steel**](https://bssa.org.uk/bssa_articles/technical-library-principles-of-corrosion-mechanisms-page1/). British Stainless Steel Association. BSSA technical library.

Die British Stainless Steel Association nennt Lochfraß, Spaltkorrosion, interkristalline Korrosion, Spannungsrisskorrosion, galvanische Korrosion und allgemeine Korrosion als wesentliche Mechanismen, die nichtrostende Stähle beeinträchtigen. Jeder dieser Mechanismen hängt von mehr als der nominellen chemischen Zusammensetzung einer Güte ab. Temperatur, Chloridkonzentration, Säuregrad, Sauerstoffversorgung, Ablagerungen, Oberflächenrauheit, Eigenspannungen, thermische Schweißgeschichte und Spaltgeometrie beeinflussen gemeinsam, ob die Passivität bestehen bleibt.

#### Rollen der wichtigsten Legierungselemente

Chrom

Fördert die Bildung der chromreichen Passivschicht.

Molybdän

Verbessert die Beständigkeit gegen chloridinduzierten Lochfraß und Spaltkorrosion.

Stickstoff

Trägt zur Lochfraßbeständigkeit bei und verfestigt austenitische sowie Duplexstähle.

Nickel

Stabilisiert den Austenit und unterstützt Duktilität und Zähigkeit.

### Chrom, Molybdän, Stickstoff und Nickel

Chrom ist das Element, das nichtrostendem Stahl seine Fähigkeit zur Bildung eines passiven Films verleiht. In praxisüblichen nichtrostenden Stahlsorten fördert Chrom einen mit Chromverbindungen angereicherten Oxidfilm, der einen besseren Schutz bietet als die Eisenoxide, die sich auf gewöhnlichem Kohlenstoffstahl bilden. Eine Erhöhung des Chromgehalts verbessert im Allgemeinen die Beständigkeit gegen allgemeine Korrosion und Lochfraß, doch der nominelle Prozentsatz beschreibt nicht den gesamten Zustand der Oberfläche. Eine neben einer Schweißnaht zurückgebliebene Anlassfarbe, eingebettete Eisenpartikel, Verunreinigungen durch Schleifen oder eine raue, mechanisch beschädigte Oberfläche können Stellen schaffen, an denen der Film weniger schützend ist, als es die Zusammensetzung des Grundwerkstoffs vermuten ließe.

Molybdän erhöht die Beständigkeit gegen chloridinduzierten Lochfraß und Spaltkorrosion. Seine Wirkung ist besonders wichtig, nachdem ein Lochfraß oder Spalt begonnen hat, sich anzusäuern. Die lokale Chemie im Inneren eines Lochfraßes unterscheidet sich deutlich von der umgebenden Lösung: Metallionen reichern sich an, Hydrolyse senkt den pH-Wert, und Chlorid wandert in den aktiven Bereich, um das Ladungsgleichgewicht aufrechtzuerhalten. Molybdänhaltige Legierungen vertragen diese aggressive lokale Chemie im Allgemeinen besser als vergleichbare Legierungen, die nur Chrom enthalten. Das macht sie jedoch nicht immun. Eine stagnierende, heiße Chloridlösung in einer engen Verbindung kann eine molybdänhaltige Güte angreifen, während eine offene, saubere Oberfläche in derselben Lösung passiv bleibt.

Stickstoff trägt zur Lochfraßbeständigkeit bei und erhöht außerdem die Festigkeit austenitischer und Duplexstähle. In Duplexgüten unterstützt Stickstoff während der Verarbeitung die Stabilisierung des Austenits und ein kontrolliertes Gleichgewicht zwischen Austenit und Ferrit. Seine günstige Wirkung spiegelt sich in der als PREN bezeichneten Formel für die Lochfraßbeständigkeitszahl wider, die von der International Molybdenum Association (IMOA) für austenitische und Duplexstähle verwendet wird:

**PREN = %Cr + 3.3(%Mo + 0.5%W) + 16%N**

Der Koeffizient für Stickstoff ist groß, doch Stickstoff ist nicht einfach ein Ersatz für jedes andere Legierungselement. Seine zweckmäßige Konzentration wird durch Löslichkeit, Phasengleichgewicht und Herstellungsbedingungen begrenzt. Ein überhöhter oder unzureichend kontrollierter Stickstoffgehalt kann zur Porosität oder zur unerwünschten Bildung von Nitriden beitragen, während ein zu niedriger Stickstoffgehalt in einer Duplexschweißnaht das Phasengleichgewicht stören und die Beständigkeit gegen lokalisierte Korrosion vermindern kann.

Nickel hat eine andere Hauptfunktion. Es stabilisiert den Austenit, unterstützt Duktilität und Zähigkeit und beeinflusst das elektrochemische Verhalten der passiven Oberfläche. Nickel geht nicht in die IMOA-PREN-Formel ein, da PREN hauptsächlich zur Abschätzung der relativen Beständigkeit gegen Chloridlochfraß anhand von Chrom, Molybdän, Wolfram und Stickstoff dient. Eine nickelreiche Legierung kann daher Korrosionseigenschaften aufweisen, die durch einen einfachen PREN-Vergleich nicht erfasst werden, insbesondere wenn reduzierende Säuren, ätzende Lösungen oder Spannungsrisskorrosion beteiligt sind.

### Lochfraßbeständigkeit und PREN

PREN ist eine nützliche überschlägige Berechnung, jedoch keine Vorhersage der Lebensdauer im Einsatz. Höhere Werte weisen auf eine höhere relative Lochfraßbeständigkeit in chloridhaltigen Umgebungen hin, sofern die Güten unter relevanten und einigermaßen vergleichbaren Bedingungen miteinander verglichen werden. Die Zahl beschreibt weder die Spaltgeometrie, die Schweißnahtqualität, Einschlüsse, die Oberflächenbeschaffenheit, die Chloridaktivität, die Temperatur noch die Expositionsdauer. Über die Beständigkeit gegen Schwefelsäure, Ameisensäure, starke Laugen, Erosionskorrosion oder chloridinduzierte Spannungsrisskorrosion sagt sie ebenfalls wenig aus.

World Stainless veranschaulicht die Rangordnungsfunktion, stellt sie jedoch nicht als allgemeingültige Regel dar. Die Leitlinie von 2025 zu Böden und Beton nennt PRE-Werte von 19 für 1.4301, 25 für 1.4401 und 1.4521 sowie 34 für Duplex 1.4462. Dasselbe Dokument betont, dass bei Anwendungen im Erdreich die Chloridkonzentration, der spezifische Bodenwiderstand und der pH-Wert berücksichtigt werden müssen. Ein Boden, in dem eine Güte mit höherem berechnetem PREN eingesetzt wird, kann dennoch einen Angriff verursachen, wenn ein feuchter, sauerstoffarmer Spalt Chloride an einer verunreinigten oder unzureichend bearbeiteten Oberfläche festhält.

Der praktische Unterschied zwischen Lochfraß und Spaltkorrosion ist von Bedeutung. Lochfraß beginnt nach einem lokalen Zusammenbruch des Films auf einer exponierten Oberfläche. Spaltkorrosion entwickelt sich in abgeschirmten Zwischenräumen unter Unterlegscheiben, Überlappungsverbindungen, Ablagerungen, Dichtungen oder in schlecht entwässerten Geometrien. Die British Stainless Steel Association erklärt, dass Spaltkorrosion dort beginnt, wo die Sauerstoffverfügbarkeit äußerst gering ist. Im Spalt erzeugen Sauerstoffverarmung und Hydrolyse Bedingungen, die eine aktive anodische Zone aufrechterhalten. Das ASM Handbook beschreibt den Vorgang als Zusammenspiel gekoppelter elektrochemischer Reaktionen, homogener chemischer Reaktionen und Stofftransports; Werkstoff, Umgebung und Spaltgeometrie wirken daher gemeinsam.

ASTM G78-95 beschreibt Verfahren zur Ermittlung von Bedingungen, die wahrscheinlich Spaltkorrosion verursachen, sowie zum Vergleich der relativen Spaltkorrosionsbeständigkeit von nichtrostenden Eisen- und Nickelbasislegierungen in bestimmten chloridhaltigen wässrigen Umgebungen. Diese Einschränkung ist wichtig. Ein Prüfergebnis, das für eine definierte Chloridlösung, Temperatur, Expositionsdauer und einen bestimmten Spaltbildner ermittelt wurde, sollte nicht in eine allgemeingültige Rangfolge für jedes Werk, jede Offshore-Konstruktion oder jede im Erdreich verlegte Installation umgewandelt werden.

World Stainless ordnet niedrige Auswahlbewertungen dem Typ 304/304L, mittlere Bedingungen dem Typ 316/316L oder 444, schwerwiegendere Bedingungen dem Typ 317L und hochaggressiven Umgebungen Güten wie 904L, Superduplex- und 6-%-Molybdänlegierungen zu. Diese Gruppierungen dienen als Auswahlhilfe und stellen keine Erlaubnis dar, die Konstruktion zu vernachlässigen. Entwässerung, Abdichtung von Verbindungen, Reinigung, Bearbeitung von Schweißnähten und die Kontrolle der thermischen Belastung können darüber entscheiden, ob eine Güte annähernd ihre erwartete Beständigkeit erreicht.

![Korrosionsmechanismen von Edelstahl und Auswahl der Werkstoffgüte](/images/uploads/cdabaaf7-7730-4186-a12f-a2fcf072e09d/wiki-inline-polished-stainless-steel-microstructures-showing-austenitic-grains-ferritic-grai-1920x1920.jpg)[](/images/uploads/cdabaaf7-7730-4186-a12f-a2fcf072e09d/wiki-inline-polished-stainless-steel-microstructures-showing-austenitic-grains-ferritic-grai-1920x1920.avif "Bild vergrößern — Korrosionsmechanismen von Edelstahl und Auswahl der Werkstoffgüte")Microstructure affects localized corrosion, welding response and stress-corrosion behavior.

### Austenitische, ferritische und Duplex-Mikrostrukturen

Profil der austenitischen Werkstofffamilie

Qualitatives Profil für gebräuchliche austenitische nichtrostende Stähle; die Einstufungen zeigen eine relative Gewichtung und keine gemessenen Bewertungen.

Austenitische nichtrostende Stähle, einschließlich Typ 304/304L und Typ 316/316L, weisen bei Betriebstemperatur eine kubisch-flächenzentrierte austenitische Matrix auf. Nickel stabilisiert diese Struktur typischerweise, während Chrom, Molybdän und Stickstoff die Passivität und Festigkeit beeinflussen. Ihre Duktilität und Zähigkeit sind bei gefertigten Anlagen von großem Wert, doch Kaltverformung kann bei bestimmten Zusammensetzungen verformungsinduzierten Martensit erzeugen. Dieses umgewandelte Material kann sich während lokalisierter Korrosion oder bei einer Belastung durch Spannungsrisskorrosion anders verhalten als der umgebende Austenit.

Ferritische nichtrostende Stähle besitzen eine kubisch-raumzentrierte ferritische Matrix und enthalten im Vergleich zu gängigen austenitischen Güten im Allgemeinen wenig oder kein Nickel. Typ 444 kombiniert beispielsweise eine ferritische Struktur mit maßgeblichen Zusätzen von Chrom und Molybdän. Ferritische Güten vermeiden das Problem des verformungsinduzierten Martensits, das bei einigen metastabilen austenitischen Stählen auftritt, und weisen eine nützliche Beständigkeit gegen chloridinduzierte Spannungsrisskorrosion auf. Dennoch müssen thermische Zyklen beim Schweißen, Kornvergröberung und Sensibilisierungsrisiken weiterhin kontrolliert werden. Ihre Zähigkeit und ihr Fertigungsverhalten hängen ebenfalls stark von der Zusammensetzung und der Wanddicke ab.

Duplexstähle enthalten sowohl Ferrit als auch Austenit. Die Güte 1.4462, je nach Produktchemie und Spezifikation häufig als [UNS S31803](/de/werkstoffe/werkstoff-nr/1.4462 " — Zusammensetzung, Entsprechungen und Normen")/S32205 bezeichnet, ist eine weit verbreitete Duplexzusammensetzung. Ihr Korrosionsverhalten hängt vom Phasengleichgewicht und davon ab, dass Chrom, Molybdän und Stickstoff in beiden Phasen verfügbar bleiben. Unsachgemäßes Lösungsglühen, langsames Abkühlen oder eine übermäßige Wärmeeinbringung beim Schweißen können Chromnitride, Sigma-Phase oder andere intermetallische Phasen erzeugen. Diese binden Legierungselemente lokal und können angrenzende Bereiche verarmen lassen, wodurch die Beständigkeit gegen Lochfraß und interkristalline Korrosion abnimmt, obwohl die Analyse des Gesamtwerkstoffs unverändert bleibt.

Einschlüsse stellen eine weitere lokale Einflussgröße dar. Sulfideinschlüsse, Oxidpartikel und Fertigungsrückstände können den passiven Film unterbrechen und als Ausgangsstellen für Lochfraß wirken. Das Schweißen bringt zusätzliche Probleme mit sich: Anlassfarbe, Oxidation, Entmischung und ein verändertes Phasengleichgewicht. Beizen, Passivieren, ein geeignetes Schutzgas und die Entfernung eingebetteter Eisenpartikel können eine gleichmäßigere Oberfläche wiederherstellen. Eine ungeeignete Spaltkonstruktion oder ein Einsatz der Legierung außerhalb ihrer Umgebungsgrenzen lässt sich durch eine Oberflächenbehandlung jedoch nicht korrigieren.

Spannungen eröffnen einen weiteren Versagensmechanismus. Die British Stainless Steel Association erklärt, dass Spannungsrisskorrosion Zugspannungen zusammen mit bestimmten Umgebungsfaktoren voraussetzt. Eigenspannungen durch das Schweißen, Dehnungen infolge der Kaltumformung und äußere Belastungen können daher bei vorhandenen heißen Chloridlösungen ebenso wichtig sein wie die nominelle Güte. Die Auswahl der Güte muss die chemische Zusammensetzung mit der Mikrostruktur, dem Fertigungsverfahren und der Betriebsgeometrie verknüpfen. PREN hilft bei der Ermittlung der relativen Lochfraßbeständigkeit; es ersetzt jedoch nicht diese technische Bewertung.

## Allgemeine Korrosion und gleichmäßiger Metallverlust

Allgemeine Korrosion ist die vergleichsweise gleichmäßige Auflösung von Metall über eine exponierte Oberfläche hinweg. Wenn eine Wand aus nichtrostendem Stahl über ihre benetzte Fläche ungefähr mit derselben Rate Material verliert, kann das Ergebnis als durchschnittliche Dickenabnahmerate geschätzt werden, die häufig in mm/Jahr angegeben wird. Die Oberfläche kann anlaufen, rau werden oder ihre ursprüngliche Beschaffenheit verlieren, doch klar abgegrenzte Löcher oder schmale Angriffszonen bestimmen den Schaden nicht.

Dieser Mechanismus unterscheidet sich von lokalisierter Korrosion. Lochkorrosion entfernt Metall aus kleinen Bereichen und kann ein Bauteil perforieren, während die durchschnittliche Wanddicke nahezu unverändert bleibt. Spaltkorrosion konzentriert den Angriff unter Dichtungen, Überlappungsverbindungen, Ablagerungen und Schrauben- oder Nietköpfen. Interkristalline Korrosion folgt anfälligen Korngrenzen, während Spannungsrisskorrosion Risse bei nur geringem allgemeinem Metallverlust erzeugen kann. Die British Stainless Steel Association führt Lochkorrosion, Spaltkorrosion, interkristalline Korrosion, Spannungsrisskorrosion, galvanische Korrosion und allgemeine Korrosion als wesentliche Mechanismen auf, die nichtrostende Stähle beeinflussen. Die Auswahl einer Güte kann daher nicht auf einer einzigen Bezeichnung wie „Korrosionsbeständigkeit“ beruhen.

Nichtrostende Stähle widerstehen allgemeiner Korrosion, weil Chrom die Bildung eines dünnen passiven Oxidfilms unterstützt. Dieser Film ist kein dauerhafter Schutzschild. Säuregehalt, reduzierende Bedingungen, Halogenidionen, Temperatur, Verunreinigungen, Wärmeeintrag beim Schweißen, Oberflächenablagerungen und stehende Lösungen können die Repassivierung verhindern oder die Auflösungsgeschwindigkeit des Metalls erhöhen. Die Korrosionsleitlinien von Outokumpu behandeln die Legierungschemie und die Einsatzbedingungen als miteinander verknüpfte Variablen: Chrom, Nickel, Molybdän, Stickstoff und Kupfer beeinflussen die Passivität und die Säurebeständigkeit, doch die umgebende Lösung entscheidet darüber, ob diese Vorteile wirksam bleiben.

### Einwirkung saurer und alkalischer Medien

Der Einsatz in Säuren muss durch mehr als nur den pH-Wert beschrieben werden. Schwefelsäure, Salzsäure, Salpetersäure, Phosphorsäure und organische Säuren führen zu unterschiedlichen Reaktionen mit nichtrostendem Stahl. Eine Lösung mit niedrigem pH-Wert, die eine oxidierende Spezies enthält, kann die Passivierung unterstützen, während eine weniger oxidierende Säure den passiven Film auflösen und einen schnellen allgemeinen Angriff verursachen kann. Salzsäure ist besonders problematisch, weil Chlorid den Film destabilisieren und lokalisierte Korrosion fördern kann, selbst wenn die durchschnittliche Auflösungsrate moderat erscheint.

Die Säurekonzentration kann sowohl den Mechanismus als auch die Geschwindigkeit verändern. Nichtrostender Stahl kann eine verdünnte oxidierende Säure tolerieren, bei mittlerer Konzentration jedoch schnell angegriffen werden und sich bei sehr hoher Konzentration aufgrund veränderter Leitfähigkeit, Wasseraktivität und Reaktionsprodukte wiederum anders verhalten. Schwefelsäure ist ein Standardbeispiel: Die Leistungsfähigkeit einer Legierung hängt stark von Konzentration, Temperatur, Belüftung und Verunreinigungen wie Chloriden oder Fluoriden ab. Ein Tabelleneintrag für „Schwefelsäure“ ohne diese Angaben ist keine Vorhersage für die Eignung im Betrieb.

Austenitische Güten wie Typ 304L und Typ 316L sind beim Einsatz in Säuren nicht austauschbar. Typ 316L, entsprechend UNS S31603 und üblicherweise als 1.4404 bezeichnet, enthält Molybdän zur verbesserten Beständigkeit gegen chloridunterstützte lokalisierte Angriffe; Molybdän macht den Stahl jedoch nicht allgemein beständig gegen reduzierende Säuren. Höher legierte Güten, darunter 904L, können in Betracht gezogen werden, wenn Schwefelsäure- oder Mischsäurebedingungen eine höhere Beständigkeit erfordern. Ihre Eignung hängt jedoch weiterhin von Konzentration und Temperatur ab.

Alkalische Lösungen stellen gewöhnlich ein geringeres Risiko für allgemeine Korrosion dar als starke Säuren, doch „alkalisch“ bedeutet nicht harmlos. Konzentrierte Natronlauge oder Kalilauge kann bei erhöhter Temperatur allgemeine Auflösung, Laugenrissbildung oder andere Formen umgebungsunterstützter Schädigung verursachen. Austenitische nichtrostende Stähle können unter heißen, konzentrierten alkalischen Bedingungen ebenfalls Spannungsrisskorrosion erleiden, wenn Zugspannungen vorhanden sind. Die BSSA erklärt, dass Spannungsrisskorrosion Zugspannungen zusammen mit bestimmten Umweltfaktoren voraussetzt; die Beseitigung von Eigenspannungen oder aufgebrachten Spannungen kann daher ebenso wichtig sein wie ein Wechsel der Güte.

Ferritische und Duplex-Güten erfordern eine gesonderte Bewertung. Ihr Chromgehalt kann in vielen alkalischen Einsatzbereichen die Passivität unterstützen, während ihr geringerer Nickelgehalt das Phasengleichgewicht und das Verhalten bei der Fertigung verändert. Geschweißte Bereiche, Wärmeeinflusszonen und Kohlenstoffverunreinigungen können sich anders verhalten als das Grundblech. Die Auswahlleitlinien von ESDEP behandeln daher den Fertigungszustand, Konstruktionsdetails und die Prüfung als Bestandteile der Korrosionskontrolle und nicht als von der Güteauswahl getrennte Themen.

### Auswirkungen von chemischer Konzentration und Temperatur

Konzentration und Temperatur wirken zusammen. Eine Temperaturerhöhung beschleunigt gewöhnlich elektrochemische Reaktionen, steigert die Diffusion und verkürzt die Zeit, die erforderlich ist, damit ein Defekt bedeutsam wird. Sie kann außerdem die Löslichkeit von Sauerstoff verringern und die Stabilität des passiven Films verändern. Eine Güte, die sich in einer kühlen, nur zeitweise benetzten Lösung zufriedenstellend verhält, kann im selben Medium, das kontinuierlich bei 80 °C gehalten wird, einem schnellen Angriff ausgesetzt sein.

Die Einwirkungsdauer ist ebenso wichtig. Ein kurzer Kontakt im Labor kann eine akzeptable Oberfläche zeigen, während durch monatelange Verdunstung und Nachspeisung Chloride unter einer Ablagerung aufkonzentriert werden können. Wiederholte Befeuchtung und Trocknung hinterlässt Salzrückstände; eine dem Anschein nach milde Hauptlösung kann dadurch an einer Dichtung, einer Auflage oder einer Schweißnaht eine aggressive lokale Umgebung erzeugen. Unter vollständig eingetauchten Bedingungen gemessene Raten der allgemeinen Korrosion repräsentieren solche Zyklen möglicherweise nicht.

