Richtlinien zur Korrosionsbeständigkeit von bearbeiteten Metallteilen: Wie wählen Sie das beste Material für Ihr Projekt aus?

Richtlinien zur Korrosionsbeständigkeit von bearbeiteten Metallteilen: Wie wählen Sie das beste Material für Ihr Projekt aus?  

 

 

Im Bereich der Bearbeitung wirkt sich die Materialwahl direkt auf die Leistung, Lebensdauer und Kosten der Bauteile aus. Unter diesen Faktoren ist die Korrosionsbeständigkeit entscheidend, insbesondere bei Teilen, die in rauen Umgebungen wie marinen, chemischen oder hohen Luftfeuchtigkeitsbedingungen verwendet werden. Verschiedene Metallmaterialien weisen erhebliche Unterschiede in der Korrosionsbeständigkeit auf, und eine falsche Materialwahl kann zu vorzeitigem Bauteilausfall und erhöhten Wartungskosten führen. Als professioneller Anbieter von CNC-Bearbeitungsdienstleistungen verfügt Brightstar Prototype CNC Co., Ltd über umfangreiche Erfahrung in der Herstellung von Metallteilen. Dieser Artikel beleuchtet die Korrosionsbeständigkeit gängiger bearbeiteter Metallmaterialien, um Ihnen zu helfen, fundierte Entscheidungen für Ihre Projekte zu treffen.  

 

Warum ist Korrosionsbeständigkeit in der Bearbeitung so wichtig?  

Metallkorrosion ist eine chemische oder elektrochemische Reaktion, die auftritt, wenn Materialien mit Umweltfaktoren (z. B. Sauerstoff, Feuchtigkeit, Säuren, Salze) interagieren, was zu einer Leistungsverschlechterung oder sogar zum Versagen führt. Bei bearbeiteten Bauteilen kann Korrosion mehrere Probleme verursachen:  

Verlust der Maßgenauigkeit: Zum Beispiel können Lager oder Dichtungen durch Rost verkrampfen.  

Verringerte mechanische Festigkeit: Strukturelle Bauteile können durch Pitting-Korrosion brechen.  

Ästhetische Degradierung: Beeinträchtigt die visuelle Attraktivität dekorativer Teile.  

Erhöhte Wartungskosten: Häufiger Austausch korrodierter Teile verursacht unnötige Kosten.  

Daher ist die Auswahl korrosionsbeständiger Materialien während der Entwurfs- und Herstellungsphase entscheidend.  

Analyse der Korrosionsbeständigkeit in gängig bearbeiteten Metallmaterialien  

(1) Edelstahl: Der Maßstab für Korrosionsbeständigkeit  

Edelstahl wird aufgrund seiner hervorragenden Korrosionsbeständigkeit weit verbreitet in der medizinischen, Lebensmittel-, Chemie- und Schiffstechnik eingesetzt. Seine korrosionsfreien Eigenschaften stammen von Chrom (Cr), das mit Sauerstoff reagiert und eine dichte passive Oxidschicht (Cr₂O₃) bildet und das Material effektiv von korrosiven Medien isoliert.  

Austenitischer Edelstahl (z. B. 304, 18Cr8Ni) bietet eine gute allgemeine Korrosionsbeständigkeit, ist jedoch anfällig für Pitting oder Spannungskorrosionsrisse (SCC) in chloridreichen Umgebungen (z. B. Meerwasser).  

316 Edelstahl (16Cr10Ni2Mo) mit zugesetztem Molybdän (Mo) resistiert Chloride besser und macht ihn ideal für maritime und pharmazeutische Anwendungen.  

Martensitischer Edelstahl (z. B. 420, 440) hat eine hohe Härte, aber eine geringere Korrosionsbeständigkeit und benötigt oft Beschichtungen zum Schutz.  

Duplex-Edelstahl (z. B. 2205) vereint hohe Festigkeit und Chloridbeständigkeit und ist in Öl-/Gas- und Chemikalienlagertanks hervorragend.  

(2) Aluminiumlegierungen: Leicht und korrosionsbeständig  

Aluminiumlegierungen werden in der Luft- und Raumfahrt, Automobilindustrie und Elektronik wegen ihres Leichtes, ihrer Machbarkeit und ihrer natürlichen Oxidschicht (Al₂O₃), die korrosionsbeständig ist, bevorzugt.  

2xxx-Serie (z. B. 2024): Hohe Festigkeit, aber schlechte Korrosionsbeständigkeit; Benötigt Anodisierung/Beschichtungen.  

5xxx-Serie (z. B. 5052, 5083): Ausgezeichnete Seewasserbeständigkeit, verwendet in Schiffen und Automobilteilen.  

