Am Scheideweg der Materialauswahl im Ingenieurwesen lassen verzinkter Stahl und Edelstahl – zwei scheinbar korrosionsbeständige Metalle – Konstrukteure und Ingenieure oft mit einem Dilemma zurück. Welches ist die bessere Wahl? Dieser Artikel untersucht sorgfältig ihre Eigenschaften, von Korrosionsbeständigkeit und Festigkeit bis hin zu Formbarkeit und Wirtschaftlichkeit, um Ihnen zu helfen, eine fundierte Entscheidung für Ihr nächstes Projekt zu treffen.

Um verzinkten Stahl zu verstehen, muss man zunächst seinen Herstellungsprozess erfassen. Vereinfacht ausgedrückt ist verzinkter Stahl gewöhnlicher Stahl, der mit einer Zinkschicht beschichtet ist. Es gibt verschiedene Verzinkungsverfahren, aber ihr Ziel bleibt dasselbe: Korrosionsbeständigkeit und ein ästhetisch ansprechendes Finish zu bieten. Feuerverzinken ist die gebräuchlichste Technik, bei der Stahl in geschmolzenes Zink getaucht wird, wodurch durch eine chemische Reaktion eine robuste Zinkschicht entsteht. Andere Verfahren, wie das Elektrolytische Verzinken und die Thermodiffusion, werden für kleinere oder strukturell komplexe Komponenten verwendet.

Diese Zinkschicht funktioniert ähnlich wie die Chromoxid-Passivierungsschicht auf Edelstahl und bietet wirksamen Korrosionsschutz und Schutz vor kleineren Kratzern und Stößen. Im Gegensatz zu Edelstahl ist verzinkter Stahl jedoch ein geschichtetes Verbundmaterial und kein vollständig legiertes Produkt.

Im Allgemeinen übertrifft Edelstahl verzinkten Stahl in Bezug auf die Korrosionsbeständigkeit, obwohl dies von der Anwendungsumgebung abhängt. Verzinkter Stahl zeichnet sich in Wasser- und Chlorumgebungen aus, schneidet aber in Meeresumgebungen im Vergleich zu Edelstahl schlechter ab. Darüber hinaus fehlen der Schutzschicht von verzinktem Stahl die selbstheilenden Eigenschaften der Passivierungsschicht von Edelstahl. Im Laufe der Zeit bedeutet dies, dass verzinkte Stahlkomponenten typischerweise eine kürzere Lebensdauer haben. Selbst wenn die Zinkschicht beschädigt wird, wirkt sie als Opferanode und korrodiert vorzugsweise, um den darunter liegenden Stahl zu schützen. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Edelstahl in der Regel eine höhere Korrosionsbeständigkeit und Langlebigkeit bietet.

Bei identischen Dicken und Formen ist Edelstahl im Allgemeinen stärker als verzinkter Stahl. Eine Schlüsselkennzahl für die Materialfestigkeit ist die Zugfestigkeit – der Widerstand gegen Bruch unter Zug. Edelstahllegierungen beginnen typischerweise bei 515 MPa, wobei einige Güten bis zu 1.300 MPa erreichen. Baustahl hat eine Zugfestigkeit von etwa 400 MPa, während Kohlenstoffstahl (der für verzinkten Stahl verwendet wird) 841 MPa erreicht. Da das Verzinken die Zugfestigkeit des Grundmetalls nicht verändert, behält verzinkter Stahl die Festigkeit seines Grundmaterials bei.

In den meisten Fällen ist der Gewichtsunterschied zwischen Edelstahl und verzinktem Stahl vernachlässigbar. Variationen hängen von der Art der Edelstahllegierung und der Dicke der Zinkbeschichtung auf verzinktem Stahl ab. Ein höherer Legierungsgehalt oder dickere Zinkschichten erhöhen das Gewicht.

Die Formbarkeit von verzinktem Stahl entspricht der seines Grundstahls, wodurch er leichter zu formen ist als Edelstahl mit demselben Profil. Für Edelstahl mit hoher Formbarkeit sind austenitische Güten (mit hohem Nickelgehalt) ideal für große Gegenstände wie Spülen, Becken und Tanks.

Beide Materialien haben eine ähnliche Wärmeleitfähigkeit. Bei verzinktem Stahl ist jedoch Vorsicht geboten, wenn er über den Schmelzpunkt von Zink (419 °C) erhitzt wird, da die Zinkschicht verflüssigen kann, was zu Verbrennungs- oder Brandgefahren führen kann. Strukturell schneiden beide Stähle in Hochtemperaturumgebungen gut ab.

Beide können geschweißt werden, aber mit Vorbehalten. Das Schweißen von Edelstahl kann seine Passivierungsschicht beeinträchtigen, was zu Sprödigkeit oder verringerter Korrosionsbeständigkeit führt. Säurewaschen kann diese Auswirkungen mildern. Bei verzinktem Stahl ist eine gute Belüftung aufgrund der giftigen Zinkoxiddämpfe unerlässlich. Vermeiden Sie es, Edelstahl beim Schweißen geschmolzenem Zink auszusetzen, da dies zu Versprödung führt. Vorverzinkungsschweißen wird empfohlen.

Dies hängt vom Grundstahl ab. Verzinkter Stahl erbt den Magnetismus seines Grundmetalls. Austenitische Edelstähle sind am magnetischsten, während andere Legierungen je nach Eisengehalt variieren.

Beide Metalle sind für die meisten Lebensmittelumgebungen sicher. Verzinkter Stahl ist in Kühlregalen und dekorativem Geschirr üblich, sollte aber saure Lebensmittel vermeiden, die Zink korrodieren. Die geringere Reaktivität und glattere Oberfläche von Edelstahl machen ihn vielseitiger und leichter zu reinigen.

Edelstahl wird in medizinischen Umgebungen fast immer bevorzugt, da er langlebig, leicht zu sterilisieren und eine glatte Oberfläche hat. Die raue Textur und das Potenzial für Zinkabsplitterungen von verzinktem Stahl machen ihn weniger geeignet für Werkzeuge, Geräte oder Implantate.

Edelstahl ist in der Regel teurer. Verzinkter Stahl ist eine kostengünstige Alternative für unkritische oder wenig genutzte Anwendungen. Beide sind recycelbar, aber der Prozess von Edelstahl ist einfacher – Schmelzen und Verfestigen mit minimalen Anpassungen. Verzinkter Stahl muss zu Grundstahl umgearbeitet und neu verzinkt werden.

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• Festigkeit: Edelstahl ist stärker für Strukturbauteile.
• Korrosionsbeständigkeit: Edelstahl zeichnet sich aus, insbesondere in Meeresumgebungen.
• Hitzebeständigkeit: Beide funktionieren gut, aber vermeiden Sie das Schmelzen von verzinkten Beschichtungen.
• Schweißen: Edelstahl ist sicherer; verzinkter Stahl erfordert Vorsichtsmaßnahmen.
• Kosten: Verzinkter Stahl ist im Voraus günstiger; Edelstahl bietet langfristigen Wert.