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Schutzmantel – wetterfester Stahl muss rosten

| Autor/ Redakteur: Lutz Felder / Dietmar Kuhn

Rostige Hausfassaden und Skulpturen beeinflussen das Bild einer Stadt und deren Parks heutzutage immer häufiger. Nicht selten treffen die in vielen Brauntönen schillernden Hausverkleidungen und Kunstwerke bei vorbeigehenden Passanten auf völliges Unverständnis – einige zeigen sich fassungslos wegen der vermeintlichen Geldverschwendung für die rostige Verkleidung.

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Eine neu errichtete Sprungschanze in Falun, Schweden – hier hat der Korrosionsprozess noch nicht eingesetzt.
Eine neu errichtete Sprungschanze in Falun, Schweden – hier hat der Korrosionsprozess noch nicht eingesetzt.
( Bild: SSAB )

Dass der verwendete Werkstoff kein ganz herkömmlicher Stahl ist, und dass er an der Oberfläche rosten muss und damit einen natürlichen Schutz vor endgültiger Durchrostung bildet, ist nur den wenigsten bekannt. Dabei kennen Metallurgen, Stahlfachleute und Architekten diesen wetterfesten Werkstoff schon seit über 80 Jahren. Er ist auch unter dem Markennamen COR-TEN® bekannt.

Was genau ist COR-TEN?

Im Jahr 1933 hat die amerikanische U.S. Steel Corporation erstmals den Werkstoff COR-TEN auf den Markt gebracht. Der Werkstoffname beruht auf der Zusammensetzung der Begriffe COR für CORrosion resistance (Korrosionsbeständigkeit) und TENsile strength (Zugfestigkeit). Da es sich bei diesem Werkstoff keineswegs um einen Edelstahl, sondern um einen Baustahl mit optimierten Korrosionseigenschaften handelt, hat man sich im Deutschen auf die Bezeichnung „wetterfester Stahl“ geeinigt. COR-TEN ist eigentlich nur der Markenname und nicht die Bezeichnung des Werkstoffs.

Es gibt zwei Ausführungen von COR-TEN-Werkstoffe: COR-TEN A und COR-TEN B. Während COR-TEN A Phosphor als Legierungsbestandteil enthält, ist im COR-TEN B kein Phosphor enthalten. Für beide Werkstoffe hält die U.S. Steel Corporation das Patent. Sie vergibt Lizenzen, unter anderen auch an SSAB, ArcelorMittal und Nippon Steel. Bis vor kurzem gehörte auch ThyssenKrupp zu den Lizenznehmern. In Nordeuropa ist SSAB der einzige Hersteller von COR-TEN-Stählen. Es gibt auch andere, lizenzfrei hergestellte wetterfeste Stähle, die sich unter der Euronorm EN 10025-5 wiederfinden. Diese Stähle werden von verschiedenen Herstellern unter eignen Markennamen angeboten – unter anderen auch von SSAB, ThyssenKrupp Steel, Salzgitter, ArcelorMittal und Voestalpine.

Patina als Schutz für weitere Korrosion

Wetterfeste Stähle bilden, wie schon eingangs kurz erwähnt, eine charakteristische braune Oberflächenstruktur. Voraussetzung dafür ist, dass der Werkstoff abwechselnd Feuchtigkeits- und Trockenheitsperioden ausgesetzt ist. Dadurch entsteht an wetterfesten Stählen eine feste, stark haftende Patina. Die wiederum verhindert weiteres Korrodieren des Stahls. Die dichte und annähernd sauerstoffundurchlässige Oxydschicht, das heißt, die Patina, bildet sich im Wesentlichen aus der Kombination und Wirkung der Legierungselemente Kupfer, Chrom, Nickel und Phosphor (nicht in COR-TEN B). Unter normalen Witterungsbedingungen bildet sich die Patina innerhalb von etwa 18 bis 36 Monaten. Zunächst hat die Patina eine rötlich braune Farbe, wird mit der Zeit aber dunkler.

„In industrieller Atmosphäre bildet sich die Patina schneller und wird dunkler als in ländlicher Atmosphäre. In maritimer Umgebung beeinflussen Chloride die Bildung der Schutzpatina und verhindern verändern unter Umständen das spezifische charakteristische Verhalten von COR-TEN Stahl“, erklärt Uwe Wolf, Technical Development Manager bei SSAB.

Auch ohne Oberflächenbehandlung verwendbar

Wegen seiner Patinaschicht kann wetterfester Stahl ohne Oberflächenbehandlung auch für Innenkonstruktionen verwendet werden. Die Patina, die sich auf Bauteilen bildet, die nicht direkt dem Wetter ausgesetzt sind, ist nicht so einheitlich wie auf Teilen, die abwechselnd befeuchtet und getrocknet werden. Auf Teilen, die starken Temperaturschwankungen ausgesetzt sind, können auch geringe Farbunterschiede auftreten. Im besten Fall können durch wetterfesten Stahl die Kosten für sämtliche Oberflächenbehandlungen und später erforderliche Reparaturen eingespart werden. Der Kostenvorteil im Vergleich zu lackierten Konstruktionen wird besonders bei Konstruktionen deutlich, die regelmäßig neu lackiert werden müssen. Wetterfester Stahl in Abgasanlagen verlängert die Lebensdauer von Schornsteinen und Abgaskanälen.

Ständig nasse Stahloberflächen bilden keine optimale Schutzschicht. Das gilt beispielsweise für Oberflächen von Konstruktionen, die den Boden berühren oder in Wasser eingetaucht sind. In diesen Fällen kann die Oberfläche des wetterfesten Stahls lackiert werden.

Oft werden wetterfeste Stähle für den Bau von lackierten Containern verwendet. Rost unter Beschädigungen der Lackierung “heilt” den Stahl. Die Lackierung blättert nicht. Lackierungskosten werden so reduziert.

„Wetterfester Stahl ist ein ökologisches Material. Meistens wird er nicht lackiert und hat eine hohe Lebensdauer. Als Fassade hat wetterfester Stahl eine ansprechende Optik und eine kräftigere Farbe als Kupfer. Die Farben können sich im Laufe der Zeit von Orange über Rotbraun bis hin zu Violettbraun verändern“, fügt Wolf abschließend hinzu.

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