6xxx-Serie (z. B. 6061): Ausgewogene Eigenschaften und atmosphärische Korrosionsbeständigkeit.  

7xxx-Serie (z. B. 7075): Ultrahohe Festigkeit, benötigt jedoch Beschichtungen zum Schutz.  

Hinweis: Aluminium korrodiert schnell in starken Säuren (pH < 4) oder Basen (pH > 9).  

(3) Titanlegierungen: Erstklassige Korrosionsbeständigkeit  

Titanlegierungen (z. B. Ti6Al4V) zeichnen sich in oxidativen Umgebungen (Meerwasser, Chloride, Salpetersäure) aufgrund einer stabilen TiO₂-Schicht aus. Sie sind ideal für Luft- und Raumfahrt, medizinische Implantate und chemische Ausrüstung, sind jedoch kostspielig und weniger geeignet zur Reduktion von Säuren (z. B. Salzsäure).  

(4) Kupferlegierungen: Einzigartige Korrosionseigenschaften  

Kupferlegierungen (Messing, Bronze, Kupfernickel) bieten eine ausgezeichnete Leitfähigkeit und Meerwasserbeständigkeit, sind jedoch anfällig für Spannungskorrosionsrisse (SCC) in Ammoniak-/Schwefelumgebungen.  

Messing (CuZn): Risiko der Entzzinkung im Wasser.  

Bronze (CuSn): Hervorragende Meerwasserbeständigkeit für marine Komponenten.  

Cupronickel (CuNi): Ideal für Wärmetauscher.  

(5) Kohlenstoff- und niedriglegierte Stahle: Kosteneffektiv , aber Schutz erforderlich  

Kohlenstoffstahl (z. B. 1018, 1045) ist wirtschaftlich, rostet aber leicht. Zu den Schutzmaßnahmen gehören:  

 Verzinkung (atmosphärische Korrosionsbeständigkeit).  

 Farbe/Pulverbeschichtungen (chemische Beständigkeit).  

 Verwitterungsstahl (z. B. CORTEN) bildet eine stabile Rostschicht für Außenbauten.  

(6) Nickelbasierte Legierungen: Für extreme Umgebungen  

Nickellegierungen (z. B. Inconel 625, Hastelloy C276) widerstehen hohen Temperaturen, starken Säuren und Chloriden, was sie ideal für chemische Reaktoren, Kernkraftwerke und die Luft- und Raumfahrt macht. Ihre hohen Kosten beschränken sich auf kritische Bauteile.  

(7) Magnesiumlegierungen: Leicht, aber pflegeintensiv  

Magnesiumlegierungen (z. B. AZ91D) sind die leichtesten Strukturmetalle, aber hochreaktiv. Sie erfordern strenge Oberflächenbehandlungen (z. B. Mikrobogenoxidation, elektrolose Nickelbeschichtung) für den Einsatz in der Automobil- und Luftfahrtindustrie.  

Leitfaden  zur Auswahl korrosionsbeständiger Materialien

Wichtige Überlegungen:  

1. Umwelt: Exposition gegenüber Meerwasser, Säuren, Salzspray usw.  

2. Mechanische Anforderungen: Stärke, Härte, Verschleißfestigkeit.  

3. Budget: Ausbalancieren von Leistung und Kosten.  

4. Oberflächenbehandlungen: Zusätzliche Schutzmaßnahmen bei Bedarf.  

Empfohlene Materialien für typische Anwendungen:  

Marine: 316 Edelstahl, Titan, 5xxx Aluminium.  

Starke Säuren: Nickellegierungen, Titan.  

Allgemeine Industrie: 304 Edelstahl, 6061 Aluminium.  

Außenstrukturen: Verwitterungsstahl + Beschichtungen.  

Leichtgewicht: Titan (hochwertig ), Magnesium (mit Schutz).  

Bei der Konstruktion von gefrästen Bauteilen ist Korrosionsbeständigkeit entscheidend. Verschiedene Metalle funktionieren in verschiedenen Umgebungen einzigartig, daher ist die Wahl des richtigen Materials unerlässlich. Als professioneller Anbieter von CNC-Bearbeitung bietet Brightstar Prototype CNC Co., Ltd fachkundige Materialauswahl- und Bearbeitungslösungen an. Für Anfragen oder individuelle Dienstleistungen kontaktieren Sie uns unter info@brightrapid.com.  

Referenzen:  

1. Fontana, M. G., & Greene, N. D. (2018). Korrosionstechnik. McGrawHill.  

2. ASM-Handbuch, Band 13: Korrosion: Grundlagen, Tests und Schutz.