Die chemische Analyse sollte die wichtigsten Spezies und deren Bereiche erfassen: Chlorid in mg/L oder als Massenanteil, Säurekonzentration, pH-Wert, Oxidationsmittel, gelösten Sauerstoff, Fluoride, Schwefelverbindungen und Verunreinigungen. Außerdem sollten Temperaturbereich, Druck, Strömungsgeschwindigkeit, Verweilzeit, Benetzungsmuster, Reinigungschemikalien und Stillstandsbedingungen angegeben werden. „Korrosives Wasser“ ist keine ausreichende Spezifikation.

PREN veranschaulicht, warum die Zusammensetzung nützlich, aber nur begrenzt aussagekräftig ist. Die International Molybdenum Association gibt für die austenitische und die Duplex-Variante den Ausdruck „PREN = %Cr + 3.3(%Mo + 0.5%W) + 16%N“ an. Ein höherer Wert weist auf eine größere relative Lochkorrosionsbeständigkeit in chloridhaltigen Umgebungen hin; er berechnet weder eine Rate der gleichmäßigen Korrosion noch sagt er Rissbildung voraus oder legt eine Nutzungsdauer fest. Fertigung, Spaltgeometrie und Temperatur können eine einfache Rangfolge umkehren.

### Korrosionstabellen verwenden, ohne sie überzuinterpretieren

Korrosionstabellen sind Hilfsmittel für eine Vorauswahl und keine Garantien. Die Tabellen von Outokumpu und die Leitlinien von ESDEP sind nützlich, wenn die Legierung, die Lösungschemie und die Temperatur mit den veröffentlichten Bedingungen übereinstimmen. Eine Einstufung wie „gut“, „begrenzt“ oder „nicht empfohlen“ verdichtet Testdaten und Betriebserfahrungen gewöhnlich zu einer breiten Kategorie. Sie umfasst möglicherweise keine Schweißnähte, Oberflächenablagerungen, Spitzen der Chloridkonzentration, Veränderungen der Belüftung oder lange Einwirkungszeiten.

World Stainless veranschaulicht den relativen Charakter von Gütevergleichen in Böden und Beton. Die Leitlinie aus dem Jahr 2025 nennt PREN-Werte von 19 für 1.4301, 25 für 1.4401 und 1.4521 sowie 34 für Duplex 1.4462 und betont bei erdverlegten Anwendungen die Bedeutung von Chloridkonzentration, Bodenwiderstand und pH-Wert. Dieselbe Quelle ordnet niedrige Auswahlwerte Typ 304/304L, mittlere Bedingungen Typ 316/316L oder 444, schwerwiegendere Bedingungen Typ 317L und hochaggressive Umgebungen 904L, Superduplex- sowie 6-%-Molybdän-Legierungen zu. Dies sind Auswahlhinweise und keine universell gültigen Grenzwerte.

Für die Einwirkung an Küsten oder durch Streusalz weist die Konstruktionsleitlinie für nichtrostende Baustähle 1.4401 oder geeignete Duplex-Güten als vorzugswürdig gegenüber 1.4301 aus, weil Chloridablagerungen und Benetzung lokalisierte Angriffe wahrscheinlicher machen. ASTM G78-95, herausgegeben im Jahr 1995, enthält Verfahren zur Ermittlung von Bedingungen, die wahrscheinlich Spaltkorrosion verursachen, sowie zum Vergleich nichtrostender Legierungen in festgelegten chloridhaltigen wässrigen Umgebungen. Diese Formulierung ist wichtig: Die Prüfung gilt für definierte Bedingungen.

Eine belastbare tabellenbasierte Entscheidung dokumentiert die genaue Gütebezeichnung, die Produktform, die Wärmebehandlung, den Schweißzustand, die Zusammensetzung der Lösung, Konzentration, Temperatur und Einwirkungsdauer. Anschließend wird geprüft, ob das vorherrschende Risiko in gleichmäßiger Korrosion oder in einem lokalisierten Mechanismus besteht. Ohne diese Informationen sagt die Aussage „nichtrostender Stahl ist beständig“ zu wenig aus, um eine Konstruktion zu begründen.

## Lochfraßkorrosion in chloridhaltigen Umgebungen

### Initiierung und Ausbreitung von Lochfraß

Lochfraß ist eine örtlich begrenzte Form der Korrosion, bei der ein normalerweise schützender Passivfilm an kleinen Stellen der Oberfläche zusammenbricht. Nichtrostender Stahl bleibt passiv, weil sich an Luft oder in Wasser rasch ein chromreiches Oxid bildet; dieser Film ist jedoch keine unveränderliche Barriere. Ein Chloridion kann sich an einer Schwachstelle, einer Bearbeitungsspur, einem Sulfideinschluss, einem schweißbedingten Oberflächenfehler oder unter einer Ablagerung adsorbieren, unter der sich die Oberflächenchemie von der des umgebenden Metalls unterscheidet. Sobald der Film örtlich versagt, löst sich Metall von einer sehr kleinen anodischen Fläche, während die umgebende passive Oberfläche als große Kathode wirkt.

Die daraus entstehende Mulde kann anfangs mikroskopisch klein sein und dennoch ein ernstes ingenieurtechnisches Problem verursachen. Gelöste Metallionen hydrolysieren in der Mulde und erzeugen Säure. Chloridionen wandern zum Ladungsausgleich in die Mulde und bilden lösliche Metallchlorid-Spezies. Dadurch wird die Mulde saurer und chloridreicher als die ungestörte Lösung. Es handelt sich um einen autokatalytischen Prozess: Die durch die anfängliche Auflösung entstandene Chemie erschwert die Repassivierung und beschleunigt die weitere Auflösung. Eine Mulde kann sich unter einer scheinbar intakten Oberfläche in die Tiefe ausbreiten, sodass eine Sichtprüfung die verbleibende Wanddicke unterschätzen kann.

Die Initiierung und die Ausbreitung von Lochfraß sind miteinander verbundene, jedoch unterschiedliche Vorgänge. An einer Oberfläche kann es zu einem kurzzeitigen Filmriss kommen, woraufhin eine Repassivierung ohne messbare Schädigung erfolgt. Die Ausbreitung beginnt, wenn die örtlichen elektrochemischen Bedingungen ausreichend aggressiv bleiben, um die saure und chloridangereicherte Umgebung aufrechtzuerhalten. Temperatur, Potenzial, Oberflächenzustand und Stofftransport beeinflussen diesen Übergang. Die kritische Lochfraßtemperatur, die häufig anhand eines genormten Prüfverfahrens bestimmt wird, ist daher ein vergleichendes Prüfergebnis und kein fester Betriebsgrenzwert für jedes Bauteil.

Die Geometrie kann eine kleine Mulde in ein umfassenderes Korrosionsproblem verwandeln. Dichtungen, Überlappungsverbindungen, Ablagerungen, Schweißaufsätze und Gewindeverbindungen halten Chloridlösung zurück und schränken den Sauerstofftransport ein. Die British Stainless Steel Association bezeichnet Spaltkorrosion als einen der wichtigsten Korrosionsmechanismen bei nichtrostendem Stahl und erklärt, dass sie dort beginnt, wo die Sauerstoffverfügbarkeit äußerst gering ist. Ein Spalt kann daher auch dann eine unterschiedliche Belüftung, Ansäuerung und Chloridkonzentration begünstigen, wenn die außerhalb des Spalts freiliegende Oberfläche blank bleibt. ASTM G78-95 beschreibt Verfahren zur Ermittlung von Bedingungen, die voraussichtlich Spaltkorrosion verursachen, sowie zum Vergleich der relativen Spaltkorrosionsbeständigkeit von nichtrostenden Eisen- und Nickelbasislegierungen in festgelegten chloridhaltigen wässrigen Umgebungen. Die Ergebnisse ersetzen nicht die Notwendigkeit, die tatsächliche Konstruktion der Verbindung zu bewerten.

Diese Unterscheidung ist bei Inspektion und Schadensanalyse von Bedeutung. Ein Bauteil kann einzelne Mulden, einen großflächigen Spaltangriff oder beides aufweisen. Die Korrosion nichtrostender Stähle ist nicht auf Lochfraß beschränkt: Die British Stainless Steel Association führt außerdem interkristalline Korrosion, Spannungsrisskorrosion, galvanische Korrosion und allgemeine Korrosion als wichtige Mechanismen auf. Spannungsrisskorrosion erfordert beispielsweise Zugspannung zusammen mit bestimmten Umweltfaktoren; ein höherer Wert der Lochfraßbeständigkeit schließt eine Rissbildung nicht eigenständig aus.

### Chlorid, Temperatur, Säuregrad und oxidierende Bedingungen

Chlorid ist der bekannteste Auslöser, weil es Passivfilme durchdringen oder destabilisieren kann und sich in Verdunstungszonen, Spalten und Oberflächenablagerungen leicht anreichert. Meerwasser, Streusalz, Sole, chloriertes Prozesswasser, Reinigungsrückstände und kontaminierter Beton können Chlorid liefern. Die Chloridkonzentration im Gesamtmedium ist nur ein Teil der Belastung. Ein Nass-Trocken-Zyklus kann Salz zurücklassen, wenn Wasser verdunstet, während eine schlecht entwässerte waagerechte Oberfläche über lange Zeit einen konzentrierten Elektrolyten aufrechterhalten kann. Die Leitlinien von World Stainless für eingegrabenen nichtrostenden Stahl verlangen ausdrücklich die Berücksichtigung von Chloridkonzentration, Bodenwiderstand und pH-Wert, anstatt die Bodenexposition als eine einheitliche Kategorie zu behandeln.

Die Temperatur erhöht im Allgemeinen die Geschwindigkeit elektrochemischer Reaktionen und verringert die Sicherheitsmarge gegenüber der Initiierung von Lochfraß. Eine Stahlsorte, die in kühlem, sauberem Wasser passiv bleibt, kann bei derselben nominellen Chloridkonzentration und höherer Temperatur Lochfraß entwickeln. Wärme verstärkt außerdem die Verdunstung und kann Salze im Bereich von Wasserlinien, Isolationsrändern und Anlagendächern konzentrieren. Daher besitzt ein angegebener Chloridwert ohne Angaben zu Temperatur und Befeuchtungsverlauf nur begrenzte Aussagekraft für Vorhersagen.

Das Lochfraßrisiko hängt von miteinander wechselwirkenden Expositionsvariablen ab und nicht allein von der Chloridkonzentration. Strong evidence

Ein niedriger pH-Wert erschwert die örtliche Reparatur des Films und fördert die Metallauflösung, sobald sich eine Mulde gebildet hat. Ein niedriger pH-Wert kann durch das Prozessmedium selbst, saures Kondensat, Hydrolyse innerhalb einer Mulde oder auf einer Oberfläche abgelagerte Schadstoffe entstehen. Schadstoffe sind auch dann relevant, wenn sie nur in kleinen Mengen vorhanden sind: Sulfide, industrielle Abgase, Staub, maritime Ablagerungen sowie Rückstände aus Fertigung oder Reinigung können Feuchtigkeit zurückhalten oder die örtliche Chemie verändern. Das Konstruktionshandbuch für nichtrostende Baustähle nennt Chloridgehalt, Temperatur, Schadstoffe, Säuregrad, Oxidationsmittel und Sauerstoff als Faktoren, die den Lochfraß beeinflussen. Diese Variablen wirken zusammen und nicht wie voneinander unabhängige Schalter.

Oxidierende Bedingungen müssen sorgfältig interpretiert werden. Eine oxidierende Lösung kann das Korrosionspotenzial in einen Bereich erhöhen, in dem ein Zusammenbruch des Passivfilms wahrscheinlicher wird, insbesondere bei Vorhandensein von Chlorid. Gelöster Sauerstoff unterstützt außerdem die für die Korrosion außerhalb einer aktiven Mulde erforderliche kathodische Reaktion und erzeugt im Bereich von Ablagerungen und Spalten Unterschiede in der Sauerstoffkonzentration. Ein vollständig sauerstoffarmer Spalt verhält sich jedoch anders als eine freiliegende Oberfläche: Der eingeschränkte Sauerstoffzutritt kann den normalen passiven Zustand im Inneren des Spalts zerstören, während die Außenfläche kathodisch bleibt. Chlorhaltige Oxidationsmittel, Eisen(III)-Ionen und andere stark oxidierende Spezies können besonders anspruchsvoll sein. Ihre Wirkung wird durch Wasserchemie, Strömung, Ablagerungen und die Geometrie des Bauteils bestimmt.

Die Fertigung bringt eine weitere Gruppe von Variablen hinzu. Anlauffarben auf einer Schweißnaht können eine chromverarmte oder unzureichend schützende Oxidschicht enthalten; eingetragenes Eisen von Werkzeugen aus Kohlenstoffstahl kann Rostflecken und örtliche galvanische Bereiche erzeugen; raue Schleifspuren können Chlorid zurückhalten. Beizen, Passivieren, sauberes Handling und das Entfernen von Schweißverunreinigungen sind Maßnahmen zur Korrosionskontrolle und keine kosmetischen Behandlungen. Die Konstruktion ist ebenso wichtig. Entwässerung, leicht zu reinigende Oberflächen, die Vermeidung stagnierender Bereiche und ordnungsgemäß verdichtete Dichtungen verringern die örtlichen Konzentrationseffekte, die den Angriff auslösen.

### Warum die Lochfraßbeständigkeit nicht mit Immunität gleichzusetzen ist

Die Pitting Resistance Equivalent Number, kurz PREN, ist eine nützliche Möglichkeit, die Legierungschemie für chloridhaltige Betriebsbedingungen zu vergleichen. Die International Molybdenum Association gibt für austenitische und Duplexstähle folgenden Ausdruck an:

**PREN = %Cr + 3.3(%Mo + 0.5%W) + 16%N**

Chrom unterstützt die Passivität, Molybdän verbessert die Beständigkeit gegen örtlich begrenzten Zusammenbruch und die Repassivierung, und Stickstoff trägt wesentlich zum berechneten Wert bei. Die Kennzahl ist für eine Vorauswahl von Stahlsorten praktisch, stellt jedoch keine Vorhersage der Nutzungsdauer dar. Unterschiedliche Produktformen, Wärmebehandlungen, Oberflächenbearbeitungen, Schweißzonen, Einschlüsse, Temperaturen, Chloridaktivitäten und Prüfverfahren können bei Legierungen mit ähnlicher berechneter PREN zu unterschiedlichen Leistungen führen. Der Ausdruck beschreibt außerdem weder die Spaltgeometrie noch Eigenspannungen, Ablagerungen oder Wartung.

World Stainless nennt in seinen Leitlinien von 2025 zu Böden und Beton folgende Richtwerte für PRE: 19 für EN 1.4301, 25 für EN 1.4401 und EN 1.4521 sowie 34 für den Duplexstahl EN 1.4462. Diese Werte zeigen die Wirkung der Legierungschemie auf klare vergleichende Weise. EN 1.4301, üblicherweise mit Type 304 in Verbindung gebracht, enthält keinen gezielten Molybdänzusatz und weist eine geringere berechnete Beständigkeit gegen Chloridlochfraß auf als EN 1.4401, der üblicherweise mit Type 316 in Verbindung gebracht wird und Molybdän enthält. EN 1.4521, üblicherweise mit Type 444 in Verbindung gebracht, erreicht den genannten Wert durch das Gleichgewicht von Chrom, Molybdän und Stickstoff. Duplexstahl EN 1.4462 verbindet einen beträchtlichen Chrom- und Molybdängehalt mit Stickstoff und weist von diesen vier Richtwerten den höchsten auf.

Der Vergleich bedeutet nicht, dass EN 1.4462 keinen Lochfraß entwickeln kann, dass EN 1.4301 immer versagen wird oder dass EN 1.4521 und EN 1.4401 unter allen Fertigungsbedingungen identisches Verhalten zeigen. World Stainless ordnet Type 304/304L niedrigen Auswahlwerten, Type 316/316L oder 444 mittleren Bedingungen, Type 317L stärker beanspruchten Bedingungen und Stahlsorten wie 904L, Superduplex- sowie 6-%-Molybdänlegierungen hochaggressiven Umgebungen zu. Dies ist ein Auswahlrahmen und keine universelle Grenze zwischen sicheren und unsicheren Chloridkonzentrationen.

Bei der Auslegung für den Betrieb muss PREN daher mit den Belastungs- und Konstruktionsdetails kombiniert werden. Küstennahe Spritzwasserzonen, Streusalz, warme Chloridlösungen und stagnierende Verbindungen verdienen in der Regel eine genauere Prüfung, als es ihre durchschnittliche Wasseranalyse vermuten lässt. Das Konstruktionshandbuch für nichtrostende Baustähle weist darauf hin, dass EN 1.4401 oder geeignete Duplexstähle bei Belastung durch Küstenatmosphäre oder Streusalz gegenüber EN 1.4301 bevorzugt werden sollten. Die endgültige Auswahl hängt jedoch weiterhin von Temperatur, Säuregrad, Schadstoffen, Sauerstoffzutritt, Oberflächenzustand, Schweißausführung und Entwässerung ab. Die Lochfraßbeständigkeit stellt eine Sicherheitsmarge gegenüber einem bestimmten Versagensmechanismus dar. Sie ist keine Immunität.

## Spaltkorrosion: Die Geometrie kann eine geeignete Legierung überfordern

Eine Stahlsorte aus nichtrostendem Stahl kann Korrosion an einer offenen Oberfläche widerstehen und gleichzeitig im Inneren eines schmalen, feuchten Spalts einem schweren Angriff ausgesetzt sein. Dieser Widerspruch besteht nur scheinbar. Die Korrosionsbeständigkeit wird an der freiliegenden Oberfläche gemessen, ein Spalt erzeugt jedoch eine eigene elektrochemische Umgebung, deren Chemie sich im Verlauf des Angriffs verändert. Die Auswahl der Legierung bleibt insbesondere aufgrund des Gehalts an Chrom, Molybdän und Stickstoff wichtig; jedoch können Geometrie, Befeuchtung, Temperatur, Chloride, Ablagerungen, Fertigungszustand und Entwässerung darüber entscheiden, ob der Passivfilm stabil bleibt.

Die British Stainless Steel Association (BSSA) nennt Lochkorrosion, Spaltkorrosion, interkristalline Korrosion, Spannungsrisskorrosion, Kontaktkorrosion und allgemeine Korrosion als wesentliche Mechanismen, die rostfreie Stähle beeinträchtigen. Ihre Erklärung der Spaltkorrosion ist direkt: Die Initiierung erfolgt dort, wo die Sauerstoffverfügbarkeit extrem gering ist. Dadurch wird ein abgeschirmter Bereich zu mehr als einer schlecht belüfteten Variante der exponierten Oberfläche. Er wird zu einem anderen chemischen Reaktor.

![Korrosionsmechanismen von Edelstahl und Auswahl der Werkstoffgüte](/images/uploads/8c6048fc-f29c-4243-9c2b-7b117a2f724a/wiki-inline-a-stainless-steel-crevice-beneath-a-gasket-showing-oxygen-depletion-anodic-metal-1920x1094.jpg)[](/images/uploads/8c6048fc-f29c-4243-9c2b-7b117a2f724a/wiki-inline-a-stainless-steel-crevice-beneath-a-gasket-showing-oxygen-depletion-anodic-metal-1920x1094.avif "Bild vergrößern — Korrosionsmechanismen von Edelstahl und Auswahl der Werkstoffgüte")A shielded gap develops a different electrochemical environment from the exposed surface.

### Sauerstoffverarmung und Chemie in einem Spalt

Ein Spalt beginnt gewöhnlich als schmaler Bereich mit einem dünnen Elektrolytfilm. Der in dieser Flüssigkeit gelöste Sauerstoff wird durch die kathodische Reaktion auf der Metalloberfläche verbraucht:

O2+2⁢H2⁢O+4⁢e−→4⁢OH−

An der Spaltöffnung und auf der umgebenden exponierten Oberfläche kann Sauerstoff aus der Atmosphäre oder der strömenden Flüssigkeit nachgeliefert werden. Am geschlossenen Ende ist die Diffusion langsam. Die kathodische Reaktion verbraucht daher Sauerstoff schneller, als der Stofftransport ihn ersetzen kann. Der Spalt wird sauerstoffarm, während die Außenoberfläche vergleichsweise sauerstoffreich bleibt.

Belüftungselement **Belüftungselement** Eine elektrochemische Zelle, die entsteht, wenn Bereiche desselben Metalls unterschiedlich mit Sauerstoff versorgt werden, wobei der sauerstoffarme Bereich üblicherweise anodisch wird.

Dieser Unterschied bildet ein Belüftungselement mit unterschiedlicher Sauerstoffversorgung. Der sauerstoffarme Bereich unterstützt eine geringere kathodische Reaktion und wird gegenüber der exponierten Oberfläche anodisch. Eisen, Chrom und Nickel lösen sich an der anodischen Stelle:

M→Mn++ne−

Die freigesetzten Metallionen hydrolysieren im eingeschlossenen Elektrolyten. Beispielsweise können drei- und zweiwertige Eisenverbindungen an Reaktionen beteiligt sein, bei denen Wasserstoffionen entstehen und der pH-Wert sinkt. Chloridionen wandern in den Spalt, um die elektrische Neutralität aufrechtzuerhalten, während sich positiv geladene Metallionen anreichern. Die entstehende Lösung kann sauer und chloridreich sein – Bedingungen, welche den chromreichen Passivfilm destabilisieren. Sobald die lokale Auflösung einsetzt, nimmt der geschädigte Bereich mehr Strom auf, erzeugt mehr Metallionen und wird noch aggressiver.

