Unterschiede zwischen Edelstahl 304, 304l, 316 und 316l

Edelstahl ist eine Stahlsorte. Stahl bezeichnet Stahl mit einem Kohlenstoffgehalt (C) von weniger als 2 %, bei mehr als 2 % handelt es sich um Eisen. Beim Schmelzprozess werden Legierungselemente wie Chrom (Cr), Nickel (Ni), Mangan (Mn), Silizium (Si), Titan (Ti) und Molybdän (Mo) hinzugefügt, um die Eigenschaften des Stahls zu verbessern und ihn korrosionsbeständig (also rostfrei) zu machen. Das wird allgemein als Edelstahl bezeichnet.

Stahl: Ein Werkstoff, dessen Hauptelement Eisen ist, dessen Kohlenstoffgehalt im Allgemeinen unter 2 % liegt und der weitere Elemente enthält. ——GB/T 13304-91 „Stahlklassifizierung“

Eisen: Ein Metallelement mit der Ordnungszahl 26. Eisenwerkstoffe weisen einen starken Ferromagnetismus sowie eine gute Plastizität und Wärmeleitfähigkeit auf.

Edelstahl: Eine Stahlsorte, die gegen schwach korrosive Medien wie Luft, Dampf und Wasser beständig ist oder rostfreie Eigenschaften aufweist. Häufig verwendete Stahlsorten sind 304, 304L, 316 und 316L; dabei handelt es sich um austenitische Edelstähle der 300er-Serie.

Während des Schmelzprozesses von Edelstahl werden unterschiedliche Mengen verschiedener Legierungselemente hinzugefügt. Auch ihre Eigenschaften unterscheiden sich. Um sie voneinander zu unterscheiden, werden verschiedene Stahlsorten festgelegt. Nachfolgend finden Sie eine Tabelle mit dem Gehalt an „Legierungselementen“ verschiedener Sorten von gängigem dekorativem Edelstahl, die nur als Referenz dient:

Chemische Zusammensetzung (Massenanteil, %)

Edelstahl 304

Leistungseinführung 304-Edelstahl ist die häufigste Stahlsorte. Als weit verbreiteter Stahl weist er eine gute Korrosionsbeständigkeit, Wärmebeständigkeit, Tieftemperaturfestigkeit und gute mechanische Eigenschaften auf; er besitzt gute Warmumformeigenschaften wie Stanzen und Biegen und zeigt keine Verfestigung durch Wärmebehandlung (nicht magnetisch, geeignete Einsatztemperatur -196℃～800℃).

Anwendungsbereich Haushaltsgegenstände (Tafelgeschirr der Kategorien 1 und 2, Schränke, Innenleitungen, Warmwasserbereiter, Boiler, Badewannen) Autoteile (Scheibenwischer, Schalldämpfer, Formteile) Medizinische Geräte, Baustoffe, Chemikalien, Lebensmittelindustrie, Landwirtschaft, Schiffsteile.

Edelstahl 304L - (L steht für niedrigen Kohlenstoffgehalt)

Leistungseinführung Als kohlenstoffarmer 304-Stahl weist er unter allgemeinen Bedingungen eine ähnliche Korrosionsbeständigkeit wie 304-Stahl auf, nach dem Schweißen oder Spannungsarmglühen ist seine Beständigkeit gegen interkristalline Korrosion jedoch ausgezeichnet; auch ohne Wärmebehandlung kann er eine gute Korrosionsbeständigkeit aufrechterhalten, und die Betriebstemperatur beträgt -196℃～800℃.

Anwendungsbereich Einsatz in Freiluftmaschinen der chemischen, Kohle- und Erdölindustrie mit hohen Anforderungen an die Beständigkeit gegen interkristalline Korrosion, in hitzebeständigen Bauteilen von Baumaterialien sowie in Teilen, die nur schwer wärmebehandelt werden können.

