Was Edelstahl nichtrostend macht: Passivschicht, Werkstoffgruppen, Bezeichnungen

Von Robert Lahnsteiner, Schweißfachingenieur (SFI/IWE) · Stand: November 2026

Chrom. Ab etwa 10,5 % Chrom bildet der Stahl an der Luft von selbst eine hauchdünne Schicht aus Chromoxid, die Passivschicht. Sie ist nur wenige Nanometer dick und unsichtbar, schützt den Stahl aber gegen viele Medien. Wird sie verletzt, wächst sie von selbst nach, solange Sauerstoff an die Oberfläche kommt.

Nickel, Molybdän, Stickstoff, Titan und Niob verbessern die Korrosionsbeständigkeit weiter und bestimmen Gefüge und Festigkeit. Im Alltag sagt man „Edelstahl“ oder „Edelstahl rostfrei“. Genau genommen ist „Edelstahl“ nach EN 10020 eine Güteklasse, zu der auch unlegierte Stähle gehören. Fachlich richtig heißt die Gruppe „nichtrostende Stähle“, genormt in EN 10088.

Für das Schweißen folgt daraus der wichtigste Grundsatz dieser Reihe: Die Naht ist nur so beständig wie ihre Oberfläche. Alles, was die Passivschicht stört oder den Chromgehalt an der Oberfläche senkt, macht den Stahl an dieser Stelle angreifbar.

Wenn sich die Passivschicht nicht oder nicht vollständig bilden kann. Das geschieht, wenn Sauerstoff fehlt oder wenn an der Oberfläche zu wenig Chrom verfügbar ist.

• Kein Sauerstoff: In engen Spalten, unter Unterlegscheiben, unter Ablagerungen oder in stehender Flüssigkeit erneuert sich die Passivschicht nicht. Dringt ein korrosives Medium ein, beginnt Spaltkorrosion.
• Fremdeisen: Schleifstaub und Partikel aus unlegiertem Stahl, etwa von Werkzeugen, Bürsten oder Auflagen, rosten selbst und verhindern darunter die Passivschicht. Man sieht dann Rostpunkte auf Edelstahl, den sogenannten Fremdrost.
• Anlauffarben und Zunder: Die bunten Oxidschichten neben der Naht sind dicker als die Passivschicht, aber nicht schützend, und die Oberfläche darunter ist an Chrom verarmt. Sie müssen weg, siehe Anlauffarben, Beizen, Passivieren.
• Chromkarbide: Bleibt ein Stahl mit zu viel Kohlenstoff zu lange im Bereich um etwa 450 bis 850 °C, bindet der Kohlenstoff Chrom an den Korngrenzen. Daneben sinkt der Chromgehalt unter die nötige Grenze, und der Stahl wird anfällig für interkristalline Korrosion.
• Chloride: Salzwasser, Streusalz und chloridhaltige Reiniger greifen die Passivschicht örtlich an. Es entsteht Lochkorrosion, bei warmen Medien und Zugspannung auch Spannungsrisskorrosion.

Nach dem Gefüge unterscheidet man austenitische, ferritische, austenitisch-ferritische (Duplex) und martensitische Stähle. Für geschweißte Bauteile werden fast immer austenitische Stähle verwendet, dazu zunehmend Duplex- und ferritische Sorten.

Welches Gefüge sich im Schweißgut einstellt, hängt vom Verhältnis der ferritbildenden Elemente (Chrom, Molybdän, Silizium, Niob) zu den austenitbildenden (Nickel, Kohlenstoff, Mangan, Stickstoff) ab. Abschätzen lässt es sich mit dem Schaeffler-Diagramm, mehr dazu unter Gefüge, Deltaferrit und Heißrisse und im Rechner für Schaeffler-, DeLong- und WRC-Diagramm.

Ein Stahl hat nach EN 10088 eine Werkstoffnummer wie 1.4404 und einen Kurznamen wie X2CrNiMo17-12-2. Der Kurzname verrät die Zusammensetzung: X steht für hochlegiert, die 2 für 0,02 % Kohlenstoff, dann folgen die Legierungselemente und ihre Gehalte in Prozent, hier rund 17 % Chrom, 12 % Nickel und 2 % Molybdän.