Die Beschreibung von ASM behandelt Spaltkorrosion als gekoppelten Prozess, der elektrochemische Reaktionen, homogene chemische Reaktionen und Stofftransport umfasst. Diese Unterscheidung ist wichtig. Die elektrochemischen Reaktionen erzeugen gelöste Spezies; Hydrolyse und andere chemische Reaktionen verändern den Säuregrad und die Speziation; Diffusion, Migration und Konvektion bestimmen, was in den Spalt gelangt oder ihn verlässt. Eine Berechnung, die nur auf der Chloridkonzentration im Volumenmedium beruht, verfehlt diese Rückkopplung. Die Flüssigkeit außerhalb kann einen mäßigen Chloridgehalt aufweisen, während die Flüssigkeit in einem stagnierenden Spalt deutlich saurer und konzentrierter werden kann.

Stagnation verändert außerdem die Auswirkungen von Temperatur und Verdunstung. Eine warme Oberfläche beschleunigt die Reaktionskinetik und verringert die Sauerstofflöslichkeit des Wassers. Während der Trocknung konzentrieren sich gelöste Salze; bei der erneuten Benetzung kann die konzentrierte Sole mit einer Oberfläche in Kontakt kommen, die noch nicht vollständig repassiviert ist. Wiederholte Nass-Trocken-Zyklen sind insbesondere unter Ablagerungen und in horizontalen Verbindungen von Bedeutung. Sie können mehrere kurze, aggressive Einwirkungen erzeugen und nicht nur eine gleichmäßige Einwirkung, die durch einen Test mit Wasser im Volumenmedium dargestellt wird.

Die Werkstoffgüte bestimmt die Wahrscheinlichkeit und die Geschwindigkeit des Zusammenbruchs des Passivfilms, jedoch keine garantierte Lebensdauer für jede Geometrie. Die International Molybdenum Association gibt den allgemein verwendeten Ausdruck für austenitische und Duplexstähle an:

PREN=%⁢Cr+3.3⁢(%⁢Mo+0.5⁢%⁢W)+16⁢%⁢N

PREN ist für die Vorprüfung der relativen Beständigkeit gegen lokalisierte Korrosion nützlich, sagt jedoch nichts über die Einsatzdauer eines Bauteils voraus. Limited evidence

Ein höherer PREN weist in chloridhaltigen Umgebungen im Allgemeinen auf eine höhere relative Beständigkeit gegenüber der Initiierung von Loch- und Spaltkorrosion hin. Der PREN beschreibt jedoch weder die Spaltbreite noch die Chemie von Ablagerungen, Fertigungsfehler, Temperatur oder die Ausbreitung nach der Initiierung. Er ist ein Hilfsmittel zum Vergleich, keine Gleichung zur Berechnung der Gebrauchsdauer.

### Verschraubte Verbindungen, Dichtungen, Ablagerungen und Überlappungsverbindungen

Verschraubte Verbindungen erzeugen gleichzeitig mehrere mögliche Spalte: unter einer Unterlegscheibe, zwischen den Kontaktflächen, unter einem Schraubenkopf, um Gewinde herum und am Rand einer geklemmten Platte. Die Dichtheit ist keine einzelne Werkstoffeigenschaft. Eine Verbindung kann bei der Montage fest geklemmt sein und dennoch Rauheitstäler, unvollständigen Kontakt, Verformungen oder einen schmalen Weg enthalten, in dem Elektrolyt zurückgehalten wird. Ein sehr schmaler Spalt kann den Sauerstofftransport begrenzen und starke Konzentrationsgradienten erzeugen. Ein breiterer Spalt kann leichter entwässern; sein Verhalten hängt jedoch von der Ausrichtung, der Oberflächenrauheit und davon ab, ob Flüssigkeit zirkulieren kann.

Dichtungen können entweder die Einwirkung verringern oder die schwerwiegendste lokale Bedingung erzeugen. Eine durchgehende, chemisch kompatible Dichtung kann Wasser aus der Verbindung fernhalten. Eine unterbrochene, beschädigte oder unzureichend komprimierte Dichtung kann chloridhaltige Flüssigkeit an ihrem Rand einschließen. Organische Dichtungswerkstoffe können Wasser aufnehmen, quellen, schrumpfen oder sich zersetzen und dadurch den Anpressdruck während des Betriebs verändern. Der kritische Bereich ist häufig nicht die Mitte der Dichtung, sondern der feuchte Randbereich, an dem die Sauerstoffzufuhr begrenzt ist und die Verdunstung Schadstoffe konzentriert.

Ablagerungen wirken als künstliche Spaltbildner. Streusalz, Meeres­ aerosol, Prozessfeststoffe, Korrosionsprodukte, Schweißspritzer und biologische Filme können das Metall von Sauerstoff abschirmen und gleichzeitig Feuchtigkeit zurückhalten. Eine rostfreie Oberfläche, die sauber ist und frei entwässert wird, kann passiv bleiben und nach der Bildung einer Ablagerung dennoch lokalen Angriff entwickeln. Die Ablagerung muss nicht dick sein. Ihre Fähigkeit, einen dauerhaften Elektrolyten zu halten und die Nachlieferung von Sauerstoff zu verhindern, ist wichtiger als ihre sichtbare Größe.

Überlappungsverbindungen sind besonders empfindlich, weil ihre überlappenden Bleche lange, schmale und schlecht entwässerte Grenzflächen enthalten können. Eine durchgehende Dichtschweißung kann den inneren Elektrolytweg beseitigen, sofern die Schweißung durchgehend ist und das Schweißverfahren keine unzulässige Kontamination oder wärmebeeinflusste Schädigung hinterlässt. Unterbrochene Schweißungen können an den Enden der Überlappungen unverschlossene Taschen zurücklassen. Die Verbindung kann von außen geschlossen erscheinen und dennoch das kapillare Eindringen von Wasser ermöglichen.

Die Konstruktion muss daher den Spalt selbst berücksichtigen und darf nicht lediglich eine korrosionsbeständigere Werkstoffgüte festlegen. Durchgehende Entwässerung, nach unten gerichtete Vorsprünge, zugängliche Reinigungsflächen und die Vermeidung horizontaler Flüssigkeitsfallen verringern die Einwirkung. Die Ränder von Verbindungen sollten keine blinden Taschen bilden. Wo eine Verschraubung erforderlich ist, müssen Unterlegscheiben, Dichtmittel, Dichtungsdetails und Klemmkräfte als System bewertet werden. Geschweißte Konstruktionen erfordern eine geeignete Reinigung und die Entfernung von Anlassfarben, da eine beschädigte oder verunreinigte passive Oberfläche eine leichtere Initiierungsstelle darstellen kann.

Dasselbe Prinzip gilt für die Auswahl der Werkstoffgüte. World Stainless bringt niedrigere Auswahlbewertungen mit Type 304/304L, mittlere Bedingungen mit Type 316/316L oder 444, schwerwiegendere Bedingungen mit Type 317L und hochaggressive Umgebungen mit Güten wie 904L, Superduplex und Legierungen mit 6 % Molybdän in Verbindung. Diese Zuordnungen können eine schlecht konstruierte Spaltgeometrie nicht ausgleichen. Eine schlecht entwässerte Verbindung aus Type 316L kann versagen, obwohl eine frei exponierte Oberfläche aus Type 304L dies nicht tun würde. Umgekehrt kann eine höhere Legierungsbeständigkeit erforderlich sein, wenn der Spalt nicht beseitigt werden kann.

Für vergrabenen rostfreien Stahl führt World Stainless die Chloridkonzentration, den spezifischen Bodenwiderstand und den pH-Wert als relevante Auswahlfaktoren auf. Die Leitlinie von 2025 zu Böden und Beton nennt PRE-Werte von 19 für 1.4301, 25 für 1.4401 und 1.4521 sowie 34 für Duplex 1.4462. Diese Zahlen helfen beim Vergleich von Legierungsfamilien. Eine vergrabene Überlappung, eine verunreinigte Hülse oder eine verdichtete Tasche mit niedrigem spezifischem Widerstand kann jedoch eine lokale Bedingung schaffen, die schwerwiegender ist als die nominelle Bodenklassifizierung.

### Prüfung und Interpretation nach ASTM G78

ASTM G78-95 ist ein vergleichendes Laborverfahren und keine universelle Vorhersage der Lebensdauer im Feld. ASTM International beschreibt es als Verfahren zur Ermittlung von Bedingungen, die wahrscheinlich Spaltkorrosion verursachen, sowie zum Vergleich der relativen Spaltkorrosionsbeständigkeit von rostfreien Legierungen auf Eisen- und Nickelbasis in spezifizierten wässrigen, chloridhaltigen Umgebungen. Die Einschränkung „spezifiziert“ ist für die Interpretation maßgeblich. Die Ergebnisse beziehen sich auf die geprüfte Legierung, den Oberflächenzustand, den Spaltbildner, die Chloridlösung, die Temperatur, die Einwirkungsdauer und das Untersuchungsverfahren.

Das Verfahren ist nützlich, wenn die technische Fragestellung vergleichender Art ist: Zeigt eine Legierung unter einer definierten chloridhaltigen Einwirkung und mit einer definierten Spaltanordnung weniger oder weniger tiefe Sp tidak? als eine andere? Solche Prüfungen können eine Rangfolge sichtbar machen, die Korrosionsraten bei vollständigem Eintauchen nicht erkennen lassen. Sie können außerdem zeigen, ob eine vorgeschlagene Legierung weiterhin anfällig ist, wenn ein standardisierter Spaltbildner einen abgeschirmten Kontakt aufrechterhält.

#### Vergleichsprüfungen richtig interpretieren

Ergebnisse nach ASTM G78 beziehen sich auf die geprüfte Legierung, den Oberflächenzustand, den Spaltbildner, die Lösung, die Temperatur, die Dauer und das Untersuchungsverfahren. Sie bescheinigen nicht jede installierte Verbindung.

Ein Prüfergebnis sollte nicht direkt in die Aussage „Diese Verbindung hält X Jahre“ übersetzt werden. Spalte im Feld unterscheiden sich hinsichtlich Anpressdruck, Breite, Tiefe, Rauheit und Sauberkeit. Außerdem erfahren sie wechselnde Chloridkonzentrationen, Temperaturen, Sauerstoffzufuhr, Belastungen sowie Nass-Trocken-Zyklen. Eine Dichtung, die sich in einer Laborvorrichtung auf eine bestimmte Weise verhält, kann im Betrieb schrumpfen; eine Ablagerung kann sich allmählich bilden; eine verschraubte Verbindung kann durch Wärmedehnung oder Vibrationen beeinflusst werden.

Bei der Interpretation muss außerdem zwischen Initiierung und Ausbreitung unterschieden werden. Ein kleiner Fleck, eine oberflächliche Mulde und ein tiefes Eindringen unter die Dichtung sind keine gleichwertigen Beobachtungen. Die Untersuchung sollte Ort, Anzahl und Tiefe des Angriffs sowie seine Beziehung zur Spaltgeometrie dokumentieren und dabei den Oberflächenzustand und die Einwirkungsgeschichte bewahren. Wiederholte Vergleichsprüfungen können eine Entscheidung über die Werkstoffgüte unterstützen, ersetzen jedoch nicht die Notwendigkeit, stagnierende Taschen konstruktiv zu vermeiden.

Spannungen eröffnen einen weiteren Versagensweg. Die BSSA erklärt, dass Spannungsrisskorrosion Zugspannungen zusammen mit bestimmten Umweltfaktoren erfordert. Ein Spalt kann die aggressive Chemie bereitstellen, während Eigenspannungen aus Kaltumformung, Schweißen, Vorspannung der Schrauben oder Betriebslasten die mechanische Voraussetzung liefern. Die Spaltkontrolle und die Spannungsbewertung müssen daher gemeinsam betrachtet werden, insbesondere bei warmem Chloridbetrieb. Die Geometrie kann eine geeignete Legierung zum Versagen bringen; eine konsequente Konstruktion entscheidet, ob diese Geometrie überhaupt vorhanden sein darf.

## Galvanische Korrosion und Baugruppen aus unterschiedlichen Metallen

Galvanische Korrosion ist keine feste Eigenschaft von Edelstahl. Sie ist eine elektrochemische Wechselwirkung zwischen zwei elektrisch verbundenen Metallen, die demselben Elektrolyten ausgesetzt sind. Ein Metall wird zur Anode, an der sich Metall auflöst, während das andere die kathodische Reaktion unterstützt, üblicherweise die Sauerstoffreduktion. Der Elektrolyt leitet den Ionenstrom; die Metall-Metall-Verbindung leitet den Elektronenstrom. Wird einer dieser Wege unterbrochen, kann die galvanische Zelle die Korrosion nicht aufrechterhalten.

Der praktische Fehler besteht darin, ein Material allgemein als „edel“ und ein anderes allgemein als „aktiv“ zu bezeichnen. Edelstahl kann in einer Baugruppe als Kathode und in einer anderen als Anode wirken. Seine Stellung hängt von der Legierungszusammensetzung, dem Oberflächenzustand, der Passivierung, der Sauerstoffzufuhr, der Chloridkonzentration, der Temperatur, der Strömung, Ablagerungen und dem Potenzial des Kontaktmetalls ab. Uhlig’s *Corrosion Handbook* behandelt galvanische Korrosion als ein Systemproblem, das durch die gekoppelten Potenziale und das Polarisationsverhalten der Metalle in ihrer tatsächlichen Umgebung bestimmt wird, nicht einfach durch ihre Positionen in einer nominellen galvanischen Spannungsreihe.

### Potenzialdifferenzen und galvanische Kopplung

Wenn Edelstahl in belüftetem, leitfähigem Wasser mit Kohlenstoffstahl gekoppelt ist, verhält sich die Edelstahloberfläche üblicherweise als das stärker kathodische Element, während der Kohlenstoffstahl zur Anode wird. Dadurch kann sich die Auflösung des Kohlenstoffstahls in der Nähe der Verbindungsstelle beschleunigen, insbesondere wenn die exponierte Fläche des Kohlenstoffstahls klein und die Edelstahlfläche groß ist. Der Edelstahl kann dabei nur geringe sichtbare Schäden zeigen, während er auf Kosten seiner selbst das falsche Bauteil schützt.

Auch die umgekehrte Anordnung ist möglich. Eine passive Edelstahloberfläche kann sich unter bestimmten Bedingungen gegenüber einem edleren Material anodisch verhalten, insbesondere wenn der passive Film des Edelstahls beschädigt oder chemisch destabilisiert ist oder in einem chloridhaltigen Spalt eingeschlossen wird. Kupferlegierungen, Titan und Graphit sind häufige Beispiele für Werkstoffe, die für Edelstahlbauteile anspruchsvolle galvanische Bedingungen schaffen können, obwohl das tatsächliche Ergebnis von der Wasserchemie und dem Oberflächenzustand abhängt. Ein Edelstahlbefestigungselement in einem großen Bauteil aus einer Kupferlegierung ist nicht automatisch sicher, nur weil das Befestigungselement „Edelstahl“ ist; die Baugruppe muss als gekoppeltes elektrochemisches System bewertet werden.

BSSA führt galvanische Korrosion neben Lochkorrosion, Spaltkorrosion, interkristalliner Korrosion, Spannungsrisskorrosion und allgemeiner Korrosion als wesentliche Mechanismen auf, die Edelstahl beeinflussen. Diese Mechanismen können sich überschneiden. Ein galvanisches Element kann den kathodischen Strom auf dem Edelstahl erhöhen, während ein Spalt neben der Verbindungsstelle sauerstoffarm wird. BSSA erklärt, dass Spaltkorrosion dort beginnt, wo die Sauerstoffverfügbarkeit äußerst gering ist. Die dadurch entstehende Ansäuerung und Chloridanreicherung im Spalt kann den Edelstahl depassivieren, selbst wenn die frei exponierte Oberfläche passiv bleibt.

Die elektrische Kontinuität ist entscheidend. Zwei Metalle, die durch eine nichtleitende Beschichtung, Dichtung oder Oxidschicht getrennt sind, können nur geringe galvanische Wechselwirkungen zeigen, bis die Barriere durchstoßen oder durch ein Befestigungselement überbrückt wird. Umgekehrt kann ein kleiner metallischer Kontakt einen großen Strom aufrechterhalten, wenn der umgebende Elektrolyt einen durchgehenden, leitfähigen Weg bereitstellt. Eine trockene Verbindung ist keine aktive galvanische Zelle; eine feuchte, durch salzkontaminiertes Wasser verbundene Verbindung kann es jedoch sein.

### Flächenverhältnis und Kontinuität des Elektrolyten

Flächenverhältnis und Kontinuität des Elektrolyten bestimmen das Risiko galvanischer Korrosion.
| Anordnungsvariante | Wahrscheinliches Problem | Bevorzugte Maßnahme |
|---|---|---|
| Kleine Fläche aus Kohlenstoffstahl, gekoppelt mit einer großen Edelstahlfläche | Hohe anodische Stromdichte auf dem Kohlenstoffstahl | Anodenfläche vergrößern, elektrisch trennen oder Werkstoffpaarung ändern |
| Kleines Befestigungselement aus Edelstahl, gekoppelt mit einer großen Platte aus Kohlenstoffstahl | Möglicherweise geringerer Angriff auf den Edelstahl, die Kopplung bleibt jedoch von der Exposition abhängig | Entwässern, elektrisch trennen und Beschichtungsfehler bewerten |
| Unterschiedliche Metalle in Salzwasser | Galvanischer Strom durch einen leitfähigen Elektrolyten | Elektrische Kontinuität unterbrechen und Wasserüberbrückung verhindern |

Das Flächenverhältnis von Kathode zu Anode bestimmt häufig, ob galvanische Schäden tolerierbar oder schwerwiegend sind. Eine große kathodische Oberfläche kann eine beträchtliche gesamte kathodische Reaktion antreiben, während sich der anodische Strom auf eine kleine Fläche konzentriert. Dadurch entstehen eine hohe lokale Stromdichte und ein rascher Angriff auf die Anode. Ein kleiner Edelstahlbolzen, der mit einer großen Kohlenstoffstahlplatte gekoppelt ist, ist üblicherweise weniger problematisch als ein kleiner Kohlenstahlbolzen, der mit einer großen Edelstahlplatte gekoppelt ist, obwohl keine der beiden Anordnungen ohne Berücksichtigung des Elektrolyten und der Einzelheiten der Verbindung akzeptiert werden sollte.

Das Verhältnis muss anhand der *tatsächlich benetzten* Fläche bewertet werden, nicht lediglich anhand der hergestellten Oberflächenfläche. Eine lackierte Kohlenstoffstahlplatte kann nur einen kleinen exponierten Lackschaden aufweisen, während eine unbeschichtete Edelstahlscheibe vollständig benetzt bleibt. Beschichtungen können daher das effektive Verhältnis verändern, und eine beschädigte Beschichtung kann den Angriff an ihrer Fehlstelle konzentrieren. Das Beschichten der Kathode kann den treibenden Strom reduzieren, während das Beschichten ausschließlich der Anode eine kleine exponierte anodische Fehlstelle schaffen kann, die von einer großen kathodischen Fläche umgeben ist. Dies ist eine häufige Konstruktionsfalle.

Die Kontinuität des Elektrolyten hängt von mehr ab als nur davon, ob Wasser vorhanden ist. Die Leitfähigkeit steigt mit den gelösten Salzen, einschließlich Chloriden, und ein dünner Salzfilm kann Metalle verbinden, die unter trockenen Bedingungen scheinbar voneinander getrennt sind. Wechselnde Benetzung kann schädlicher sein als kontinuierliches Eintauchen, da durch Verdunstung konzentrierte Ablagerungen zurückbleiben, gefolgt von erneuter Benetzung. Die Temperatur beeinflusst die Reaktionsgeschwindigkeiten und den Sauerstofftransport. Strömung kann Korrosionsprodukte entfernen und die Polarisation verändern, während stehendes Wasser die Bildung von Ablagerungen und Konzentrationszellen ermöglicht.

Spalten verdienen besondere Aufmerksamkeit. Die Unterseite einer Scheibe, eine Gewindeverbindung, eine Überlappungsnaht oder eine schlecht entwässerte Auflage kann Elektrolyt zurückhalten, nachdem die umgebende Oberfläche getrocknet ist. Der Sauerstoffentzug im Spalt erzeugt eine Belüftungsdifferenzzelle, und die eingeschlossene Lösung kann saurer und chloridreicher werden. Das ASM Handbook beschreibt Spaltkorrosion als einen gekoppelten Prozess, der elektrochemische Reaktionen, homogene chemische Reaktionen und Stofftransport umfasst; Geometrie, Werkstoff und Umgebung bestimmen gleichermaßen das Ergebnis. ASTM G78-95 beschreibt Verfahren zur Ermittlung von Bedingungen, die wahrscheinlich Spaltkorrosion verursachen, sowie zum Vergleich der relativen Spaltkorrosionsbeständigkeit von rostfreien Legierungen auf Eisen- und Nickelbasis in festgelegten chloridhaltigen wässrigen Umgebungen. Eine galvanische Berechnung, die den Spalt außer Acht lässt, kann daher ein falsches Sicherheitsgefühl vermitteln.

### Isolierung, Entwässerung und Auswahl kompatibler Werkstoffe

Die erste Konstruktionsmaßnahme ist häufig eher geometrischer als metallurgischer Art: Es muss verhindert werden, dass Wasser an der Verbindungsstelle unterschiedlicher Metalle verbleibt. Horizontale Flächen sollten so ausgerichtet werden, dass sie entwässern können; Überlappungsverbindungen sollten abgedichtet oder vermieden werden; schalenförmige Scheiben sollten nicht verwendet werden; außerdem sollte Zugang für Inspektion und Reinigung vorgesehen werden. Eine abgedichtete Verbindung kann einer Verbindung vorzuziehen sein, die wiederholt chloridhaltiges Wasser einschließt und verdunsten lässt. Dichtstoffe müssen jedoch mit der Betriebstemperatur, den Chemikalien und den Bewegungen kompatibel bleiben. Unsachgemäß aufgetragener Dichtstoff kann einen verborgenen Spalt erzeugen, statt einen solchen zu beseitigen.

