Veröffentlicht am: 18 Juni 2025
Wie hitzebeständig ist Edelstahl?
In Industrieöfen, Abgasanlagen und Turbinen spielt die Hitzebeständigkeit eine zentrale Rolle – hier kommt Edelstahl besonders häufig zum Einsatz. In diesem Blog erfahren Sie mehr darüber – unter anderem zu folgenden Aspekten:
- Was genau verstehen wir unter Hitzebeständigkeit?
- Verfärbung, Zunderbildung und mechanische Eigenschaften
- Wie hitzebeständig sind verschiedene Edelstahlsorten?
- Was beeinflusst die Hitzebeständigkeit?
- Edelstahl und Schweißen – funktioniert das?
1. Was verstehen wir unter Hitzebeständigkeit von Edelstahl?
Unter Hitzebeständigkeit versteht man den Temperaturbereich, in dem Hochtemperatur-Oxidation (HT-Oxidation) im Edelstahl einsetzt. Diese führt zu Verfärbungen, Zunderbildung und dem Verlust mechanischer Eigenschaften. Solche Effekte können bereits bei Temperaturen von einigen Hundert Grad Celsius beginnen, kritisch wird es meist ab etwa 400–500 °C.
Nicht gemeint ist dabei der Schmelzpunkt des Edelstahls, der je nach Typ bei über 1400 °C liegt (zum Beispiel 1400–1450 °C bei Typ 304). Die genaue Schmelztemperatur variiert je nach Legierungszusammensetzung.
2. Verfärbung, Zunderbildung und mechanische Eigenschaften
Durch die Legierungsbestandteile kann Edelstahl Legierungsbestandteile kann Edelstahl eine schützende Chromoxidschicht auf seiner Oberfläche bilden. Diese entsteht durch die Reaktion von Chrom mit Sauerstoff und schützt den Edelstahl vor Rost. Bei sehr hohen Temperaturen jedoch wächst diese Schicht weiter und es entstehen zusätzliche Oxide, was zu Verfärbungen führen kann.
Ab mehreren hundert Grad Celsius zeigt Edelstahl gelbliche Verfärbungen. Mit steigender Temperatur treten zunehmend braune, blaue oder violette Farbtöne auf.
Jede Farbe steht für eine bestimmte Oxidschicht. Die gelbe Oxidschicht ist meist unkritisch – wie man es etwa bei Pfannen sieht, die bis zu 400–500 °C eingesetzt werden. Bei höheren Temperaturen hingegen entstehen dicke, spröde Oxidschichten, die durch Temperaturwechsel abbrechen können – man spricht von Zunderbildung.
Zunderbildung stellt ein ernstzunehmendes Problem dar: Durch das Abplatzen der Oxidschichten verringert sich die Materialstärke, was sowohl die Festigkeit als auch die Korrosionsbeständigkeit beeinträchtigt. Die entstehenden Risse erleichtern das Eindringen von korrosiven Substanzen.
Gegen die Verfärbung kann man wenig tun – wohl aber gegen Zunderbildung: Spezielle hitzebeständige Edelstahlsorten weisen eine höhere Stabilität auf als Standardqualitäten.
3. Wie hitzebeständig sind verschiedene Edelstahlsorten?
Die folgende Tabelle gibt einen Überblick über die Temperaturen, bis zu denen verschiedene Edelstahltypen oxidations- und zunderbeständig sind:
| Typ | Schwankende Temperatur (°C) | Kontinuierliche Temperatur °C |
| 304 | 870 | 925 |
| 309 | 980 | 1095 |
| 310 | 1035 | 1150 |
| 316 | 870 | 925 |
| 321 | 870 | 925 |
| 410 | 815 | 705 |
| 416 | 760 | 675 |
| 420 | 735 | 620 |
| 430 | 870 | 815 |
Quelle: Azom.com
Wichtig: Diese Angaben gelten unter idealen Bedingungen, z. B. in sauberer Luft. Verschmutzungen, mechanische Belastung oder starke Temperaturschwankungen können diese Werte deutlich reduzieren.
Auffällig sind die Edelstahltypen 309 und 310. Sie enthalten relativ hohe Mengen an Chrom, Nickel und Kohlenstoff – dadurch wird die Oxidschicht stabilisiert und eine hohe Zunderbeständigkeit bis etwa 1000–1100 °C erreicht.