Im internationalen Handel sind die amerikanischen AISI-Bezeichnungen üblich. Sie entsprechen den europäischen Sorten nur ungefähr, die zulässigen Analysen weichen in Einzelheiten ab. Für die Werkstoffauswahl und die Schweißanweisung gilt immer die Bezeichnung aus der Bestellung oder dem Abnahmeprüfzeugnis.

Ein „L“ in der AISI-Bezeichnung (low carbon) steht für höchstens 0,03 % Kohlenstoff. „Ti“ bedeutet mit Titan stabilisiert. Umgangssprachlich heißt die Gruppe um 1.4301 oft „V2A“, die molybdänlegierten Sorten wie 1.4404 und 1.4571 „V4A“.

Austenitischer Stahl leitet Wärme nur etwa ein Drittel so gut wie Baustahl und dehnt sich rund ein Drittel stärker aus. Die Wärme staut sich an der Naht, das Bauteil verzieht sich stärker, und Anlauffarben reichen weiter.

• Wärmeleitfähigkeit: bei Raumtemperatur rund 15 W/(m·K) bei austenitischen Stählen, rund 25 bei ferritischen, dagegen etwa 50 bei unlegiertem Baustahl.
• Wärmeausdehnung: rund 16 · 10⁻⁶ je Kelvin beim Austenit, 10 bis 13 bei ferritischen und Duplexstählen, 12 bei Baustahl. Ferritische Sorten verziehen sich deshalb ähnlich wenig wie Baustahl.
• Elektrischer Widerstand: drei- bis viermal so hoch wie bei Baustahl. Beim MSG-Schweißen erwärmt sich das freie Drahtende stärker, was die Einstellwerte beeinflusst.

Dazu kommen werkstoffabhängige Risiken: Heißrisse bei vollaustenitischem Schweißgut, Grobkorn bei ferritischen Stählen, Härterisse bei martensitischen und spröde Ausscheidungen wie die Sigma-Phase, wenn Duplexstahl zu lange zu heiß bleibt. Wie man die Wärme führt, zeigt Wärmeeinbringung und Zwischenlagentemperatur.

Richtwerte nach ISER-Merkblatt 823 (2019), Tabelle 1. Die Werte einzelner Sorten weichen ab.

Weil sie auch nach dem Schweißen beständig gegen interkristalline Korrosion bleiben. Bei höchstens 0,03 % Kohlenstoff bilden sich in der Wärmeeinflusszone kaum Chromkarbide. Alternativ bindet Titan oder Niob den Kohlenstoff, bevor er Chrom binden kann.

Stähle mit mehr als 0,03 % Kohlenstoff wie 1.4301 können bei Wanddicken über etwa 6 mm ohne Wärmenachbehandlung in der Wärmeeinflusszone anfällig werden, je nach Korrosionsbeanspruchung. Bei dünnen Blechen kühlt die Naht so schnell ab, dass das selten eine Rolle spielt.

Der Kohlenstoff kann auch über den Schweißprozess kommen: Schutzgase mit viel CO₂ geben Kohlenstoff an das Schweißgut ab und können es so empfindlich machen. Deshalb arbeitet man beim MAG-Schweißen nichtrostender Stähle mit nur wenigen Prozent CO₂ oder O₂, siehe Schutzgase.

Die Beständigkeit gegen Lochkorrosion schätzt man mit der Wirksumme ab, englisch PREN (pitting resistance equivalent number). Je höher sie ist, desto mehr Chlorid verträgt der Stahl.

Für Duplexstähle rechnet man: Wirksumme = % Cr + 3,3 × % Mo + 16 × % N. Molybdän zählt also mehr als dreifach. Bei einfachen austenitischen Stählen lässt man den Stickstoff meist weg, bei hochlegierten Austeniten zählt er mit dem Faktor 30.