Eine elektrische Isolierung kann den galvanischen Strom unterbrechen. Nichtleitende Hülsen, Scheiben, Buchsen und Dichtungen sind jedoch nur dann nützlich, wenn sie während der Montage und im Betrieb intakt bleiben. Das Isoliersystem muss außerdem verhindern, dass Wasser die Barriere überbrückt. Befestigungsbohrungen, scharfe Kanten und beschädigte Beschichtungen erfordern besondere Aufmerksamkeit, da eine einzige metallische Überbrückung das galvanische Element wieder verbinden kann. Die Isolierung sollte nach der Installation überprüft und nicht allein aufgrund des Vorhandenseins einer Kunststoffscheibe vorausgesetzt werden.

Die Werkstoffauswahl bleibt dennoch wichtig. Die Kontaktwerkstoffe sollten im tatsächlichen Elektrolyten miteinander kompatible Korrosionspotenziale aufweisen, und die Konstruktion sollte eine kleine anodische Fläche in Verbindung mit einer großen kathodischen Fläche vermeiden. Für die Einwirkung an der Küste oder von Streusalz nennt die Konstruktionsrichtlinie für Edelstahl im Bauwesen Type 316/316L, entsprechend EN 1.4401/1.4404, sofern zutreffend, oder geeignete Duplexgüten als vorzugswürdig gegenüber Type 304/304L, entsprechend EN 1.4301/1.4307. Diese Empfehlung betrifft sowohl die chloridbedingte lokale Korrosion als auch die galvanischen Folgen einer beschädigten passiven Oberfläche.

Gütenkennwerte ersetzen keine Bewertung der Baugruppe. Die International Molybdenum Association verwendet den Ausdruck für austenitische und Duplexstähle „PREN = %Cr + 3.3(%Mo + 0.5%W) + 16%N“; ein höherer Wert weist in chloridhaltigen Umgebungen auf eine größere relative Beständigkeit gegen Lochkorrosion hin, bedeutet jedoch keine Immunität gegen galvanischen Angriff oder Spaltkorrosion. World Stainless gibt PRE-Werte von 19 für 1.4301, 25 für 1.4401 und 1.4521 sowie 34 für Duplexstahl 1.4462 an und betont zugleich die Bedeutung von Chloridkonzentration, Bodenwiderstand und pH-Wert bei erdverlegten Anwendungen. Diese Werte können die Auswahl der Güte unterstützen; Entwässerung, Isolierung, Flächenverhältnis und elektrische Kontinuität bestimmen jedoch, ob die ausgewählte Güte als sicherer Bestandteil des montierten Systems erhalten bleibt.

## Interkristalline Korrosion und Sensibilisierung

Interkristalline Korrosion ist ein bevorzugter Angriff entlang oder neben Korngrenzen, weil sich die lokale Chemie an diesen Grenzen von der Chemie innerhalb der Körner unterscheidet. Der Mechanismus ist nicht einfach eine „Korrosion der Korngrenze“. Ein nichtrostender Stahl kann über den größten Teil seiner Oberfläche passiv bleiben, während schmale, an Korngrenzen angrenzende Bereiche anodisch werden und sich auflösen. Die Sensibilisierung ist der metallurgische Zustand, der dies ermöglicht; sie tritt gewöhnlich nach einer Einwirkung in einem Temperaturbereich auf, der die Ausscheidung von Chromkarbiden erlaubt.

### Chromverarmte Zonen an Korngrenzen

In austenitischen nichtrostenden Stählen kann Kohlenstoff während einer thermischen Einwirkung mit Chrom reagieren und chromreiche Karbide bilden, die üblicherweise als M23⁢C6 beschrieben werden, wobei Chrom den wichtigsten metallischen Bestandteil darstellt. Diese Karbide scheiden sich bevorzugt an Korngrenzen aus, weil dort günstige Bedingungen für Diffusion und Keimbildung vorliegen. Dem umgebenden Mischkristall wird Chrom entzogen, wodurch auf beiden Seiten der Grenze eine schmale chromverarmte Zone zurückbleibt.

Das Karbid selbst ist gewöhnlich nicht die Hauptursache des schnellen Angriffs. Maßgeblich ist die angrenzende verarmte Zone. Fällt ihre Chromkonzentration ausreichend ab, kann sie einen stabilen passiven Chromoxidfilm nicht so schnell wiederherstellen wie das umgebende Material. Ein Elektrolyt kann dann den Grenzbereich angreifen und einen netzartigen Korrosionspfad durch das betroffene Gefüge erzeugen. In schweren Fällen werden die Körner physisch vom Grundgefüge getrennt.

Der Artikel bezeichnet etwa 500–850 °C als Sensibilisierungsbereich; die dargestellten Werte markieren den angegebenen Bereich und keine quantifizierte Rate.

Die Sensibilisierung hängt von mehr als nur der Spitzentemperatur ab. Die Haltezeit bei dieser Temperatur, der Kohlenstoffgehalt, eine vorherige Kaltverformung, die Korngröße, die Legierungszusammensetzung und die Abkühlgeschwindigkeit beeinflussen die Karbidausscheidung. Austenitische Güten können nach einer Einwirkung ungefähr im Bereich von 500–850 °C empfindlich werden, obwohl sich das genaue Zeit-Temperatur-Verhalten je nach Schmelze und Produktform unterscheidet. Ein kurzer Durchlauf durch diesen Bereich kann bei einem dünnen Bauteil nur geringe Folgen haben, während ein langsamerer Wärmezyklus oder wiederholtes Erwärmen eine deutlich sensibilisierte Zone erzeugen kann.

Dieser Mechanismus muss von Lochkorrosion und Spaltkorrosion unterschieden werden. Lochkorrosion ist ein stark lokalisierter Zusammenbruch der Passivität und steht häufig mit Chloridionen in Zusammenhang. Spaltkorrosion wird in hohem Maß durch eine eingeschränkte Geometrie und Sauerstoffverarmung bestimmt; die British Stainless Steel Association erklärt, dass Spaltkorrosion dort beginnt, wo die Sauerstoffverfügbarkeit extrem niedrig ist. Interkristalline Korrosion folgt dagegen einem metallurgischen Pfad, der durch die Chemie an den Korngrenzen entsteht. Die Mechanismen können gleichzeitig auftreten, insbesondere bei Schweißkonstruktionen im Chloridbetrieb, sind jedoch keine austauschbaren Erklärungen.

### Thermische Zyklen beim Schweißen und Stabilisierung

Das Schweißen ist eine häufige Ursache für Sensibilisierung, weil die Wärmeeinflusszone (WEZ) einem sich bewegenden thermischen Zyklus und nicht einer gleichmäßigen Ofenbehandlung ausgesetzt ist. Das unmittelbar neben der Schmelzgrenze liegende Material kann beim Erwärmen in den Bereich der Karbidausscheidung gelangen und anschließend langsam genug abkühlen, sodass die Ausscheidung fortschreitet. Das betroffene Band kann schmal und unregelmäßig sein und sich auf den beiden Seiten einer Verbindung unterscheiden. Große Wanddicken, eine hohe Einspannung und große Schweißraupen erhöhen im Allgemeinen die Wärmespeicherung; das tatsächliche Risiko hängt jedoch von der Zwischenlagentemperatur, der Reihenfolge der Schweißraupen, der Verbindungsgestaltung, den Umgebungsbedingungen und der Wärmeleitfähigkeit des Bauteils oder der Baugruppe ab.

Ein hoher Wärmeeintrag führt nicht automatisch zu interkristalliner Korrosion, und ein niedriger Wärmeeintrag garantiert keine Immunität. Der Wärmeeintrag beeinflusst die Spitzentemperatur und die Verweildauer bei erhöhter Temperatur, während die Abkühlungsgeschichte bestimmt, ob die Karbidausscheidung genügend Zeit hat, sich zu entwickeln. Beim Mehrlagenschweißen kann zuvor unbeeinflusstes oder teilweise sensibilisiertes Material erneut erwärmt werden. Eine Reparaturschweißung kann daher einen zweiten thermischen Zyklus in einer bereits veränderten WEZ erzeugen.

Kohlenstoffarme Güten verringern dieses Risiko, indem sie die für die Karbidbildung verfügbare Kohlenstoffmenge reduzieren. Type 304L, üblicherweise als UNS S30403 bezeichnet, und Type 316L, üblicherweise als UNS S31603 bezeichnet, weisen gemäß den maßgeblichen Produktspezifikationen einen maximalen Kohlenstoffgehalt von 0,030 % auf; im Vergleich dazu liegt der Grenzwert für die herkömmlichen Type 304 und Type 316 in vielen Spezifikationen bei 0,08 %. Der niedrigere Kohlenstoffgehalt ermöglicht ein praxisgerechteres Schweißen ohne anschließendes Lösungsglühen, insbesondere bei Fertigungen mit dünnen und mittleren Wanddicken.

#### Niedriger Kohlenstoff verhindert keinen Chloridangriff

304L und 316L verringern während des Schweißens das Sensibilisierungsrisiko, unterliegen jedoch weiterhin Lochfraß, Spaltkorrosion, galvanischem Angriff und Spannungsrisskorrosion.

Die Bezeichnung „L“ ist keine allgemeingültige Korrosionsgarantie. Sie betrifft das mit der Kohlenstoffausscheidung verbundene Sensibilisierungsrisiko; sie verhindert jedoch weder Chloridlochkorrosion, Spaltkorrosion, galvanischen Angriff, Erosionskorrosion noch Spannungsrisskorrosion. Die BSSA weist darauf hin, dass Zugspannung in Verbindung mit bestimmten Umgebungsfaktoren für Spannungsrisskorrosion erforderlich ist. Ein geschweißter Behälter aus Type 316L kann daher interkristallinen Angriff vermeiden und dennoch durch chloridinduzierte Rissbildung oder Spaltkorrosion versagen, wenn Konstruktion und Betriebsumgebung diese Mechanismen ermöglichen.

Stabilisierte Güten verwenden Elemente mit einer stärkeren Affinität zu Kohlenstoff als Chrom. Type 321 enthält Titan, während Type 347 Niob (Columbium) enthält; diese Elemente bilden bevorzugt stabile Karbide und verringern die Ausscheidung von Chromkarbiden. Ihre Leistungsfähigkeit hängt weiterhin von der thermischen Vorgeschichte des Produkts und von der Fertigungspraxis ab. Eine Stabilisierung ist kein Ersatz für eine fachgerechte Kontrolle des Schweißens, und eine übermäßige oder ungewöhnliche thermische Einwirkung kann andere gefügebezogene Probleme verursachen.

### 304L, 316L und Überlegungen nach der Fertigung

Die Auswahl der Güte sollte mit der Betriebsumgebung beginnen und anschließend die Fertigung berücksichtigen. Type 304L kann geeignet sein, wenn Chloridbelastung, Temperatur und Spaltintensität begrenzt sind. Type 316L enthält zusätzlich Molybdän und bietet im Allgemeinen eine höhere Beständigkeit gegen chloridbedingte Loch- und Spaltkorrosion; dieser Vorteil beseitigt jedoch nicht die Notwendigkeit, Schweißverunreinigungen, Anlassfarben, stagnierende Geometrien und Ablagerungen zu kontrollieren. World Stainless ordnet Type 304/304L Bedingungen mit niedrigeren Auswahlbewertungen und Type 316/316L oder Type 444 Bedingungen mit mittleren Bewertungen zu; für zunehmend aggressivere Umgebungen führt die Organisation Type 317L, 904L, Superduplex- und 6-%-Molybdän-Legierungen auf.

Der Zustand nach dem Schweißen ist von Bedeutung. Anlassfarben können eine chromverarmte Oberflächenschicht und Oxide enthalten, die die lokale Passivität verringern; daher können eine Reinigung und, sofern vorgeschrieben, ein Beizen oder eine andere zugelassene Oberflächenbehandlung erforderlich sein. Mechanische Beschädigungen, eingebettete Partikel aus Kohlenstoffstahl und Schweißspritzer können Korrosionsstellen erzeugen, die nicht mit einer klassischen Sensibilisierung zusammenhängen. Durch Lösungsglühen lassen sich Chromkarbide auflösen und ein gleichmäßigerer Mischkristall wiederherstellen; bei großen Fertigungen ist dies jedoch häufig unpraktisch und muss von einer schnellen Abkühlung gefolgt werden, um eine erneute Ausscheidung zu vermeiden.

Die Prüfung sollte auf den vermuteten Mechanismus abgestimmt sein. Eine äußerlich saubere Schweißnaht beweist nicht, dass ihre WEZ unsensibilisiert ist. Eine Verfahrensqualifizierung, die Kontrolle von Wärmeeintrag und Zwischenlagentemperatur, eine geeignete Auswahl des Zusatzwerkstoffs, eine saubere Nahtvorbereitung und die Vermeidung unnötiger Wiedererwärmung liefern belastbarere Nachweise. Wanddicke und Wärmebehandlung nach der Fertigung müssen ebenso in die Bewertung einbezogen werden wie Chloridkonzentration, Temperatur, Spaltgeometrie und Einwirkungsdauer.

PREN kann zum Vergleich der relativen Lochkorrosionsbeständigkeit beitragen. Dabei wird der vom International Molybdenum Association verwendete Ausdruck „PREN = %Cr + 3.3(%Mo + 0.5%W) + 16%N“ verwendet; er sagt jedoch weder interkristalline Korrosion noch die Lebensdauer im Betrieb voraus. Die Chemie an den Korngrenzen und die Schweißgeschichte müssen getrennt bewertet werden.

## Spannungsrisskorrosion

Spannungsrisskorrosion (SCC) ist nicht einfach Korrosion, die in einem beanspruchten Bauteil auftritt. Die British Stainless Steel Association (BSSA) stellt fest, dass sie Zugspannung zusammen mit bestimmten Umweltfaktoren voraussetzt. Alle drei Elemente sind entscheidend: ein anfälliger Werkstoff, ein Zugspannungsfeld und eine Umgebung, die die Einleitung und Ausbreitung von Rissen ermöglicht. Wird eines dieser Elemente entfernt, kann der charakteristische Rissbildungsprozess zum Stillstand kommen, auch wenn ein anderer Korrosionsmechanismus weiterhin bestehen bleibt.

Die Spannung kann aufgebracht oder residual sein. Aufgebrachte Zugspannung entsteht durch Betriebslasten wie Druck, Biegung, Schwingungen, thermische Behinderung oder eine von außen aufgezwungene Verschiebung. Residuale Zugspannung bleibt nach der Herstellung bestehen, selbst wenn das Bauteil entlastet ist. Schweißen ist eine häufige Ursache: Das Schweißgut und die Wärmeeinflusszone ziehen sich beim Abkühlen zusammen, während das umgebende Material diese Kontraktion behindert. Auch Kaltumformen, Bearbeiten, Schleifen, Richten, Einpressen und eine ungleichmäßige Wärmebehandlung können Zugspannungen in Oberflächennähe hinterlassen.

Diese Unterscheidung beeinflusst die Prüfung und die Auslegung. Ein Behälter, der scheinbar unbelastet ist, kann dennoch Risse entwickeln, weil seine Schweißverbindungen residuale Zugspannungen enthalten. Umgekehrt kann ein Bauteil unter einer nominellen Zuglast eine höhere örtliche Spannung am Gewindegrund, an einer scharfen Ecke, an einer Grube, am Schweißübergang oder in einem Spalt erfahren. SCC entwickelt sich gewöhnlich als schmaler Riss oder als verzweigter Riss, häufig bei begrenztem allgemeinem Metallabtrag in seiner Umgebung. Lochkorrosion ist etwas anderes. Eine Korrosionsgrube ist ein örtlich begrenzter Korrosionshohlraum, der durch den Zusammenbruch des Passivfilms und eine örtlich begrenzte elektrochemische Auflösung entsteht. Sie kann als Spannungskonzentrator und als Ausgangspunkt für die Rissbildung wirken, doch Lochkorrosion und SCC sind keine austauschbaren Diagnosen.

### Die kombinierten Anforderungen von Spannung und Umgebung

Die Umgebung muss die elektrochemischen und chemischen Schritte unterstützen, die erforderlich sind, damit ein Riss aktiv bleibt. Bei rostfreien Stählen ist chloridhaltiges Wasser ein wesentlicher Risikofaktor, insbesondere wenn Sauerstoffzutritt, Verdunstung, Ablagerungen, Spalte und Temperatur örtlich aggressive Bedingungen erzeugen. Die Chloridkonzentration im Gesamtmedium allein beschreibt die Einwirkung nicht ausreichend. Ein dünner Feuchtigkeitsfilm kann durch die Verdunstung von Wasser deutlich konzentrierter werden, während eine Ablagerung oder eine abgedichtete Verbindung Feuchtigkeit zurückhalten kann, nachdem die umgebende Oberfläche scheinbar trocken ist.

Sauerstoff spielt eine komplexe Rolle. Die BSSA erläutert, dass Spaltkorrosion dort beginnt, wo die Sauerstoffverfügbarkeit äußerst gering ist. Ein Spalt kann daher ein Belüftungselement ausbilden, bei dem ein Bereich mit eingeschränkter Sauerstoffzufuhr gegenüber der freiliegenden Oberfläche anodisch wird. Sobald der Spalt versauert und sich Chlorid darin anreichert, kann er neben einem beanspruchten Bereich eine stark aggressive örtliche Umgebung schaffen. An anderer Stelle können Sauerstoffzutritt und oxidierende Bedingungen den Zusammenbruch des Passivfilms oder eine erneute Passivierung unterstützen. Die entscheidende Frage ist nicht, ob Sauerstoff einfach „vorhanden“ oder „nicht vorhanden“ ist, sondern wie sich Sauerstoff, Feuchtigkeit, Chlorid und Stofftransport über das Bauteil hinweg verändern.

Die Spaltgeometrie ist folglich eine Auslegungsvariable und keine nebensächliche Detailfrage. Das ASM Handbook beschreibt Spaltkorrosion als einen gekoppelten Prozess, der elektrochemische Reaktionen, homogene chemische Reaktionen und Stofftransport umfasst. Spaltbreite, Spalttiefe, Oberflächenzustand, Entwässerung und der im Spalt anliegende Werkstoff beeinflussen sämtlich die örtliche Chemie. ASTM G78-95, das 1995 von ASTM International veröffentlicht wurde, enthält Verfahren zur Ermittlung von Bedingungen, die wahrscheinlich Spaltkorrosion verursachen, sowie zum Vergleich der relativen Spaltkorrosionsbeständigkeit rostfreier Legierungen auf Eisen- und Nickelbasis in festgelegten chloridhaltigen wässrigen Umgebungen. Solche Prüfungen vergleichen definierte Bedingungen; sie liefern keine allgemeingültige Grenze für die Lebensdauer unter Betriebsbedingungen bei jeder beliebigen Geometrie.

SCC sollte daher als Systemproblem bewertet werden. Die BSSA führt Lochkorrosion, Spaltkorrosion, interkristalline Korrosion, Spannungsrisskorrosion, Kontaktkorrosion und allgemeine Korrosion als wesentliche Mechanismen an, die rostfreie Stähle beeinflussen. Ein ausgefallenes Bauteil kann gleichzeitig mehrere dieser Erscheinungen zeigen: Ein Spalt kann Chloride anreichern, am Spaltmund kann Lochkorrosion einsetzen, und residuale Zugspannung kann einen örtlich begrenzten Fehler in einen sich ausbreitenden Riss umwandeln. Wenn jede dunkle Verfärbung oder jede Grube als „Spannungsrisskorrosion“ bezeichnet wird, verschleiert dies die Ursache und kann zu falschen Abhilfemaßnahmen führen.

### Chloridrissbildung in austenitischen rostfreien Stählen

Chloridinduzierte SCC steht in engem Zusammenhang mit austenitischen rostfreien Stählen, einschließlich der Typen 304/304L und 316/316L, wenn Zugspannung und eine geeignete chloridhaltige Umgebung gleichzeitig vorliegen. Die Anfälligkeit steigt mit der Temperatur und mit Bedingungen, die eine konzentrierte, feuchte und oxidierende Oberfläche aufrechterhalten. Heißes Prozesswasser, Salzablagerungen, feucht werdende Isolierungen, Spritzwasser in Küstenbereichen, Rückstände von Enteisungsmitteln und verdunstungsgefährdete Oberflächen können allesamt Bedingungen schaffen, die wesentlich aggressiver sind, als es die nominelle Zusammensetzung des Wassers vermuten lässt.

Es gibt keine einzelne Chloridkonzentration und keine einzelne Temperatur, die für jede austenitische Stahlsorte „sicheren“ von „unsicherem“ Betrieb trennt. Legierungszusammensetzung, Kaltverformung, Oberflächenzustand, Spannungsintensität, Sauerstoffverfügbarkeit, pH-Wert, Verunreinigungen, Benetzungs- und Trocknungszyklen sowie die Einwirkungsdauer verändern das Ergebnis. Ein Schwellenwert, der ohne diese Einschränkungen angegeben wird, ist keine Auslegungsregel. Das Handbuch für die Auslegung von Bauteilen aus rostfreiem Stahl nennt Chloridgehalt, Temperatur, Schadstoffe, Säuregrad, Oxidationsmittel und Sauerstoff als Faktoren, die die örtlich begrenzte Korrosion beeinflussen. Dieselben Variablen können beeinflussen, ob sich ein beanspruchter, örtlich beschädigter Passivfilm zu SCC weiterentwickelt.