Kein Wunder also, dass Typ 309 oft in Abgasanlagen, Industrieöfen oder Wärmetauschern verwendet wird. Typ 310 wird bei noch höheren Temperaturen eingesetzt.
Allerdings gilt: Ab etwa 400–500 °C nimmt die Festigkeit rapide ab – unabhängig vom Typ. Bei Temperaturen um 1000 °C hat Edelstahl kaum noch strukturelle Tragkraft. Eine Platte bei 1000 °C kann unter ihrem eigenen Gewicht kollabieren.
Deshalb wird Edelstahl in Hochtemperaturanwendungen oft als Innenauskleidung eines doppelwandigen Systems verwendet – die äußere Struktur sorgt dann für die nötige Stabilität.
4. Was beeinflusst die Hitzebeständigkeit von Edelstahl?
Mehrere Faktoren beeinflussen die Hitzebeständigkeit. Wir besprechen die wichtigsten.
- Atmosphärische Bedingungen: In sauberer Luft ist Edelstahl hitzebeständiger als in verschmutzter Umgebung, die die Schutzschicht schneller angreift.
- Temperaturverlauf: Konstante Temperaturen sind weniger kritisch als häufige Wechsel. Schwankungen fördern Oxidation und damit Zunderbildung.
- Mechanische Belastung: Starke Beanspruchung kann zu Kriechen oder Rissbildung führen, insbesondere bei ungleichmäßiger Erwärmung. Bei hohen Festigkeitsanforderungen ist die maximale Einsatztemperatur automatisch begrenzt.
- Sigma-Phasenbildung: Diese tritt zwischen 450 und 850 °C auf, wenn sich Chrom und Eisen zu harten, spröden intermetallischen Verbindungen verbinden. Dies beeinträchtigt die Zähigkeit und Korrosionsbeständigkeit erheblich.
Insbesondere bei langzeitig beanspruchten, geschweißten Konstruktionen aus chromreichen Edelstahlsorten (z. B. 309, 310, 316) ist mit Sigma-Phasen zu rechnen.
5. Welchen Einfluss hat das Schweißen auf Edelstahl?
Beim Schweißen wird Edelstahl punktuell stark erhitzt – jedoch nur kurzzeitig. Wie sich das auswirkt, hängt von der späteren Anwendung ab.
Typ 304 ist unter normalen Bedingungen korrosions- und hitzebeständig (bis ca. 850 °C). Nach dem Schweißen kann jedoch interkristalline Korrosion auftreten, vor allem in der Wärmeeinflusszone (WEZ) neben der Schweißnaht. Eine Alternative ist Typ 304L (Low Carbon), der weniger anfällig für diese Korrosionsform ist, allerdings eine geringere Hitzebeständigkeit (400–450 °C) aufweist.
Noch besser geeignet ist der titanstabilisierte Edelstahl 304Ti (auch als 321 bekannt), der sowohl gut schweißbar als auch wärmebeständig ist.
Dies gilt sinngemäß auch für Typ 316, 316L und 316Ti.
Wenn höhere Temperaturen und Schweißen kombiniert auftreten, sind Typen 309 oder 310 in der Regel unverzichtbar – diese sollten allerdings mit angepassten Schweißparametern und speziellen Zusatzwerkstoffen (z. B. ER309, ER310) verarbeitet werden.
Fragen zur Hitzebeständigkeit von Edelstahl?
In diesem Beitrag haben wir die wichtigsten Aspekte der Hitzebeständigkeit von Edelstahl erläutert: was sie bedeutet, wodurch sie beeinflusst wird, welche Risiken bei hohen Temperaturen bestehen und wie verschiedene Edelstahlsorten darauf reagieren.
Trotz aller Informationen bleibt das Thema komplex. Dieser Beitrag dient daher als Orientierungshilfe – bei konkreten Anwendungen empfiehlt es sich, einen Werkstoffexperten oder Metallurgen zu Rate zu ziehen.
Möchten Sie Edelstahl bestellen? Wir bieten Edelstahlbleche, Rohre, Vierkantrohre und Profile an - inklusive Laserschneiden, Abkanten und Kantenbearbeitung.
Haben Sie Fragen zu diesem Thema? Dann kontaktieren Sie uns einfach!