• 1.4301: rund 18 bis 20
• 1.4404: rund 24
• 1.4362 (Lean-Duplex): rund 25
• 1.4462 (Duplex): rund 35
• 1.4410 (Superduplex): rund 42; ab 40 spricht man von Superduplex

Richtwerte der Duplexstähle nach DVS 0946, Tabelle 1; Austenite aus der Nennanalyse gerechnet. Die Wirksumme ist ein Vergleichswert für den Grundwerkstoff. Die Naht ist oft weniger beständig, besonders mit Anlauffarben. Darum enthält der Schweißzusatz meist etwas mehr Legierung als der Grundwerkstoff.

Im Bauwesen ordnet EN 1993-1-4 die Stähle nach der Umgebung (Chloride, Schwefeldioxid, Reinigung) Korrosionsbeständigkeitsklassen CRC I bis V zu. Das gilt dort auch für die Schweißnähte, sofern sie fachgerecht nachbehandelt sind.

Als Faustregel wählt man den Schweißzusatz artgleich oder etwas höher legiert. Für 1.4301 und 1.4307 ist das 308LSi, für 1.4404 und 1.4571 316LSi. Verbindungen mit unlegiertem Stahl schweißt man überlegiert, meist mit 309LSi.

• 308LSi (ML 19 9 LSi): für 1.4301, 1.4307, 1.4541
• 316LSi (ML 19 12 3 LSi): für 1.4401, 1.4404, 1.4571
• 318Si (ML 19 12 3 NbSi): wenn ein stabilisiertes Schweißgut gefordert ist
• 2209 (ML 22 9 3 NL): für Duplexstähle wie 1.4462
• 309LSi (ML 23 12 LSi) und 307 (ML 18 8 Mn): Schwarz-Weiß-Verbindungen und Pufferlagen

Die Auswahl im Einzelnen erklärt Den Schweißzusatz wählen. Alle Drähte: Edelstahl-Schweißdraht, die Zuordnung zu den Grundwerkstoffen: Werkstoffauswahl Edelstahl.

Ist Edelstahl magnetisch?

Austenitische Stähle wie 1.4301 sind im geglühten Zustand nicht magnetisch. Kaltverformte Bereiche und das Schweißgut können leicht magnetisch sein, Letzteres wegen seines gewollten Anteils an Deltaferrit. Ferritische, martensitische und Duplexstähle sind magnetisch. Mit einem Magneten lässt sich also nicht feststellen, ob ein Stahl nichtrostend ist.

Was ist der Unterschied zwischen V2A und V4A?

V4A-Stähle wie 1.4404 und 1.4571 enthalten rund 2 % Molybdän und sind dadurch beständiger gegen Chloride, etwa in Meeresnähe, in Schwimmbädern und in der Lebensmittelindustrie. V2A wie 1.4301 genügt für viele Anwendungen im Innenbereich.

Warum rostet meine Edelstahlnaht?

Meist wegen nicht entfernter Anlauffarben, wegen Fremdeisen von Werkzeugen, die auch für Baustahl benutzt wurden, oder wegen eines zu niedrig legierten Schweißzusatzes. Die Ursachen und ihre Behebung zeigt Nahtfehler und Korrosionsschäden.

Muss ich nichtrostenden Stahl vorwärmen?

Austenitische Stähle nicht, Vorwärmen schadet eher. Bei Duplexstählen kann es bei großen Wanddicken sinnvoll sein, bei martensitischen Stählen ist es nötig. Ferritische Stähle schweißt man mit möglichst wenig Wärme.

Die Reihe vom Werkstoff über Verfahren, Gas und Nahtschutz bis zur geprüften Naht. Den Überblick gibt die Seite Schweißen nichtrostender Stähle.

1. Gefüge, Deltaferrit und Heißrisse
2. Den Schweißzusatz wählen
3. Verfahren im Überblick
4. Schutzgase
5. Wärmeeinbringung und Zwischenlagentemperatur
6. Nahtvorbereitung und Heften
7. Wurzelschutz und Formieren
8. Anlauffarben, Beizen, Passivieren
9. Duplex und Superduplex
10. Edelstahl mit unlegiertem Stahl verbinden
11. Nahtfehler und Korrosionsschäden
12. Prüfung und Arbeitsschutz