Die Beständigkeit gegen Lochkorrosion bleibt wichtig, sagt SCC jedoch nicht allein voraus. Die International Molybdenum Association gibt für austenitische und Duplexstähle den folgenden Ausdruck an:

**PREN = %Cr + 3.3(%Mo + 0.5%W) + 16%N.**

Ein höherer PREN-Wert weist auf eine höhere relative Beständigkeit gegen Lochkorrosion in chloridhaltigen Umgebungen hin, nicht jedoch auf Immunität gegenüber SCC und auch nicht auf eine vollständige Vorhersage der Lebensdauer unter Betriebsbedingungen. Eine Stahlsorte mit höherem Molybdän- oder Stickstoffgehalt kann die Einleitung von Lochkorrosion verringern und dennoch unter einer bestimmten Kombination aus Temperatur, Spannung und Chlorideinwirkung rissanfällig bleiben. Umgekehrt kann die Beseitigung eines Spalts oder die Verringerung residualer Spannungen wirksamer sein als ein alleiniger Wechsel der Stahlsorte.

Ferritische, Duplex- und hochlegierte austenitische Werkstofffamilien müssen unter Berücksichtigung des tatsächlichen Schadensmechanismus bewertet werden. Ferritische Stahlsorten weisen nicht dieselbe Anfälligkeit austenitischer Stähle gegenüber chloridinduzierter SCC auf, bringen jedoch andere Einschränkungen hinsichtlich Schweißen, Zähigkeit, Umformen und Fertigungsqualität mit sich. Duplexstähle bieten häufig eine höhere Beständigkeit gegen chloridinduzierte örtlich begrenzte Korrosion und eine höhere Festigkeit, während ihre thermischen Zyklen beim Schweißen, ihr Phasengleichgewicht und ihre Fertigungsüberwachung besondere Aufmerksamkeit erfordern. Hochlegierte austenitische Stahlsorten, Superduplexstähle und Legierungen mit 6 % Molybdän können den Einsatzbereich für chloridhaltige Betriebsbedingungen erweitern; ihre Auswahl hängt jedoch weiterhin von Spannung, Temperatur, Spalten und Fertigung ab.

World Stainless veranschaulicht die relative Logik der Werkstoffauswahl, indem es niedrige Auswahlwerte mit Typ 304/304L, mittlere Bedingungen mit Typ 316/316L oder 444, anspruchsvollere Bedingungen mit Typ 317L und stark aggressive Umgebungen mit Werkstoffsorten wie 904L, Superduplexstählen und Legierungen mit 6 % Molybdän verknüpft. Diese Kategorien stellen keine SCC-Garantie dar. Sie sind Ausgangspunkte für die Zuordnung einer Legierungsfamilie und ihrer Beständigkeit gegen örtlich begrenzte Korrosion zur jeweiligen Einwirkung.

### Residuale Spannungen, Temperatur und Maßnahmen zur Auslegungsoptimierung

Die Spannungsreduzierung ist häufig die unmittelbarste Kontrollmaßnahme. Konstrukteure können die aufgebrachte Spannung senken, nach Möglichkeit eine dauerhafte Zugbeanspruchung vermeiden, die Radien an Ecken vergrößern, abrupte Querschnittsänderungen beseitigen und kerbähnliche Gewinde oder Schweißübergänge vermeiden. Verbindungen sollten Wasser mit Salzgehalt ableiten, anstatt es zurückzuhalten. Dichtungen, Überlappungsverbindungen, Klemmen und Ablagerungen müssen als mögliche Spalte bewertet werden, insbesondere wenn thermische Zyklen Lösung in einen engen Zwischenraum fördern.

Die Kontrolle der Fertigung ist ebenso wichtig. Schweißverfahren sollten einen schädlichen Wärmeeintrag und Verzug begrenzen und zugleich den vorgegebenen metallurgischen Zustand erhalten. Schweißoberflächen müssen gereinigt und, sofern es der Einsatzbereich erfordert, von Anlauffarben befreit werden; durch Schleifen dürfen weder scharfe Riefen noch verschmierte Verunreinigungen entstehen. Kaltverformte Bereiche, Schnittkanten und reparierte Schweißnähte verdienen eine gesonderte Prüfung, da sich ihre residualen Spannungen und ihr Oberflächenzustand von der Grundplatte unterscheiden können. Eine Wärmebehandlung zum Spannungsabbau ist nicht automatisch für jede rostfreie Stahlsorte oder jede geschweißte Baugruppe geeignet. Daher müssen ihre Auswirkungen auf Sensibilisierung, Phasengleichgewicht, Verzug und mechanische Eigenschaften überprüft werden.

Die Temperatur verdient eine ausdrückliche Betrachtung. Sie beschleunigt viele Korrosionsreaktionen und kann durch Verdunstung zu einer stärkeren Konzentration von Chloridfilmen führen. Isolierungssysteme sind besonders kritisch, wenn sie Chloride eindringen lassen und zurückhalten und gleichzeitig die Prüfung erschweren. Bei der Auslegung sollten die höchste Metalltemperatur, örtliche Wärmestellen, zyklische Benetzung und Trocknung sowie die Frage berücksichtigt werden, ob sich ein nominell verdünnter Prozessstrom während eines Stillstands oder durch Verdunstung konzentrieren kann.

Die Auswahl der Werkstoffsorte ist der letzte Bestandteil der Kontrollstrategie und kein Ersatz für eine geeignete Geometrie und eine sorgfältige Fertigung. World Stainless gab 2025 in seinem Leitfaden zu Böden und Beton PREN-Werte von 19 für 1.4301, 25 für 1.4401 und 1.4521 sowie 34 für Duplexstahl 1.4462 an und betonte dabei für erdverlegte Anwendungen die Bedeutung von Chloridkonzentration, Bodenwiderstand und pH-Wert. Diese Werte unterstützen den Vergleich der Beständigkeit gegen örtlich begrenzte Korrosion innerhalb eines festgelegten Bewertungsrahmens; sie legen jedoch keine SCC-Grenzwerte fest. Die Auswahl sollte die geeignete Werkstofffamilie mit Spannungsanalyse, Spaltvermeidung, Temperaturkontrolle, Fertigungsunterlagen und der Prüfung auf frühe Korrosionsgruben, Schweißfehler und rissähnliche Anzeigen verbinden.

## Korrosion unter Ablagerungen, im Boden und in Beton

### Ablagerungen, stehendes Wasser und unterschiedliche Belüftung

Eine Edelstahloberfläche ist keiner einheitlichen Umgebung ausgesetzt, wenn Schlamm, Zunder, mariner Bewuchs, Prozessfeststoffe oder eingeschlossenes Wasser einen Teil der Oberfläche bedecken. Der bedeckte Bereich wird zu einer sauerstoffarmen Anode, während die freiliegende, sauerstoffreiche Oberfläche als Kathode wirkt. Diese Zelle mit unterschiedlicher Belüftung kann den Angriff an der Grenze der Ablagerung oder innerhalb der bedeckten Zone konzentrieren, selbst wenn das umgebende Wasser nur mäßig aggressiv ist. Die Ablagerung hält außerdem Chlorid zurück, verringert die lokale Spülung und kann verhindern, dass sich der chromreiche Passivfilm nach einer geringfügigen Schädigung repariert.

Stehendes Wasser führt zu einem ähnlichen Ergebnis. Durch Verdunstung kann die Chloridkonzentration steigen; die Hydrolyse gelöster Metallchloride kann den pH-Wert senken; und der Sauerstoffverbrauch innerhalb eines engen Spalts kann eine andere Chemie erzeugen als die im Hauptvolumen der Flüssigkeit gemessene. ASM International beschreibt die Spaltkorrosion als einen gekoppelten Prozess, der elektrochemische Reaktionen, homogene chemische Reaktionen und Stofftransport umfasst. Die Geometrie ist daher ebenso wichtig wie die nominale Legierungszusammensetzung. Eine Dichtungskante, eine Überlappungsverbindung, eine Gewindeverbindung, eine Schweißnahtkerbe, eine Befestigungsklammer oder ein mit Sediment gefüllter Ablauf kann zu einem Spalt mit einem eigenen Elektrolyten werden.

Die British Stainless Steel Association erklärt, dass Spaltkorrosion dort beginnt, wo die Sauerstoffverfügbarkeit extrem niedrig ist. Sobald der Passivfilm zusammenbricht, führt die Metallauflösung innerhalb des Spalts zur Bildung positiv geladener Ionen. Chlorid wandert in den Spalt, um den Ladungsausgleich aufrechtzuerhalten, während die saure Hydrolyse die Repassivierung erschwert. Der Angriff kann dann unter einer scheinbar intakten Oberfläche fortschreiten. Lochkorrosion und Spaltkorrosion können gleichzeitig auftreten: Ein Loch kann eine eigene abgeschlossene Geometrie erzeugen, und eine Ablagerung kann Löcher der Sichtprüfung entziehen.

ASTM G78-95, 1995 von ASTM International veröffentlicht, enthält Verfahren zur Ermittlung von Bedingungen, die wahrscheinlich Spaltkorrosion verursachen, sowie zum Vergleich der relativen Spaltkorrosionsbeständigkeit von rostfreien Eisenbasis- und Nickelbasislegierungen in bestimmten chloridhaltigen wässrigen Umgebungen. Die Ergebnisse sind vergleichende Prüfnachweise und keine direkte Vorhersage der Lebensdauer im Einsatz. Temperatur, Chloridkonzentration, Benetzungsdauer, Spaltbildner, Oberflächenzustand und angelegte Spannung können das Ergebnis verändern.

Die Konstruktion beeinflusst das erste Versagen häufig wirksamer als eine geringfügige Änderung der Güte. Oberflächen sollten ablaufen können, anstatt Sediment zurückzuhalten; horizontale Vorsprünge sollten vermieden oder geneigt ausgeführt werden; und Verbindungen sollten keine nicht inspizierbaren Spalte bilden. Durchgehende Schweißnähte können einen durch intermittierende Befestigungen gebildeten Spalt beseitigen, doch Schweißanlauffarben und Verunreinigungen müssen weiterhin durch geeignete Reinigung und Nachbearbeitung behandelt werden. Ein Bauteil aus 1.4301 mit sauberer, frei entwässernder Geometrie kann eine nominell beständigere Güte übertreffen, die unter einer chloridhaltigen Ablagerung eingeschlossen ist. Das macht 1.4301 nicht zu einer universell geeigneten Wahl; es zeigt vielmehr, warum die Auswahl der Legierung und die konstruktive Detailgestaltung nicht voneinander getrennt werden können.

Ablagerungen können außerdem galvanische Effekte erzeugen, wenn Partikel aus Kohlenstoffstahl, Eisenoxid oder ein unverträgliches Befestigungselement die Edelstahloberfläche berühren. Freies Eisen ist für sich genommen kein Edelstahlkorrosionsmechanismus, kann jedoch die Oberfläche verfärben, Feuchtigkeit zurückhalten und lokale Zellen fördern. Fertigungsbereiche, die Schleifstaub aus Kohlenstoffstahl ausgesetzt sind, erfordern vor dem Einsatz eine räumliche Trennung, Reinigung und Prüfung.

### Erdverlegter Edelstahl und Einflussgrößen des Bodens

Durch die Erdverlegung wird eine kontrollierte, sichtbare Oberfläche durch einen variablen porösen Elektrolyten ersetzt. Die Bodenfeuchtigkeit verändert sich mit Niederschlag, Entwässerung, Grundwasserstand und jahreszeitlicher Austrocknung. Chlorid kann aus Meerwasser, Taumitteln, industrieller Verunreinigung oder kontaminiertem Verfüllmaterial stammen. Manche Böden bleiben nahezu trocken und weisen einen hohen elektrischen Widerstand auf; andere halten über lange Zeit leitfähiges Wasser am Metall. Ein erdverlegtes Bauteil kann daher entlang seiner Länge mit mehreren Expositionsbedingungen konfrontiert sein. \[5\] \[5\] [**Corrosion resistance of stainless steels in soils and concrete**](https://worldstainless.org/wp-content/uploads/2025/02/CorrResist_SoilsConcrete_EN.pdf). World Stainless. World Stainless technical guidance, 2025.

Die 2025 veröffentlichte Richtlinie von World Stainless nennt Chloridkonzentration, Bodenwiderstand und pH-Wert als zu berücksichtigende Variablen bei der Auswahl von erdverlegtem Edelstahl. Der Bodenwiderstand ist ein praktischer Indikator dafür, wie leicht Ionenstrom durch den Boden fließen kann, beschreibt jedoch nicht die vollständige Chemie. Ein niedriger Bodenwiderstand geht häufig mit höherer Feuchtigkeit und gelösten Salzen einher, während ein hoher Bodenwiderstand keine Sicherheit garantiert, wenn eine feuchte chloridhaltige Tasche, eine saure Zone oder ein Spalt vorhanden ist. Der pH-Wert beeinflusst die Stabilität des Passivfilms sowie die an Einschlüssen, Ablagerungen und beschädigten Bereichen ablaufenden Reaktionen. \[6\] \[6\] [**Corrosion resistance of stainless steels in soils and concrete**](https://worldstainless.org/wp-content/uploads/2025/02/CorrResist_SoilsConcrete_EN.pdf). World Stainless. World Stainless technical guidance, 2025.

World Stainless gibt in seiner Richtlinie zu Böden und Beton vergleichende PRE-Werte von 19 für 1.4301, 25 für 1.4401, 25 für 1.4521 und 34 für Duplex 1.4462 an. Diese Zahlen veranschaulichen den relativen Einfluss der Legierungschemie, sind jedoch keine eigenständigen Auswahlregeln. Die International Molybdenum Association definiert den Ausdruck für austenitische und Duplexstähle als „PREN = %Cr + 3.3(%Mo + 0.5%W) + 16%N.“ Ein höherer berechneter Wert weist im Allgemeinen auf eine höhere relative Beständigkeit gegen chloridinduzierte Lochkorrosion in bestimmten Umgebungen hin; Bodenentwässerung, Spaltgeometrie, Oberflächenzustand, Streuströme, Fertigungsfehler oder die Dauer der Benetzung werden darin jedoch nicht berücksichtigt.

Diese Unterscheidung ist für erdverlegte Güten 1.4301, 1.4401, 1.4521 und 1.4462 von Bedeutung. Ein PRE-Vergleich kann weder eine zulässige Chloridkonzentration für jeden Boden festlegen noch vorhersagen, ob eine Schweißnaht, eine Kupplung oder eine Übergangszone über Jahrzehnte passiv bleibt. World Stainless führt Type 304/304L für niedrige Auswahlwerte, Type 316/316L oder 444 für mittlere Bedingungen, Type 317L für strengere Bedingungen sowie Güten wie 904L, Superduplex und Legierungen mit 6 % Molybdän für stark aggressive Umgebungen an. Die tatsächliche Güteentscheidung sollte auf gemessenen oder fachlich belastbaren Standortdaten und den Folgen eines Versagens beruhen.

Bei der Planung erdverlegter Bauteile sollten Wasseransammlungen an Eintrittsstellen verhindert und der Übergang vom Boden zu Luft, Beton, Vergussmörtel oder einer gefluteten Kammer berücksichtigt werden. Der Bereich an der Bodenlinie ist häufig stärker exponiert als der vollständig erdverlegte Abschnitt, da er wechselnder Benetzung und Austrocknung, Sauerstoffzutritt und Salzkonzentration ausgesetzt ist. Das Verfüllmaterial sollte sauber, verträglich und frei von Rückständen aus Kohlenstoffstahl, chloridhaltigen Abfällen und Bauchemikalien sein. Das Verdichten ungeeigneten Füllmaterials um Edelstahl kann eine dauerhafte Ablagerung erzeugen. Auch die Entwässerung sowie kathodische Wechselwirkungen mit nahe gelegenem Kohlenstoffstahl, Bewehrungsstahl oder Fremdstromanlagen müssen geprüft werden.

### Stahlbeton, Chloride und der Kontext der Karbonatisierung

Edelstahl, der in gesundem, alkalischem Beton eingebettet ist, profitiert von einer passiven Umgebung. Dieser Schutz ist nicht absolut. Risse, Poren, Kiesnester, unzureichend verdichtete Überdeckung und Fugen können Wege für Wasser und gelöste Salze bilden. Chloridionen aus mariner Exposition, verunreinigten Zuschlagstoffen, Taumitteln oder Anmachwasser können zur Bewehrung wandern. Wenn die Chloridkonzentration am Stahl einen für die jeweilige Legierung und die Betonumgebung kritischen Zustand erreicht, kann die lokale Depassivierung Lochkorrosion verursachen.

Die Karbonatisierung verläuft auf einem anderen Weg. Atmosphärisches Kohlendioxid reagiert mit Zementhydraten und senkt die Alkalität von der Oberfläche nach innen. Karbonatisierter Beton kann den passiven Schutz herkömmlicher Bewehrung aus Kohlenstoffstahl verringern, doch Edelstahlgüten behalten im Allgemeinen über einen größeren Bereich von Betonbedingungen eine wirksame Beständigkeit. Die Karbonatisierung ist weiterhin von Bedeutung, wenn sie gemeinsam mit dem Eindringen von Chloriden, Rissbildung, geringer Überdeckung, Benetzungszyklen oder Spalten an Bewehrungsanschlüssen auftritt. Sie sollte nicht als ersatzweise Erklärung für jedes Versagen einer Bewehrung behandelt werden.

Beton kann ebenfalls Konzentrationszellen erzeugen. Ein Riss oder eine poröse Zone kann feucht bleiben, während der angrenzende Beton austrocknet; ein Stab, der diese Grenze überquert, kann daher entlang seiner Länge unterschiedlichen Sauerstoff- und Chloridbedingungen ausgesetzt sein. Mit Kohlenstoffstahl verbundene Edelstahlbewehrung kann eine galvanische Kopplung verursachen, insbesondere wenn eine kleine Edelstahlfläche mit einer großen aktiven Kohlenstoffstahlfläche verbunden ist oder wenn Chlorid den Kohlenstoffstahl depassiviert hat. Elektrische Kontinuität, Stabanordnung, Überdeckung, Rissbegrenzung und Entwässerung gehören in die Bewertung.

Dieselben Gütenummern können nicht ohne Berücksichtigung des Betonsystems von einer bewitterten Fassade auf eine Bewehrung übertragen werden. 1.4401 und 1.4521 weisen den vergleichenden PRE-Wert 25 von World Stainless auf, während Duplex 1.4462 mit 34 angegeben wird; diese Werte zeigen die relative Beständigkeit der Legierungen an, garantieren jedoch keine bestimmte Lebensdauer im Beton. Die Chloridbindung durch Zement, der Feuchtetransport, der elektrische Widerstand des Betons, die Rissbreite und die Temperatur beeinflussen jeweils Zeitpunkt und Ort des Angriffs. Details, die das Eindringen von Wasser in Fugen verhindern und verhindern, dass salzhaltiger Abfluss sich am Beton sammelt, können ebenso entscheidend sein wie die Auswahl einer Legierung mit höherem PRE-Wert.

## Auswahl von Edelstahlsorten

Die Auswahl einer Edelstahlsorte ist eine Expositionsbewertung und keine Rangfolge der Legierungen von schwach bis stark. Dieselbe Sorte kann in einer sauberen, gut entwässerten Inneninstallation gute Leistungen erbringen und in einem warmen, chloridhaltigen Spalt schnell versagen. Die Auswahl beginnt daher mit dem Korrosionsmechanismus, der die Lebensdauer bestimmen kann: Lochkorrosion, Spaltkorrosion, interkristalline Korrosion, Spannungsrisskorrosion, galvanische Korrosion oder allgemeine Korrosion. Die British Stainless Steel Association nennt alle sechs als wesentliche Mechanismen, die Edelstähle beeinflussen.

Eine von World Stainless veröffentlichte praktische Reihenfolge verknüpft zunehmend strengere Auswahlbedingungen mit zunehmend höher legierten Werkstoffgüten: Type 304/304L bei niedrigen Auswahlbewertungen; Type 316/316L oder Type 444 bei mittleren Bewertungen; Type 317L bei strengeren Bedingungen; sowie Werkstoffgüten wie 904L, Superduplex und Legierungen mit 6 % Molybdän für hochaggressive Umgebungen. Diese Reihenfolge ist bedingt. Sie gilt nur, wenn die Exposition nach der angegebenen Auswahlmethode von World Stainless definiert wurde, einschließlich deren Annahmen zu Chloriden, Temperatur, Benetzung, Verunreinigungen und Konstruktion. Sie ist keine universelle Tabelle für die Lebensdauer im Betrieb.

Die erste Frage lautet, ob das vorgeschlagene Bauteil trocken bleibt, frei entwässert wird oder eine konzentrierte Lösung zurückhält. Die Chloridkonzentration kann beim Verdunsten von Wasser stark ansteigen. Eine Dichtung, Überlappungsverbindung, Gewindeverbindung oder Ablagerung kann die Erneuerung des Sauerstoffs verhindern und einen Spalt erzeugen. Die BSSA erklärt, dass Spaltkorrosion dort beginnt, wo die Sauerstoffverfügbarkeit äußerst gering ist. Das ASM Handbook beschreibt den daraus entstehenden Angriff als gekoppelten Prozess, der elektrochemische Reaktionen, homogene chemische Reaktionen und Stofftransport umfasst. Die Geometrie ist ebenso maßgeblich wie die nominelle Legierungszusammensetzung.

