In der Metallverarbeitung ist die Auswahl geeigneter Werkstoffe entscheidend für Qualität, Lebensdauer und Sicherheit technischer Produkte. Doch viele häufig eingesetzte Metalle sind korrosionsanfällig und rosten schnell, insbesondere unter feuchten oder aggressiven Umweltbedingungen. Zu den besonders rostempfindlichen Metallen zählen Kohlenstoffstahl, Gusseisen, bestimmte Magnesium- und Aluminiumlegierungen sowie Kupfer und einige Kupferlegierungen. Ein fundiertes Verständnis über Korrosionsverhalten und geeignete Korrosionsschutzmaßnahmen ist daher unverzichtbar.
1. Korrosionsanfällige Eisenwerkstoffe
1.1 Kohlenstoffstahl – Wenn Eisen schnell rostet
Kohlenstoffstahl ist weit verbreitet, aber stark korrosionsgefährdet. Sobald Eisen mit Wasser und Sauerstoff in Berührung kommt, beginnt die Rostbildung. Die chemische Reaktion erzeugt Eisenhydroxide und später Eisenoxide, also typischen Rost. Verunreinigungen im Stahl fördern die elektrochemische Korrosion zusätzlich. In feuchter Umgebung – etwa bei Baustahl oder Maschinenkomponenten – rostet Eisen besonders schnell.
1.2 Gusseisen – porös und anfällig
Auch Gusseisen zeigt ein hohes Korrosionsrisiko. Die poröse Gefügestruktur erleichtert die Aufnahme von Feuchtigkeit und Luftsauerstoff, was die Rostbildung fördert. Kanaldeckel und Heizkörper aus Gusseisen zeigen in Außenanwendungen typische Rostspuren, die sowohl Ästhetik als auch Strukturfestigkeit beeinträchtigen.
2. Magnesiumlegierungen – leicht, aber reaktiv
Magnesiumlegierungen überzeugen durch ihr geringes Gewicht, sind jedoch chemisch hochreaktiv. Bereits in normaler Luft bildet sich eine instabile Oxidschicht, die keinen dauerhaften Schutz bietet. Besonders in salzhaltiger Umgebung – etwa bei Meeresklima – verläuft die Magnesiumlegierung-Korrosion äußerst schnell. Ohne Schutzmaßnahmen sind Bauteile aus Magnesium nur bedingt einsetzbar.
3. Kupfer und Kupferlegierungen – Grünspan und Entzinkung
3.1 Kupfer – stabil, aber nicht unverwundbar
Kupfer reagiert in feuchter, kohlenstoffhaltiger Luft mit Sauerstoff und CO₂, wobei sich Kupferkarbonat (Grünspan) bildet. In schwefelhaltiger Umgebung entsteht zudem schwarzes Kupfersulfid. Auch wenn Kupfer relativ stabil ist, erfordert es in aggressiver Atmosphäre zusätzlichen Schutz.
3.2 Kupferlegierungen – selektive Korrosion
Messing mit hohem Zinkanteil kann unter bestimmten Bedingungen Entzinkung erleiden. Dabei wird der Zinkanteil aus der Legierung herausgelöst, was zu Festigkeitsverlust und optischer Beeinträchtigung führt. Auch Fertigungsfehler oder Verunreinigungen können die Korrosionsanfälligkeit erhöhen.
4. Aluminiumlegierungen – Korrosion durch Magnesiumanteil
Zwar ist Aluminium dank seiner Oxidschicht relativ beständig, jedoch sind nicht alle Aluminiumlegierungen gleich resistent. Besonders Legierungen mit hohem Magnesiumanteil neigen in feuchter oder salzhaltiger Umgebung zur Korrosion. Wird die natürliche Schutzschicht beschädigt, z. B. durch Bearbeitung oder Spannungsrisse, kann Aluminiumlegierung-Korrosion rasch einsetzen.
5. Einflussfaktoren auf die Korrosion in der Metallverarbeitung
5.1 Umgebungseinflüsse
Feuchtigkeit, Temperatur, salzhaltige Luft sowie industrielle Emissionen (SO₂, NH₃, H₂S) wirken stark korrosiv. Besonders kritisch ist eine relative Luftfeuchtigkeit über 75 %, ab der Metall korrodiert. Auch Staub und Aerosole verstärken die Bildung von Kondensat und Rost.
5.2 Verarbeitungsbedingte Ursachen
Schweißnähte, Grate und raue Oberflächen gelten als Korrosionsschwachstellen. Inhomogenitäten, Eigenspannungen und Mikrofehler fördern lokal die Rostbildung. Eine glatte, spannungsarme Oberfläche wirkt hingegen vorbeugend.
6. Maßnahmen für effektiven Korrosionsschutz bei Metallen
6.1 Oberflächenbehandlung
Zu den bewährten Korrosionsschutzmaßnahmen für Metall zählen:
- Lackieren (mechanische Barriere)
- Galvanisieren (z. B. Verzinken, Verchromen)
- Chemische Passivierung (z. B. Phosphatierung)
6.2 Kontrolle der Umgebung
Trockene, gut belüftete Räume reduzieren die Rostgefahr erheblich. In der Industrie sind Entfeuchter und Lüftungsanlagen essenziell.
6.3 Materialgerechte Auswahl
Je nach Einsatzort empfiehlt sich der gezielte Einsatz von rostfreien oder korrosionsbeständigen Legierungen, z. B. Edelstahl, Aluminium mit niedrigem Mg-Anteil oder nachbehandeltem Kupfer.
Die Wahl korrosionsanfälliger Werkstoffe ohne geeignete Schutzmaßnahmen kann zu erheblichen Schäden führen. Wer die Korrosionsrisiken in der Metallverarbeitung versteht und entsprechend plant, sichert die Wirtschaftlichkeit, verlängert die Lebensdauer seiner Produkte und erhöht die Betriebssicherheit.