Temperatur, pH-Wert, oxidierende Spezies, Schadstoffe, Oberflächenzustand, Wärmeeinbringung beim Schweißen und Eigenspannungen verändern anschließend die Auswahl. ASTM G78-95, veröffentlicht im Jahr 1995, beschreibt Verfahren zur Ermittlung von Bedingungen, die voraussichtlich Spaltkorrosion verursachen, sowie zum Vergleich der relativen Spaltkorrosionsbeständigkeit von nichtrostenden Eisenbasis- und Nickelbasislegierungen in festgelegten chloridhaltigen wässrigen Umgebungen. Ihre Ergebnisse lassen sich nicht unmittelbar in eine Lebensdauerprognose für jede gefertigte Konstruktion umrechnen.

### Type 304/304L und 1.4301

Auswahlabfolge für Edelstahlgüten von World Stainless, wie im Artikel beschrieben.
| Gütenfamilie | Typische Auswahlposition | Wichtige Einschränkung |
|---|---|---|
| Güte 304/304L | Niedrige Auswahlstufe | Begrenzte Reserve in chloridhaltigen Spalten |
| Güte 316/316L oder 444 | Mittlere Bedingungen | Weiterhin anfällig für heiße, konzentrierte Chloride |
| Güte 317L | Stärkere Beanspruchung | Erfordert Kontrolle von Konstruktion und Fertigung |
| 904L, Superduplex und 6 % Molybdän | Hochaggressive Umgebungen | Nicht immun gegen Spaltkorrosion oder spannungsbedingten Angriff |

Type 304 und Type 304L sind austenitische Chrom-Nickel-Edelstähle, die eingesetzt werden, wenn die Exposition zu einer niedrigen Auswahlbewertung führt und die Chloridkonzentration begrenzt bleibt. Die Bezeichnung 1.4301 nach EN 10088 entspricht Type 304, während die kohlenstoffarme Variante üblicherweise als 1.4307 bezeichnet wird; Type 304L ist die ASTM/UNS-Bezeichnung für die kohlenstoffarme Zusammensetzung. Der niedrige Kohlenstoffgehalt verringert das Risiko einer Sensibilisierung beim Schweißen, macht die Legierung jedoch nicht beständig gegen Lochkorrosion oder Spaltkorrosion durch Chloride.

Die zweckmäßige Unterscheidung besteht zwischen dem Fertigungszustand und der Beständigkeit gegenüber der Umgebung. Type 304L kann die Empfindlichkeit gegenüber der Ausscheidung von Chromkarbiden in den Wärmeeinflusszonen von Schweißnähten verringern, wodurch interkristalline Korrosion nach dem Schweißen vermieden werden kann. Die Legierung enthält jedoch kein Molybdän und bietet daher keine spezifische, auf Molybdän beruhende Erhöhung der Beständigkeit gegen chloridinduzierten lokalen Angriff. Eine polierte, saubere 304L-Oberfläche in einer belüfteten Innenanwendung stellt ein anderes Korrosionsproblem dar als ein 304L-Flansch unter einer salzkontaminierten Dichtung.

World Stainless gibt in seiner Leitlinie von 2025 zu Böden und Beton für 1.4301 einen PRE-Wert von 19 an. PRE ist hierbei ein Vergleichsindikator und keine Prognose der Eindringgeschwindigkeit oder der Auslegungslebensdauer. Die International Molybdenum Association definiert den gebräuchlichen Ausdruck für austenitische und Duplex-Stähle als „PREN = %Cr + 3.3(%Mo + 0.5%W) + 16%N“. Da 1.4301 wenig oder kein Molybdän und einen vergleichsweise begrenzten Stickstoffgehalt aufweist, ist der berechnete Wert niedriger als bei molybdänhaltigen oder stickstofflegierten Werkstoffgüten.

Type 304/304L ist daher ein rationaler Ausgangspunkt für Betriebsbedingungen mit niedrigem Chloridgehalt, niedriger Temperatur und guter Entwässerung bei kontrollierter Fertigung. Die Werkstoffgüte wird zu einer schlechten Wahl, wenn Ablagerungen, stehendes Wasser, Streusalz, Meeresgischt oder enge Spalte zentrale Merkmale der Konstruktion sind. Sauberkeit der Oberfläche und Entwässerung können wichtiger sein als ein kleiner nominaler Unterschied in der Zusammensetzung.

### Type 316/316L, 1.4401 und 1.4404

Type 316 und Type 316L enthalten zusätzlich Molybdän im austenitischen Chrom-Nickel-System. Molybdän erhöht im Vergleich zu Type 304 die Beständigkeit gegen chloridunterstützte Loch- und Spaltkorrosion, beseitigt jedoch keinen dieser beiden Mechanismen. Die Bezeichnung 1.4401 nach EN 10088 entspricht Type 316, während 1.4404 Type 316L mit niedrigem Kohlenstoffgehalt entspricht. Der niedrigere Kohlenstoffgehalt von 1.4404 unterstützt geschweißte Konstruktionen, indem er das Sensibilisierungsrisiko verringert; er sollte nicht als allgemeine Erhöhung der Beständigkeit gegenüber jeder korrosiven Umgebung interpretiert werden.

World Stainless weist 1.4401 in seiner Leitlinie von 2025 einen PRE-Wert von 25 zu, gegenüber 19 für 1.4301. Der numerische Unterschied ist für einen relativen Vergleich innerhalb eines definierten Werkstoff- und Chloridrahmens nützlich, legt jedoch weder die kritische Lochkorrosionstemperatur noch die Spaltkorrosionsschwelle oder die zulässige Chloridkonzentration für ein tatsächliches Bauteil fest. Diese Werte hängen von Oberflächenfinish, Einschlüssen, Schweißnähten, Ablagerungen, Lösungschemie und Prüfverfahren ab.

Type 316/316L wird in der Reihenfolge von World Stainless mit mittleren Auswahlbewertungen verbunden. Die Werkstoffgüte kann für atmosphärische Meeresexpositionen, viele Prozesswasseranwendungen sowie für Beton- oder Bodenbedingungen geeignet sein, die über den angenommenen Bereich für Type 304 hinausgehen, sofern das Bauteil entwässert wird und die Temperatur kontrolliert ist. In warmen, konzentrierten Chloriden und engen, stagnierenden Spalten bleibt sie anfällig. Ein 316L-Behälter mit chloridhaltigen Ablagerungen an einer heißen Flüssigkeitsleitung kann lokalen Angriff erleiden, selbst wenn seine Gesamtzusammensetzung vollständig den Anforderungen entspricht.

Das im Forschungsgrundlagenmaterial angeführte Handbuch für die Bemessung von Edelstahlkonstruktionen nennt Chloridgehalt, Temperatur, Schadstoffe, Säuregrad, Oxidationsmittel und Sauerstoff als Faktoren, die die Lochkorrosion beeinflussen. Es ordnet 1.4401 oder geeignete Duplex-Werkstoffgüten bei Küstenexposition oder Streusalzeinwirkung ebenfalls vor 1.4301 ein. Diese Empfehlung erfordert weiterhin Aufmerksamkeit für Schweißqualität, Spaltdetails und galvanische Kontakte. Eine Verbindung aus unterschiedlichen Metallen kann den Angriff am unedleren Bauteil oder an einer beschädigten passiven Oberfläche konzentrieren.

### 444, 317L, 904L, Duplex- und Werkstoffgüten mit 6 % Molybdän

Type 444 ist ein molybdänhaltiger ferritischer Edelstahl, der üblicherweise mit der EN-Bezeichnung 1.4521 verbunden wird. Seine ferritische Struktur vermeidet die nickelreiche austenitische Matrix und bietet in ausgewählten Umgebungen eine nützliche Beständigkeit gegen Chlorid-Lochkorrosion und Spannungsrisskorrosion. Er ist kein einfacher Ersatz für Type 316L: Umformverhalten, Schweißzähigkeit, Wärmeausdehnung und Fertigungsgrenzen unterscheiden sich. World Stainless gibt für 1.4521 in seiner Leitlinie von 2025 zu Böden und Beton einen PRE-Wert von 25 an, also denselben angegebenen Wert wie für 1.4401. Diese Gleichheit bedeutet jedoch nicht, dass in jeder Geometrie oder bei jedem Korrosionsmechanismus die gleiche Leistung erreicht wird.

Type 317L ist eine austenitische Werkstoffgüte mit höherem Molybdängehalt, die für strengere Bedingungen als der Bereich von 304/304L und 316/316L vorgesehen ist. Ihre Auswahl hängt davon ab, ob das zusätzliche Molybdän und Chrom der maßgeblichen Chlorid- oder Chemikalienexposition entgegenwirken. Auch sie erfordert eine Fertigung mit geringer Verunreinigung und eine zweckmäßige Spaltgestaltung. Wenn Zugspannung und eine bestimmte Umgebung gemeinsam auftreten, bleibt Spannungsrisskorrosion ein eigenständiges Problem; die BSSA erklärt, dass Rissbildung Zugspannung zusammen mit spezifischen Umgebungsfaktoren erfordert. Eine alleinige Erhöhung des PREN beseitigt diese Voraussetzung nicht.

Duplex-Edelstähle verbinden austenitische und ferritische Phasen. Eine verbreitete Werkstoffgüte, EN 1.4462, wird häufig mit Duplex-Edelstahl des Typs 2205 gleichgesetzt. Ihre Zusammensetzung und ihr Stickstoffgehalt können zu einer höheren Lochkorrosionsbeständigkeit als bei 304 oder 316 führen, während die ferritische Phase die Beständigkeit gegen chloridinduzierte Spannungsrisskorrosion verbessern kann. World Stainless gibt für 1.4462 einen PRE-Wert von 34 an, gegenüber 25 für 1.4401 und 1.4521 sowie 19 für 1.4301. Duplex-Werkstoffgüten bringen andere Kontrollanforderungen mit sich: Phasengleichgewicht, Lösungsglühen, thermische Zyklen beim Schweißen und Fertigungstemperatur müssen beherrscht werden. Eine mangelhafte Verarbeitung kann die Zähigkeit oder die lokale Korrosionsbeständigkeit trotz einer günstigen nominalen Analyse vermindern.

904L ist eine hochlegierte austenitische Werkstoffgüte mit erheblichen Gehalten an Nickel und Molybdän; Kupfer unterstützt zusätzlich die Beständigkeit in bestimmten reduzierenden sauren Medien. Sie gehört zum Bereich hoher Aggressivität in der Reihenfolge von World Stainless, doch ihre Auswahl muss auf die Chemie abgestimmt werden und darf sich nicht allein auf ihre Bezeichnung stützen. Superduplex-Werkstoffgüten verbinden hohe Gehalte an Chrom, Molybdän und Stickstoff mit einer Duplex-Metallurgie. Sie können eine Lösung für starke Chloridexposition, hohe mechanische Belastung und Bedenken hinsichtlich der chloridinduzierten Spannungsrisskorrosion darstellen, vorbehaltlich der Anforderungen an Schweißung und Phasenkontrolle.

Die austenitischen Werkstoffgüten mit 6 % Molybdän liegen in einem noch höheren Legierungsbereich. Ihre Gehalte an Chrom, Molybdän und Stickstoff sorgen für eine hohe Beständigkeit gegen Loch- und Spaltkorrosion in anspruchsvollen Chloridlösungen; Spaltgeometrie, Temperatur und oxidierende Bedingungen können jedoch weiterhin das Versagen bestimmen. Sie sollten anhand geeigneter Prüfungen und Betriebsdaten beurteilt werden, nicht allein anhand des PREN. Die IMOA-Gleichung zeigt die relative Lochkorrosionsbeständigkeit in chloridhaltigen Umgebungen an; sie berücksichtigt galvanische Korrosion, Erosionskorrosion, interkristallinen Angriff, Fertigungsfehler oder Spannungsrisskorrosion jedoch nicht vollständig.

Für unterirdisch verlegten Edelstahl fordert World Stainless ausdrücklich die Berücksichtigung von Chloridkonzentration, Bodenwiderstand und pH-Wert. Eine Werkstoffgüte, die anhand einer Bewertung ohne diese Messungen ausgewählt wurde, ist noch nicht abschließend ausgewählt. Die gleiche Vorgehensweise gilt für Beton, Prozessanlagen und Meereskonstruktionen: Benetzung und Aufkonzentration definieren, Spalte und Spannungen ermitteln, die Fertigung berücksichtigen und anschließend die niedrigste Legierungsfamilie auswählen, die den ermittelten Mechanismus mit einer glaubwürdigen Sicherheitsmarge beherrscht. Wenn die Exposition ungewiss ist, kann eine Änderung der Konstruktion zur Beseitigung stagnierender Spalte einen zuverlässigeren Schutz bieten als der Wechsel um eine Stufe zu einer höher legierten Werkstoffgüte.

## Fertigung, Oberflächenzustand und Instandhaltung als Korrosionsvariablen

Eine nichtrostende Stahlsorte behält ihre nominelle Korrosionsbeständigkeit während der Fertigung und im Betrieb nicht unverändert bei. Schweißen, Schleifen, Handhabung, Ablagerungen und Entwässerung können die lokale Oberfläche so verändern, dass ein Angriff einsetzt, der bei einer sauberen, gut bearbeiteten Probe nicht auftreten würde. Die Auswahl der Stahlsorte bleibt wichtig, kann jedoch eine wärmeverfärbte Schweißnaht, eingebetteten Kohlenstoffstahl, einen rauen Spalt oder eine horizontale Auflage, auf der sich chloridhaltige Lösung hält, nicht automatisch ausgleichen.

Diese Unterscheidung ist wichtig, weil Korrosion bei nichtrostenden Stählen häufig örtlich und nicht gleichmäßig auftritt. Die British Stainless Steel Association nennt Lochkorrosion, Spaltkorrosion, interkristalline Korrosion, Spannungsrisskorrosion, galvanische Korrosion und allgemeine Korrosion als wesentliche Mechanismen. Die Fertigung kann die Empfindlichkeit gegenüber mehreren dieser Mechanismen gleichzeitig erhöhen.

![Korrosionsmechanismen von Edelstahl und Auswahl der Werkstoffgüte](/images/uploads/c950d933-1a91-4536-990d-ea78f94db1b4/wiki-inline-a-stainless-steel-welded-joint-showing-heat-tint-beside-the-weld-controlled-grin-1920x1288.jpg)[](/images/uploads/c950d933-1a91-4536-990d-ea78f94db1b4/wiki-inline-a-stainless-steel-welded-joint-showing-heat-tint-beside-the-weld-controlled-grin-1920x1288.avif "Bild vergrößern — Korrosionsmechanismen von Edelstahl und Auswahl der Werkstoffgüte")Weld heat tint and contamination can change the starting condition of the passive surface.

### Schweißen, Wärmeverfärbung und Verunreinigung

Schweißen verändert sowohl das Metall als auch dessen Oxidschicht. Eine Wärmeverfärbung ist die sichtbare Verfärbung, die entsteht, wenn die erhitzte Edelstahloberfläche mit Sauerstoff reagiert. Ihre Farbe ist kein zuverlässiges Maß für das Betriebsverhalten, doch das Oxid unterhalb und im Umfeld der Verfärbung ist im Allgemeinen weniger schützend als der ordnungsgemäß gebildete Passivfilm auf einer sauberen Oberfläche. Unter dem Oxid kann das Chrom örtlich verarmt sein, während die raue, unregelmäßige Zunderschicht Feuchtigkeit und Chloride zurückhalten kann. Bei einem Bauteil aus Typ 304L oder Typ 316L kann das Belassen einer Wärmeverfärbung in einer feuchten oder chloridhaltigen Einsatzumgebung daher Stellen für Loch- und Spaltkorrosion schaffen.

Die Nachbehandlung der Schweißnaht muss zum Fertigungsverfahren und zur Einsatzumgebung passen. Durch mechanisches Entfernen mit geeigneten, ausschließlich für Edelstahl verwendeten Schleifmitteln kann die Zunderschicht entfernt werden; bei unsachgemäßer Ausführung kann die Oberfläche jedoch auch verschmiert oder durch Riefen beschädigt werden. Chemisches Beizen entfernt die Wärmeverfärbung und das zugehörige Oxid gleichmäßiger, während Passivierungsbehandlungen nach der Fertigung die Bildung eines sauberen, chromreichen Passivfilms fördern können. Dies sind unterschiedliche Arbeitsgänge: Beizen entfernt Verunreinigungen und Zunderschichten, während die Passivierung die gereinigte Oberfläche konditioniert. Die Behandlung sollte hinsichtlich Konzentration, Temperatur, Einwirkzeit und Abfallbehandlung kontrolliert werden, anstatt sie als einen nicht näher spezifizierten Reinigungsschritt anzuwenden.

Auch die Gestaltung der Schweißverbindung ist von gleicher Bedeutung. Unvollständige Durchschweißung, Einbrandkerben, Überlappungen, Lichtbogenansatzstellen und unterbrochene Schweißnähte können enge Hohlräume bilden. Ein Spalt unter einem Schweißnahtansatz, einem Unterlegstreifen oder einer Überlappungsverbindung kann feucht bleiben, nachdem die umgebende Oberfläche bereits getrocknet ist. Das ASM Handbook beschreibt Spaltkorrosion als einen gekoppelten Prozess, der elektrochemische Reaktionen, homogene chemische Reaktionen und Stofftransport umfasst. Die Geometrie steuert diese Prozesse. Eine höher legierte Stahlsorte beseitigt weder den durch eine fehlerhaft ausgeführte Verbindung erzeugten Sauerstoffunterschied noch die stagnierende Chemie.

Schweißen kann auch die interkristalline Korrosion beeinflussen. Eine übermäßige Wärmeeinbringung, ungeeignete thermische Zyklen oder eine längere Exposition im sensibilisierenden Temperaturbereich können bei empfindlichen austenitischen nichtrostenden Stählen die Ausscheidung von Chromkarbiden an den Korngrenzen ermöglichen. Kohlenstoffarme Stahlsorten wie Typ 304L und Typ 316L verringern dieses Risiko, ebenso stabilisierte Stahlsorten wie Typ 321 und Typ 347, sofern die Konstruktion und das Schweißverfahren dies erfordern. Die richtige Auswahl des Schweißzusatzes, eine kontrollierte Wärmeeinbringung und ein freigegebenes Schweißverfahren bleiben dennoch erforderlich. Duplexstähle bringen eine zusätzliche Problematik mit sich: Eine zu hohe oder zu geringe Wärmeeinbringung kann das Ferrit-Austenit-Gleichgewicht stören und die lokale Korrosionsbeständigkeit oder Zähigkeit verringern.

Eisenverunreinigung ist ein davon unabhängiger und häufiger Fertigungsfehler. Werkzeuge aus Kohlenstoffstahl, Drahtbürsten, Hebeketten, Schleifstaub und Werkstattverunreinigungen können freies Eisen auf Edelstahl hinterlassen. Der nichtrostende Grundwerkstoff kann einwandfrei sein, während das abgelagerte Eisen unter feuchten oder chloridhaltigen Bedingungen rostet und irreführende rotbraune Verfärbungen erzeugt. Noch wichtiger ist, dass Partikel örtliche elektrochemische Zellen bilden und Bereiche von der Sauerstoffzufuhr abschirmen können. Ausschließlich für Edelstahl bestimmte Bürsten und Schleifmittel sollten von Ausrüstungen aus Kohlenstoffstahl getrennt gehalten werden; Oberflächen sollten vor Schleifstaub und Funken geschützt werden. Eine abschließende Reinigung und Inspektion sollte Verunreinigungen erkennen, bevor das Bauteil in Betrieb genommen wird.

### Oberflächenrauheit, Einschlüsse und Passivierung

Die Oberflächenbeschaffenheit beeinflusst, wie leicht sich ein Passivfilm bildet und wie lange Ablagerungen anhaften. Tiefe Schleifspuren, Grate, Faltungen und Schweißspritzer vergrößern die Fläche, auf der sich Wasser, Salze und Prozessfeststoffe halten können. Auch die Schleifrichtung ist von Bedeutung. Lange Riefen quer zu einem Entwässerungsweg können Flüssigkeit zurückhalten, während zufällig verlaufende grobe Kratzer zahlreiche geschützte Stellen erzeugen. Die Bearbeitung sollte Fehler beseitigen, anstatt lediglich um sie herum zu polieren, und die endgültige Bearbeitungsrichtung sollte, soweit praktikabel, die Entwässerung unterstützen.

Das Schleifmittel muss für Edelstahl geeignet sein. Zuvor für Kohlenstoffstahl verwendete Schleifmittel können Eisen übertragen; überhitztes Schleifen kann eine beschädigte, oxidierte Schicht erzeugen; und aggressives lokales Schleifen kann ein Bauteil ausdünnen oder Spannungskonzentrationen verursachen. Ein glattes Erscheinungsbild allein sagt wenig aus. Die Inspektion sollte Schweißnahtübergänge, Spalte, Ecken, Unterseiten und durch Anbauteile verdeckte Bereiche umfassen.

Nichtmetallische Einschlüsse im Stahl können ebenfalls zu Ausgangsstellen werden, wenn sie durch Bearbeiten oder Schleifen freigelegt werden. Mangansulfideinschlüsse können sich beispielsweise in chloridhaltigem Wasser bevorzugt auflösen und kleine Hohlräume hinterlassen, aus denen sich Lochkorrosion entwickelt. Eine saubere Stahlerzeugung verringert das einschlussbedingte Risiko, doch die Fertigung bestimmt weiterhin, ob Einschlüsse geöffnet, verschmiert oder unter einer beschädigten Oberfläche belassen werden. PREN hilft beim Vergleich der relativen Lochkorrosionsbeständigkeit geeigneter Stahlsorten, sagt jedoch nicht die Lebensdauer einer bestimmten zerkratzten oder verunreinigten Oberfläche voraus. Die International Molybdenum Association gibt den Ausdruck für austenitische und Duplexstähle als „PREN = %Cr + 3.3(%Mo + 0.5%W) + 16%N“ an. Er ist ein nützliches Maß für die Auswahl der Stahlsorte, aber kein Ersatz für die Kontrolle der Oberfläche.

Die Passivierung hängt von Sauberkeit und Sauerstoffzutritt ab. Öl, Klebstoff, Werkstattverschmutzungen, Zunderschichten und Eisenpartikel beeinträchtigen die Bildung des Films. Die Reinigung sollte der Passivierung vorausgehen, und die fertige Oberfläche sollte gespült werden, damit sich Behandlungsrückstände nicht als Ablagerungen festsetzen. World Stainless gibt in seinem Leitfaden zu Böden und Beton aus dem Jahr 2025 PREN-Werte von 19 für 1.4301, 25 für 1.4401 und 1.4521 sowie 34 für Duplexstahl 1.4462 an. Diese Unterschiede sind relevant, doch eine schlecht bearbeitete Oberfläche aus 1.4401 kann in einem Spalt dennoch Lochkorrosion entwickeln, während eine saubere, gut entwässerte Oberfläche einer niedriger legierten Stahlsorte intakt bleiben kann.

### Reinigung, Inspektion und Beseitigung von Wasserfallen

Die Instandhaltung beginnt mit Konstruktionsdetails, die das Trocknen der Oberflächen ermöglichen. Durchgehende Schweißnähte sind im Allgemeinen unterbrochenen Schweißnähten vorzuziehen, wenn Letztere Taschen bilden; Verbindungen sollten unverschlossene Überlappungen vermeiden; und horizontale Auflagen, Totleitungen, zurückgesetzte Schrauben sowie eng anliegende Unterlegscheiben sollten keine Prozessflüssigkeit sammeln. Ablauföffnungen müssen groß genug sein, um auch nach der Fertigung wirksam zu bleiben, und sie sollten das Wasser ableiten, ohne verunreinigtes Wasser auf ein anderes Bauteil zu lenken. Spaltkorrosion beginnt dort, wo die Sauerstoffverfügbarkeit extrem gering ist, wie die BSSA erläutert. Daher ist die Beseitigung stagnierender Bereiche häufig wirksamer, als lediglich eine höher legierte Stahlsorte vorzuschreiben.

Ablagerungen verdienen auch dann Aufmerksamkeit, wenn die zugrunde liegende Stahlsorte geeignet ist. Chloridsalze aus Meerwasser, Enteisungsmitteln, Reinigungsmitteln oder Handkontakt können sich beim Verdunsten des Wassers aufkonzentrieren. Schmutz, Zunder und biologische Ablagerungen halten Feuchtigkeit am Metall und erzeugen Belüftungselemente mit unterschiedlichen Sauerstoffkonzentrationen. Die Reinigungshäufigkeit sollte sich nach der Belastung durch Verunreinigungen, der Temperatur, dem Benetzungsmuster und den Folgen eines Versagens richten. Durch Spülen mit Frischwasser können lösliche Salze entfernt werden; neutrale Reinigungsmittel und nicht verunreinigende Pads können Schmutz beseitigen. Chloridhaltige Reiniger, Salzsäure und Stahlwolle sind für die routinemäßige Instandhaltung von Edelstahl ungeeignet.

Bei der Inspektion sollte nach Verfärbungen, Lochfraß, Rostverfärbungen, Spaltablagerungen, Schweißfehlern und Bereichen gesucht werden, die feucht bleiben, nachdem die angrenzenden Oberflächen getrocknet sind. Eine Sichtprüfung mit Vergrößerung kann Lochfraß sichtbar machen, der bei einer allgemeinen Begehung übersehen wird; in kritischen Einsatzbereichen können Rauheitsmessungen, eine Untersuchung mit einem Endoskop oder eine Prüfung auf Chloridrückstände gerechtfertigt sein. Wird Korrosion festgestellt, sollten ihr Ort und ihre Geometrie dokumentiert werden, bevor durch die Reinigung wichtige Hinweise entfernt werden. ASTM G78-95 enthält Verfahren zur Ermittlung von Bedingungen, die voraussichtlich Spaltkorrosion verursachen, sowie zum Vergleich der relativen Spaltkorrosionsbeständigkeit in festgelegten chloridhaltigen wässrigen Umgebungen.

Schließlich kann die Instandhaltung nicht jedes Fertigungsrisiko beseitigen. Durch Schweißen oder Umformen hervorgerufene Zug-Eigenspannungen können gemeinsam mit Chloriden und Temperatur zu Spannungsrisskorrosion führen; die BSSA stellt fest, dass für die Rissbildung Zugspannung zusammen mit bestimmten Umweltfaktoren erforderlich ist. Ein Wechsel der Stahlsorte kann die Empfindlichkeit gegenüber einem Faktor verringern, während das Problem aus Geometrie, Spannung und Ablagerungen unverändert bestehen bleibt. Eine dauerhafte Leistungsfähigkeit entsteht daher durch die abgestimmte Auswahl der Stahlsorte, eine kontrollierte Fertigung, saubere Oberflächen, inspizierbare Verbindungen und eine zuverlässige Entwässerung.

## Eine Methode zur Entscheidungsfindung anhand der Einsatzumgebung

Die Auswahl eines nichtrostenden Stahls sollte mit der Einsatzumgebung beginnen, nicht mit einer Werkstoffbezeichnung wie „maritim“, „küstennahe Umgebung“ oder „chemische Anwendung“. Solche Bezeichnungen verdichten zu viele Variablen in einem einzigen Wort. Ein geschütztes Küstendach, eine kontinuierlich von Meerwasser benetzte Rohrleitung, eine mit Streusalz belastete Straßenkonstruktion und ein Prozessbehälter mit chloridhaltiger Säure können allesamt als Einsatz in maritimer oder chemischer Umgebung bezeichnet werden, stellen jedoch sehr unterschiedliche Korrosionsbedingungen dar.

Die praktische Frage lautet nicht, ob ein Werkstoff allgemein korrosionsbeständig ist. Entscheidend ist vielmehr, ob seine Oberfläche, sein Gefüge, sein Fertigungszustand und sein Spannungszustand der maßgebenden Umgebung über den erforderlichen Zeitraum standhalten können.

### Exposition vor der Auswahl eines Werkstoffs definieren

Die Exposition ist als Betriebs- und Umgebungsbedingungen zu erfassen. Beginnen Sie mit der Chloridkonzentration, betrachten Sie jedoch nicht einen einzelnen Labor- oder Schüttwasserwert als vollständige Beschreibung der Exposition. Chlorid kann sich durch Verdunstung unter Ablagerungen, an Flüssigkeitsgrenzen, innerhalb von Isolierungen, unter Dichtungen und in engen Verbindungen anreichern. Eine intermittierende Besprühung kann daher schädlicher sein als das Eintauchen in saubereres, kontinuierlich erneuertes Wasser. Berücksichtigen Sie erwartete Spitzenwerte und nicht nur die durchschnittliche Zusammensetzung.

Die Temperatur beeinflusst Reaktionsgeschwindigkeiten, Sauerstofflöslichkeit, Verdunstung und die Stabilität passiver Deckschichten. Erfassen Sie normale und abweichende Betriebstemperaturen, Temperaturwechsel sowie lokale Überhitzungen in der Nähe von Schweißnähten oder Wärmetauschern. Messen oder spezifizieren Sie den pH-Wert und bestimmen Sie das Vorhandensein von Säuren, Laugen, Sulfiden, oxidierenden Salzen, reduzierenden Spezies und organischen Verunreinigungen. Salpetersäure, Hypochlorit, Eisen(III)-Ionen und Wasserstoffperoxid erzeugen nicht dieselben elektrochemischen Bedingungen wie Natriumchlorid allein. Oxidierende Bedingungen können das Korrosionspotenzial erhöhen und lokale Korrosion in einer chloridhaltigen Umgebung begünstigen.

Beschreiben Sie den Feuchtezustand ebenso sorgfältig. Ist die Oberfläche kontinuierlich eingetaucht, wird sie regelmäßig benetzt oder ist sie nominell trocken, jedoch Kondensation ausgesetzt? Wie schnell trocknet sie? Gibt es Ablagerungen aus Salz, Schlamm, Kesselstein, Produktresten oder biologischem Material? Ablagerungen können Feuchtigkeit zurückhalten und Unterschiede in der Sauerstoffversorgung oder Konzentration erzeugen. Eine saubere Außenfläche und die Unterseite eines verunreinigten Flansches sind unterschiedliche Umgebungen.

Die Geometrie gehört in die Spezifikation. Erfassen Sie Überlappungsverbindungen, Gewindeverbindungen, Dichtflächen, Schraubenköpfe, Halteklammern, Entwässerungstaschen und teilweise abgedichtete Hohlräume. Die British Stainless Steel Association erklärt, dass Spaltkorrosion dort beginnt, wo die Sauerstoffverfügbarkeit äußerst gering ist. Dieser Zustand kann unter einer Unterlegscheibe auftreten, selbst wenn die umgebende Oberfläche weiterhin blank bleibt. Das ASM Handbook beschreibt Spaltkorrosion als gekoppelten Prozess, an dem elektrochemische Reaktionen, homogene chemische Reaktionen und Stofftransport beteiligt sind; Spaltbreite, Spalttiefe, Oberflächenzustand und Lösungsaustausch sind dabei sämtlich von Bedeutung.

Spannungen müssen erfasst und dürfen nicht einfach als unerheblich vorausgesetzt werden. Berücksichtigen Sie Eigenspannungen aus Kaltumformung, Bearbeitung und Schweißen, aufgebrachte Zugspannungen, zyklische Belastungen sowie die Behinderung der Wärmeausdehnung. Die BSSA weist darauf hin, dass Spannungsrisskorrosion Zugspannung zusammen mit bestimmten Umweltfaktoren erfordert. Chlorid, Temperatur und Werkstoffgefüge werden dann entscheidend. Ein Werkstoff, der in einer unbelasteten Probe Lochkorrosion widersteht, kann für ein heißes, chloridverunreinigtes Bauteil unter anhaltender Zugspannung dennoch ungeeignet sein.

Bei erdverlegtem oder eingebettetem nichtrostendem Stahl sind zusätzlich Bodenwiderstand, Feuchterückhaltung, Entwässerung, Chlorid- und Sulfatgehalt, pH-Wert, Redoxbedingungen, vagabundierende Ströme sowie der Kontakt mit Beton oder anderen Metallen zu erfassen. World Stainless nennt die Chloridkonzentration, den Bodenwiderstand und den pH-Wert ausdrücklich als Auswahlvariablen für erdverlegten nichtrostenden Stahl. Bestimmen Sie abschließend die galvanischen Partner: Kohlenstoffstahl, verzinkter Stahl, Kupferlegierungen, Nickellegierungen, Titan und sogar Schweißplattierungen können die elektrochemische Anordnung verändern. Flächenverhältnis, elektrische Kontinuität und die Leitfähigkeit des Elektrolyten bestimmen, ob eine galvanische Kopplung von Bedeutung ist.

Der Fertigungszustand vervollständigt die Definition der Exposition. Geben Sie die tatsächliche Produktform, die Wärmebehandlung, das Schweißverfahren, den Zusatzwerkstoff, das Beizen und Passivieren, die Oberflächenbearbeitung, die Entfernung von Zunder, die Kontrolle von Verunreinigungen und die Reinigung nach dem Schweißen an. Ein lösungsgeglühtes Blech und eine wärmeverfärbte Schweißkonstruktion besitzen keine gleichwertigen Oberflächen. Der maßgebende Mechanismus kann Lochkorrosion, Spaltkorrosion, allgemeine Korrosion, interkristalline Korrosion, galvanische Korrosion oder Spannungsrisskorrosion sein; die Werkstoffauswahl folgt dieser Diagnose.

### Vorselektion mit PREN und Korrosionstabellen

Sobald Mechanismus und Exposition definiert sind, werden geeignete Werkstoffe anhand veröffentlichter Zusammensetzungsdaten, des PREN und von Korrosionstabellen vorselektiert. Für austenitische und Duplexstähle gibt die International Molybdenum Association folgende Gleichung an:

**PREN = %Cr + 3.3(%Mo + 0.5%W) + 16%N**

Ein höherer PREN weist unter vergleichbaren Bedingungen im Allgemeinen auf eine größere relative Beständigkeit gegenüber chloridinduzierter Lochkorrosion hin. Er sagt weder eine garantierte Lebensdauer noch eine kritische Chloridkonzentration oder die Beständigkeit gegenüber jeder Korrosionsform voraus. Die Formel berücksichtigt außerdem weder die Spaltgeometrie, Oberflächenverunreinigungen, das Gefüge der Schweißnaht, Eigenspannungen, den Temperaturverlauf noch galvanische Effekte. Stickstoffgehalte und die chemische Zusammensetzung einzelner Schmelzen sind von Bedeutung; für Legierungen mit Wolfram können unterschiedliche PREN-Konventionen verwendet werden.

Verwenden Sie den PREN als Vergleichskennzahl und nicht als Ja-Nein-Grenzwert. World Stainless gibt für Böden und Beton PRE-Werte von 19 für 1.4301, 25 für 1.4401 und 1.4521 sowie 34 für Duplexstahl 1.4462 an. Diese Werte helfen bei der Rangordnung von Kandidaten, bedeuten jedoch nicht, dass 1.4521 in jedem Boden identisch mit 1.4401 arbeitet oder dass 1.4462 gegen Spaltangriff immun ist. Lokale Sauerstoffverarmung und Ablagerungen können eine günstige Zusammensetzung des Grundwerkstoffs außer Kraft setzen.

Veröffentlichte Korrosionstabellen bilden den nächsten Filter. World Stainless ordnet niedrigere Auswahlwerte dem Typ 304/304L, mittlere Bedingungen dem Typ 316/316L oder 444, anspruchsvollere Bedingungen dem Typ 317L und hochaggressiven Umgebungen 904L, Superduplex- oder 6-%-Molybdän-Legierungen zu. Betrachten Sie diese Zuordnungen als bedingte Orientierung. Typ 316L kann für ein entwässertes, regelmäßig gewaschenes Bauteil in Küstennähe ein sinnvoller Kandidat sein, während eine Spaltverbindung, die warmem und sich anreicherndem Chlorid ausgesetzt ist, möglicherweise eine andere Konstruktion, eine andere Legierung oder beides erfordert. „Maritimer Werkstoff“ bezeichnet weder den Chloridgehalt noch die Temperatur oder den Nass-Trocken-Zyklus.

Prüfen Sie die Tabelle anhand des tatsächlich maßgebenden Mechanismus. Der PREN ist für Lochkorrosion hilfreich und liefert häufig nützliche Vergleichsinformationen zur Spaltbeständigkeit, erfasst jedoch weder interkristalline Korrosion infolge von Sensibilisierung noch weist er die Beständigkeit gegen chloridinduzierte Spannungsrisskorrosion nach. Ein niedriger legierter Werkstoff mit einer soliden, entwässerten Konstruktion kann einen Werkstoff mit höherem PREN übertreffen, der unter Ablagerungen eingeschlossen ist. Umgekehrt kann eine glatte, offene Oberfläche ein erhebliches Risiko an einer Dichtung oder Schweißnaht verdecken.

### Bestätigung der Auswahl durch Prüfungen und Normen

Die Prüfungen sollten den vermuteten Schadensmechanismus und den ungünstigsten plausiblen Betriebszustand nachbilden. Wenn Spaltkorrosion maßgebend ist, ist ASTM G78-95 unmittelbar relevant. ASTM International beschreibt dieses Prüfverfahren als eine Methode zur Ermittlung von Bedingungen, die voraussichtlich Spaltkorrosion verursachen, sowie zum Vergleich der relativen Spaltkorrosionsbeständigkeit von nichtrostenden Eisen- und Nickellegierungen in festgelegten chloridhaltigen wässrigen Umgebungen. Die darin verwendeten Spaltbildner und Expositionsbedingungen machen den Vergleich aussagekräftiger als eine polierte, frei exponierte Probe.

Für Vergleiche der Lochkorrosion können Verfahren mit Eisen(III)-chlorid nach ASTM G48 oder Prüfungen der kritischen Lochkorrosionstemperatur nach ASTM G150 zweckmäßig sein, sofern ihre Grenzen angegeben werden. Eisen(III)-chlorid ist ein aggressives Screeningmedium und keine Nachbildung jeder Prozesslösung. Die kritische Lochkorrosionstemperatur liefert unter einem festgelegten Prüfprotokoll vergleichende Erkenntnisse, ist jedoch keine direkte Vorhersage der Anlagenlebensdauer. Die Verfahren nach ASTM A262 behandeln die Anfälligkeit austenitischer nichtrostender Stähle gegenüber interkristallinem Angriff. Wenn die thermische Vorgeschichte von Bedeutung ist, können eine Schweißnahtqualifizierung und eine metallografische Untersuchung erforderlich sein.

Bei der Bewertung von Spannungsrisskorrosion müssen die maßgebende Zugspannung, der Eigenspannungszustand, die Temperatur und die chemische Umgebung angewendet werden. Eine Prüfung, bei der eine dieser Variablen fehlt, kann eine Rissbildung nicht ausschließen. Wenn galvanische Korrosion möglich ist, sind die tatsächlich gekoppelten Werkstoffe mit repräsentativen Flächenverhältnissen, elektrischer Kontinuität und Elektrolytchemie zu prüfen. Bei erdverlegten Bauteilen sind Böden oder synthetische Porenlösungen zu verwenden, die Bodenwiderstand, Feuchtigkeit, Chlorid und pH-Wert nachbilden, statt sich ausschließlich auf Daten aus Meerwasser zu stützen.

Die endgültige Entscheidung sollte die Expositionsbedingungen, den maßgebenden Mechanismus, die Zusammensetzungen der Kandidaten, die PREN-Berechnung, den Vergleich mit veröffentlichten Tabellen, die Fertigungskontrollen, das Prüfverfahren, die Annahmekriterien und den Inspektionsplan dokumentieren. Wenn die Konstruktion von einer ungeprüften Annahme abhängt – beispielsweise einer schnellen Entwässerung, dem Ausbleiben einer Chloridanreicherung oder vernachlässigbaren Eigenspannungen –, gehört diese Annahme in die Konstruktionsgrundlage und in die Wartungsinspektionen. Die Werkstoffauswahl ist daher eine iterative Ingenieurentscheidung: Umgebung definieren, den möglichen Beginn des Angriffs bestimmen, Legierungen vorselektieren, die plausible Schwachstelle prüfen und anschließend Geometrie oder Fertigungsanforderungen überarbeiten, wenn eine Änderung des Werkstoffs allein das Risiko nicht beherrschen kann.

## Häufige Fehler bei der Werkstoffauswahl

### 304 als universell korrosionsbeständig behandeln

Austenitischer nichtrostender Stahl des Typs 304, der nach EN-Normen üblicherweise als **1.4301** bezeichnet wird, wird häufig als allgemeine Lösung für jedes Korrosionsproblem betrachtet. Das ist ein Konstruktionsfehler. Sein Chromgehalt unterstützt die Bildung einer Passivschicht, doch 1.4301 enthält keinen gezielten Molybdänzusatz und weist daher eine geringere Beständigkeit gegen chloridinduzierte Loch- und Spaltkorrosion auf als molybdänhaltige Güten wie **1.4401** (Typ 316) oder geeignete Duplexstähle.

Der Unterschied ist besonders dort von Bedeutung, wo Oberflächen dauerhaft nass bleiben, sich Ablagerungen ansammeln oder Salz durch Verdunstung wiederholt aufkonzentriert wird. Küstensprühnebel, Brandungszonen, Streusalze und belastetes Oberflächenabwasser können Chloridgehalte erzeugen, die deutlich über den durch die umgebende Atmosphäre nahegelegten Werten liegen. Ein sauberes, frei entwässertes Geländer aus 1.4301 kann eine akzeptable Leistung erbringen, während dieselbe Güte unter einer Dichtung, an einer verschraubten Überlappungsverbindung oder innerhalb einer teilweise abgedichteten Halterung örtliche Korrosion entwickeln kann.

Das Konstruktionshandbuch für nichtrostende Baustähle nennt Chloridgehalt, Temperatur, Schadstoffe, Säuregrad, Oxidationsmittel und Sauerstoffverfügbarkeit als Faktoren, die die Lochkorrosion beeinflussen. Es weist ausdrücklich darauf hin, dass **1.4401 oder geeignete Duplexgüten gegenüber 1.4301 bei Einwirkung von Küstenatmosphäre oder Streusalz bevorzugt werden**. „Bevorzugt“ ist hier eine Beurteilung der Betriebsumgebung und keine Garantie dafür, dass 1.4401 korrosionsfrei bleibt. Eine Duplexgüte wie **1.4462** kann einen größeren Sicherheitsabstand gegen örtlichen Chloridangriff bieten; ihre Eignung hängt jedoch weiterhin von Konstruktion, Fertigung und Exposition ab.

Die Leitlinie von World Stainless zu Böden und Beton aus dem Jahr 2025 veranschaulicht den relativen, nicht den absoluten Charakter solcher Vergleiche. Sie nennt PREN-Werte von **19 für 1.4301, 25 für 1.4401 und 1.4521 sowie 34 für Duplexstahl 1.4462**. Diese Werte sprechen bei stärkerer Chloridbelastung für die Auswahl einer höher legierten Güte; sie machen aus einem ausgesetzten Spalt jedoch kein sicheres Konstruktionsdetail. Bei Anwendungen im Erdreich fordert dieselbe Leitlinie, Chloridkonzentration, Bodenwiderstand und pH-Wert zu berücksichtigen. Eine Güte, die anhand atmosphärischer Annahmen ausgewählt wurde, kann für einen feuchten, chloridhaltigen Boden ungeeignet sein.

Auch die Fertigung kann einen Teil des erwarteten Vorteils zunichtemachen. Anlauffarben, eingebettete Eisenpartikel, grobe Schleifspuren und Verunreinigungen durch Schweißarbeiten können den örtlichen Passivzustand beeinträchtigen oder Stellen für die Einleitung von Korrosion schaffen. Eine unzureichende Entwässerung hat eine ähnliche Wirkung. Die Auswahl von 1.4401 bei gleichzeitiger Beibehaltung enger Spalte, horizontaler Auflageflächen und verunreinigter Schweißnähte ist kein Ersatz für die Beherrschung dieser Konstruktionsmerkmale.

### Annehmen, dass 316 Chloridkorrosion ausschließt

**1.4401** beziehungsweise Typ 316 ist gegenüber Lochkorrosion durch Chloride beständiger als 1.4301, da sein Molybdänzusatz die Stabilität der Passivschicht in vielen chloridhaltigen Umgebungen verbessert. Das ist ein relativer Vorteil, aber keine Immunität. Chloride können auch in 1.4401 Lochkorrosion einleiten oder sauerstoffarme Spalte angreifen, insbesondere wenn Temperatur, Konzentration, Durchfeuchtungsdauer und Ablagerungen die örtliche Belastung erhöhen.

Spaltkorrosion wird besonders leicht unterschätzt. Die British Stainless Steel Association erklärt, dass sie dort beginnt, wo die Sauerstoffverfügbarkeit äußerst gering ist. Innerhalb einer abgedichteten Verbindung oder unter einer Unterlegscheibe verändert der Sauerstoffentzug die örtliche Elektrochemie; anschließend können Ansäuerung und Chloridkonzentration die Auflösung beschleunigen. Das ASM Handbook beschreibt den Vorgang als gekoppelte Wechselwirkung elektrochemischer Reaktionen, homogener chemischer Reaktionen und des Stofftransports. Spaltgeometrie, Werkstoffzustand und Umgebung wirken zusammen. Eine stärkere Legierung beseitigt den Spalt nicht.

ASTM **G78-95**, *Standard Guide for Crevice Corrosion Testing of Iron-Base and Nickel-Base Stainless Alloys in Seawater and Other Chloride-Containing Aqueous Environments*, legt Verfahren fest, mit denen Bedingungen identifiziert werden können, die voraussichtlich Spaltkorrosion verursachen, und mit denen die relative Beständigkeit in festgelegten Prüfbedingungen verglichen werden kann. Der Anwendungsbereich ist von Bedeutung. Ein Prüfvergleich unter definierten Bedingungen kann keine Garantie für das Verhalten im Feld unter abweichenden Verbindungsgeometrien, Temperaturen, Ablagerungen oder Belastungszyklen darstellen.

Die galvanische Kopplung eröffnet einen weiteren Versagensweg. Wenn 1.4401 elektrisch mit einem unedleren Metall verbunden und in eine leitfähige Chloridlösung eingetaucht ist, beeinflussen das Flächenverhältnis, die elektrische Kontinuität und die relativen exponierten Flächen den Korrosionsstrom. Der nichtrostende Stahl kann passiv bleiben, oder das unedlere Metall kann einem beschleunigten Angriff ausgesetzt sein; das Ergebnis hängt von der galvanischen Kopplung und der Geometrie ab, nicht allein von der Bezeichnung des nichtrostenden Stahls. Isolierscheiben, Entwässerung und die Auswahl verträglicher Verbindungselemente können wichtiger sein als der Wechsel von einer nichtrostenden Güte zu einer anderen.

Auch Spannungen verändern das Problem. Die British Stainless Steel Association nennt Zugspannungen zusammen mit bestimmten Umweltfaktoren als Voraussetzung für Spannungsrisskorrosion. Schweißrestspannungen, Kaltumformung, behinderte thermische Bewegungen und äußere Belastungen können sich mit heißen, chloridhaltigen Bedingungen verbinden. Typ 316 ist keine universelle Lösung gegen chloridinduzierte Spannungsrisskorrosion, insbesondere nicht bei hohen Temperaturen und Konzentrationen.

### PREN als vollständige Konstruktionsberechnung verwenden

Die Pitting Resistance Equivalent Number ist für die Vorauswahl von Güten nützlich, stellt jedoch kein Modell für die Lebensdauer, kein Akzeptanzkriterium und keine Garantie für das Verhalten im Feld dar. Die International Molybdenum Association gibt den Ausdruck für austenitische und Duplexstähle als **PREN = %Cr + 3.3(%Mo + 0.5%W) + 16%N** an. Ein höherer berechneter Wert weist in der Regel auf eine höhere relative Lochkorrosionsbeständigkeit in chloridhaltigen Umgebungen hin.

Das Wort „relativ“ hat hierbei eine technische Bedeutung. PREN vergleicht die nominelle Legierungschemie; die Zahl berechnet weder die kritische Lochkorrosionstemperatur eines bestimmten Produkts, einer Schweißnaht oder einer Oberflächenbehandlung noch beschreibt sie Spaltabmessungen, Chloridablagerungen, pH-Wert, Sauerstofftransport, galvanischen Strom, Spannungen oder Durchfeuchtungszyklen. Stickstoff, Molybdän und Chrom können im Duplexwerkstoff unterschiedlich auf die Phasen verteilt sein, während Entmischung und Wärmebehandlung die örtliche Leistungsfähigkeit beeinflussen können. Schweißgut und Wärmeeinflusszonen erfordern ebenfalls eine gesonderte Betrachtung.

World Stainless ordnet niedrige Auswahlwerte **Typ 304/304L**, mittlere Bedingungen **Typ 316/316L oder 444**, schwerere Bedingungen **Typ 317L** und hochaggressive Umgebungen Güten wie **904L**, Superduplexstählen und Legierungen mit 6 % Molybdän zu. Dies ist ein abgestuftes Auswahlkonzept und keine Erlaubnis, ausschließlich nach PREN auszuwählen. Die Leitlinie bringt mit ihren Hinweisen für Anwendungen im Erdreich die Umgebungsvariablen wieder in den Mittelpunkt: Chloridkonzentration, Bodenwiderstand und pH-Wert müssen berücksichtigt werden.

Die Akzeptanz sollte daher aus der Betriebsspezifikation, den anwendbaren Prüfverfahren und der Konstruktionsverifizierung hervorgehen. ASTM G78-95 kann vergleichende Spaltkorrosionsprüfungen unterstützen; es kann jedoch nicht jede installierte Verbindung zertifizieren. Eine belastbare Auswahl dokumentiert die Exposition, die Temperatur, die Chloridquelle, die Geometrie, den Fertigungszustand, den Spannungszustand, den Zugang für Inspektionen sowie die vorgesehenen Maßnahmen zur Reinigung oder Entwässerung. PREN kann die Zahl der geeigneten Kandidaten eingrenzen. Diese Entscheidungen kann die Kennzahl dem Konstrukteur jedoch nicht abnehmen.

## Referenzrahmen: Normen, Handbücher und technische Leitfäden

Aussagen zur Korrosion von nichtrostenden Stählen benötigen eine Quelle, die auf die jeweils gestellte Frage zugeschnitten ist. Ein Prüfverfahren ersetzt keine Beschreibung des Mechanismus; eine PREN-Gleichung sagt keine Nutzungsdauer voraus; und eine Werkstoffauswahltabelle kann die Auswirkungen von Spalten, Schweißungen, Ablagerungen, Spannungen oder unzureichender Entwässerung nicht beseitigen. Die nachstehend aufgeführten Quellen sind daher am nützlichsten, wenn sie als zusammenhängender Bezugsrahmen und nicht als austauschbare Autoritäten gelesen werden.

### ASTM G78 und vergleichende Korrosionsprüfungen

ASTM G78-95, *Standardleitfaden für die Prüfung der Spaltkorrosion von nichtrostenden Eisenbasis- und Nickelbasislegierungen in Meerwasser und anderen chloridhaltigen wässrigen Umgebungen*, behandelt ein spezifisches experimentelles Problem: die Ermittlung von Bedingungen, die wahrscheinlich Spaltkorrosion hervorrufen, sowie den Vergleich der relativen Beständigkeit von Legierungen unter definierten chloridhaltigen Einwirkungen. Bei den Verfahren werden gezielt abgeschirmte oder miteinander in Kontakt stehende Bereiche verwendet, sodass die mit eingeschränktem Stofftransport und begrenztem Sauerstoffzutritt verbundene Korrosion untersucht werden kann.

Dieser Anwendungsbereich ist von Bedeutung. ASTM G78-95 ist ein Leitfaden für vergleichende Prüfungen und keine allgemeingültige Rangfolge nichtrostender Stahlsorten für jede Installation. Die Ergebnisse hängen von der Lösung, dem Chloridgehalt, der Temperatur, der Einwirkungsdauer, dem Spaltbildner, dem Oberflächenzustand und dem Bewertungsverfahren ab. Ein Werkstoff, der sich in einer standardisierten Meerwasserprüfung besser verhält, kann dennoch in einer engen Dichtungsverbindung, einem durch Chlorid verunreinigten Betondetail oder einer mit Ablagerungen gefüllten Rohrhalterung versagen. Die Prüfung kann die Empfindlichkeit unter festgelegten Bedingungen aufzeigen; sie kann jedoch nicht jede Geometrie und jede Betriebsgeschichte nachbilden.

Das Verfahren muss außerdem von Lochfraßprüfungen unterschieden werden. Lochfraß und Spaltkorrosion hängen beide vom Zusammenbruch der Passivschicht ab, doch ein Spalt erzeugt eine besondere lokale Umgebung. Eingeschränkter Sauerstofftransport, Ansäuerung und eine erhöhte Chloridkonzentration innerhalb des abgeschirmten Bereichs können eine in der umgebenden Lösung scheinbar akzeptable Situation am Kontakt schädlich machen. ASTM G78 unterstützt daher den Vergleich von Legierungen und die Vorauswahl geeigneter Werkstoffe für bestimmte Einwirkungen, während bei der Auslegungsbewertung weiterhin die tatsächliche Verbindung, die Oberflächenbearbeitung, der Zustand der Schweißnähte und die Reinigungspraktiken untersucht werden müssen.

ASM International liefert die mechanistische Erklärung auf Werkstoffebene für dieses Ergebnis. Die Behandlung der Spaltkorrosion beschreibt einen gekoppelten Prozess, der elektrochemische Reaktionen, homogene chemische Reaktionen und Stofftransport umfasst. Die Spaltgeometrie bestimmt, wie schnell Sauerstoff und gelöste Spezies ein- und austreten; die Legierung bestimmt die Stabilität der Passivschicht und die Repassivierung; und die Umgebung steuert die Reaktionen, durch die sich eine aggressive Chemie konzentriert. Deshalb kann allein eine nominelle Sortenbezeichnung die Beständigkeit in einem bestimmten Spalt nicht feststellen.

### Leitlinien von BSSA, World Stainless und IMOA

Die British Stainless Steel Association (BSSA) ist besonders nützlich, um Mechanismen voneinander zu unterscheiden, die häufig unter dem einzigen Begriff „Korrosion“ zusammengefasst werden. Ihr technisches Material benennt Lochfraß, Spaltkorrosion, interkristalline Korrosion, Spannungsrisskorrosion, galvanische Korrosion und allgemeine Korrosion als wesentliche Mechanismen, die nichtrostende Stähle beeinflussen. Darin wird festgestellt, dass Spaltkorrosion dort beginnt, wo die Sauerstoffverfügbarkeit äußerst gering ist – eine prägnante Beschreibung der Belüftungsdifferenz, die innerhalb eines abgeschirmten Bereichs lokale Änderungen der Chemie einleitet.

BSSA macht auch die Spannungsvoraussetzung für Spannungsrisskorrosion deutlich: Zugspannung muss gemeinsam mit bestimmten Umweltfaktoren wirken. Diese Aussage verhindert einen häufigen Fehler bei der Werkstoffauswahl. Eine erhöhte Beständigkeit einer Legierung gegen Chloridlochfraß beseitigt nicht automatisch das Rissrisiko, da Eigenspannungen, aufgebrachte Spannungen, Temperatur, Chloridkonzentration und eine empfindliche Mikrostruktur weiterhin von Bedeutung sind. Das Material von BSSA ist eine erläuternde Orientierung und weder eine bauteilspezifische Auslegungsberechnung noch eine Garantie für einen rissfreien Betrieb.

World Stainless erweitert die Diskussion in Richtung Werkstoffauswahl. Die dortigen Lehrmaterialien ordnen niedrige Auswahlwerte dem Typ 304/304L, mittlere Bedingungen dem Typ 316/316L oder 444, schwerwiegendere Bedingungen dem Typ 317L und stark aggressiven Umgebungen Sorten wie 904L, Superduplex- sowie 6-%-Molybdänlegierungen zu. Diese Kategorien dienen der Vorauswahl und stellen keine Erlaubnis dar, Einzelheiten der Einwirkung außer Acht zu lassen. Bei der Auswahl einer Sorte müssen weiterhin stehendes Wasser, Verdunstung, Ablagerungen, der Wärmeeintrag beim Schweißen, Spalten, Reinigungschemikalien und die Temperatur berücksichtigt werden.

Die Leitlinie von 2025 zu Böden und Beton ist für erdverlegte Anwendungen spezifischer. Sie nennt PRE-Werte von 19 für 1.4301, 25 für 1.4401 und 1.4521 sowie 34 für Duplex 1.4462. Außerdem betont sie die Chloridkonzentration, den spezifischen Bodenwiderstand und den pH-Wert. Diese Variablen können sich innerhalb eines Standorts erheblich unterscheiden; daher sollten die Werte nicht als Maßstab für die Lebensdauer im Erdreich gelesen werden. Die Porenchemie des Betons, Karbonatisierung, Rissbildung, Feuchtigkeitsbewegung und der Kontakt mit anderen Metallen können die Einwirkung verändern, der der Stahl tatsächlich ausgesetzt ist.

Die International Molybdenum Association (IMOA) definiert den gebräuchlichen Ausdruck für die äquivalente Lochfraßbeständigkeitszahl von austenitischen und Duplex-Edelstählen wie folgt: „PREN = %Cr + 3.3(%Mo + 0.5%W) + 16%N.“ Ein höherer berechneter Wert weist in chloridhaltigen Umgebungen im Allgemeinen auf eine größere relative Lochfraßbeständigkeit hin. PREN ist jedoch ein chemiebezogener Vergleichswert. Er berücksichtigt weder den Oberflächenzustand noch die Schweißmetallurgie, die Spaltgeometrie, die Chloridaktivität, die Temperatur, mechanische Spannungen oder Fertigungsverunreinigungen. PREN ist keine vollständige Vorhersage der Nutzungsdauer, und Sorten mit ähnlichem PREN können sich unterschiedlich verhalten, weil ihre Mikrostrukturen und Verarbeitungsgeschichten voneinander abweichen.

### Verweise auf ASM, Outokumpu, ESDEP und Uhlig

Das ASM Handbook bietet in dieser Quellensammlung den stärksten allgemeinen mechanistischen Kontext. Seine Darstellung verknüpft das Verhalten der Passivschicht, die lokale Elektrochemie, den Stofftransport und den Werkstoffzustand und trägt damit dazu bei zu erklären, warum Lochfraß, Spaltkorrosion, galvanischer Angriff und Spannungsrisskorrosion auf dieselbe Umgebung unterschiedlich reagieren. Es ist eine technische Referenz zum Verständnis von Ursachen und Einflussgrößen, jedoch kein Ersatz für eine Projektspezifikation, eine Qualifikationsprüfung oder eine Bruchbewertung.

Die technischen Leitlinien von Outokumpu für nichtrostende Stähle ergänzen den praktischen Kontext zu Legierungsfamilien, Korrosionsmechanismen, Fertigung und Werkstoffauswahl. Sie sind nützlich, um Chrom, Nickel, Molybdän und Stickstoff mit austenitischen, ferritischen und Duplex-Sorten in Beziehung zu setzen, und zeigen zugleich, warum Schweißen, Anlassfarben, Oberflächenverunreinigungen und die Endbearbeitung die tatsächliche Leistungsfähigkeit beeinflussen. Da ein Teil der Leitlinien nach Produktfamilien und typischen Anwendungen gegliedert ist, sollten die Tabellen mit der genauen Produktnorm, der Wärmebehandlung und den Einsatzbedingungen abgeglichen werden.

Das ESDEP-Handbuch zur Bemessung von Tragwerken aus nichtrostendem Stahl ordnet die Korrosionsbeständigkeit in den Kontext der Tragwerksplanung ein. Es nennt Chloridgehalt, Temperatur, Schadstoffe, Säuregehalt, Oxidationsmittel und Sauerstoff als Faktoren, die den Lochfraß beeinflussen. Für Küstenexposition oder Taumittelsalz wird darauf hingewiesen, dass 1.4401 oder geeignete Duplex-Sorten gegenüber 1.4301 zu bevorzugen sind. Dies ist eine auslegungsorientierte Empfehlung und keine allgemeingültige Regel für Küstenbereiche: Spritzwasserzonen, geschützte Vorsprünge, Entwässerung, Salzrückhaltung, Schweißdetails und der Zugang für Inspektionen können dazu führen, dass sich zwei Tragwerke am selben atmosphärischen Standort unterschiedlich verhalten.

Schließlich bietet Uhligs *Corrosion Handbook* einen umfassenderen Kontext für die Korrosionskontrolle, einschließlich elektrochemischer Grundlagen, galvanischer Korrosion, Spannungsrisskorrosion, Werkstoffauswahl, Beschichtungen, Inhibitoren und Umweltkontrolle. Sein Wert liegt darin, Probleme nichtrostender Stähle mit der allgemeinen Korrosionstechnik zu verknüpfen, anstatt die Legierungschemie als einzige Variable zu behandeln. Wie die anderen Quellen weist auch dieses Handbuch Grenzen auf. Empfehlungen aus Handbüchern müssen auf die konkrete Legierung, Geometrie, Fertigungsroute, Umgebung und die Folgen eines Versagens übertragen werden. Gemeinsam genutzt, unterstützen diese Quellen eine belastbare Vorgehensweise: den Mechanismus bestimmen, die Einwirkung charakterisieren, geeignete Sorten auswählen, Fertigung und Geometrie kontrollieren und die Auswahl durch geeignete Prüfungen oder Felddaten validieren.

## Quellen

1. \[1\] British Stainless Steel Association. [Corrosion mechanisms in stainless steel](https://bssa.org.uk/bssa_articles/3-corrosion-mechanisms-in-stainless-steel/). BSSA technical library. [](/de/wiki/stahlgruppen/korrosionsmechanismen-von-edelstahl-und-auswahl-der-werkstoffg%C3%BCte#wiki-cite-ref-1) https://bssa.org.uk/bssa\_articles/3-corrosion-mechanisms-in-stainless-steel/
2. \[2\] International Molybdenum Association. [Steel grades and PREN expression](https://www.imoa.info/molybdenum-uses/molybdenum-grade-stainless-steels/steel-grades.php). International Molybdenum Association technical guidance. [](/de/wiki/stahlgruppen/korrosionsmechanismen-von-edelstahl-und-auswahl-der-werkstoffg%C3%BCte#wiki-cite-ref-2) https://www.imoa.info/molybdenum-uses/molybdenum-grade-stainless-steels/steel-grades.php
3. \[3\] ASTM International. [Standard Guide for Crevice Corrosion Testing of Iron-Base and Nickel-Base Stainless Alloys in Seawater and Other Chloride-Containing Aqueous Environments](https://store.astm.org/g0078-95.html). ASTM G78-95, 1995. [](/de/wiki/stahlgruppen/korrosionsmechanismen-von-edelstahl-und-auswahl-der-werkstoffg%C3%BCte#wiki-cite-ref-3) https://store.astm.org/g0078-95.html
4. \[4\] British Stainless Steel Association. [Corrosion mechanisms in stainless steel](https://bssa.org.uk/bssa_articles/technical-library-principles-of-corrosion-mechanisms-page1/). BSSA technical library. [](/de/wiki/stahlgruppen/korrosionsmechanismen-von-edelstahl-und-auswahl-der-werkstoffg%C3%BCte#wiki-cite-ref-4) https://bssa.org.uk/bssa\_articles/technical-library-principles-of-corrosion-mechanisms-page1/
5. \[5\] World Stainless. [Corrosion resistance of stainless steels in soils and concrete](https://worldstainless.org/wp-content/uploads/2025/02/CorrResist_SoilsConcrete_EN.pdf). World Stainless technical guidance, 2025. [](/de/wiki/stahlgruppen/korrosionsmechanismen-von-edelstahl-und-auswahl-der-werkstoffg%C3%BCte#wiki-cite-ref-5) https://worldstainless.org/wp-content/uploads/2025/02/CorrResist\_SoilsConcrete\_EN.pdf
6. \[6\] World Stainless. [Corrosion resistance of stainless steels in soils and concrete](https://worldstainless.org/wp-content/uploads/2025/02/CorrResist_SoilsConcrete_EN.pdf). World Stainless technical guidance, 2025. [](/de/wiki/stahlgruppen/korrosionsmechanismen-von-edelstahl-und-auswahl-der-werkstoffg%C3%BCte#wiki-cite-ref-6) https://worldstainless.org/wp-content/uploads/2025/02/CorrResist\_SoilsConcrete\_EN.pdf

 **Auf einen Blick**

Primärer Schutz

Chromreiche Passivschicht

Wesentliche lokalisierte Mechanismen

Lochfraß und Spaltkorrosion

Kritische Einsatzvariablen

Chemie, Temperatur, Geometrie, Fertigung und Spannung

PREN-Ausdruck

%Cr + 3.3(%Mo + 0.5%W) + 16%N

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