Edelstahl 316

Leistungsbeschreibung Edelstahl 316 weist aufgrund des Zusatzes von Molybdän eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit, Witterungsbeständigkeit und Hochtemperaturfestigkeit auf und kann unter schwierigen Bedingungen eingesetzt werden; außerdem besitzt er eine ausgezeichnete Kaltverfestigung (nicht magnetisch). Anwendungsbereich Ausrüstung für Meerwasser, die chemische Industrie, die Färbeindustrie, die Papierherstellung, Oxalsäure-, Düngemittel- und andere Produktionsanlagen; Fotoindustrie, Lebensmittelindustrie, Küstenanlagen, Seile, CD-Stäbe, Bolzen, Muttern.

Edelstahl 316L - (L steht für kohlenstoffarm)

Leistungsbeschreibung Als kohlenstoffarme Variante von Stahl 316 weist dieser Stahl neben den gleichen Eigenschaften wie Stahl 316 eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen interkristalline Korrosion auf.

Anwendungsbereich Produkte mit besonderen Anforderungen an die Beständigkeit gegen interkristalline Korrosion.

Leistungsvergleich

Chemische Zusammensetzung

Edelstahl 316 und 316L sind molybdänhaltige Edelstähle. Der Molybdängehalt von Edelstahl 316L ist geringfügig höher als der von Edelstahl 316. Aufgrund des enthaltenen Molybdäns ist die Gesamtleistung dieses Stahls besser als die von Edelstahl 310 und 304. Unter Hochtemperaturbedingungen bietet Edelstahl 316 ein breites Anwendungsspektrum, wenn die Schwefelsäurekonzentration unter 15 % und über 85 % liegt. Edelstahl 316 weist außerdem eine gute Beständigkeit gegen Chloridkorrosion auf und wird daher üblicherweise in Meeresumgebungen eingesetzt. Edelstahl 316L hat einen maximalen Kohlenstoffgehalt von 0,03 und kann für Anwendungen verwendet werden, bei denen ein Glühen nach dem Schweißen nicht möglich ist und eine maximale Korrosionsbeständigkeit erforderlich ist.

Korrosionsbeständigkeit Edelstahl 316 weist eine bessere Korrosionsbeständigkeit als Edelstahl 304 auf und ist im Produktionsprozess von Zellstoff und Papier gut korrosionsbeständig. Edelstahl 316 ist außerdem beständig gegenüber Meeresatmosphäre und korrosiven Industrieatmosphären.

Im Allgemeinen gibt es hinsichtlich der chemischen Korrosionsbeständigkeit keinen großen Unterschied zwischen Edelstahl 304 und Edelstahl 316, jedoch bestehen Unterschiede bei bestimmten Medien.

Der ursprünglich entwickelte Edelstahl war 304, der unter bestimmten Umständen anfällig für Lochfraß ist. Die Zugabe von weiteren 2-3% Molybdän kann diese Anfälligkeit verringern, und so entstand 316. Darüber hinaus kann dieses zusätzliche Molybdän auch die Korrosion durch bestimmte heiße organische Säuren verringern.

Edelstahl 316 ist in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie nahezu zu einem Standardwerkstoff geworden. Aufgrund der weltweiten Knappheit an Molybdän und des höheren Nickelgehalts von Edelstahl 316 ist Edelstahl 316 teurer als Edelstahl 304. Lochfraß ist ein Phänomen, das hauptsächlich durch Ablagerungskorrosion auf der Oberfläche von Edelstahl verursacht wird und auf Sauerstoffmangel sowie die fehlende Bildung einer schützenden Chromoxidschicht zurückzuführen ist.

Insbesondere bei kleinen Ventilen ist die Wahrscheinlichkeit von Ablagerungen auf dem Ventilteller gering, sodass Lochfraß nur selten auftritt. Bei verschiedenen Arten von Wasser (destilliertes Wasser, Trinkwasser, Flusswasser, Kesselwasser, Meerwasser usw.) ist die Korrosionsbeständigkeit von Edelstahl 304 und Edelstahl 316 nahezu gleich, es sei denn, der Chloridionengehalt im Medium ist sehr hoch; in diesem Fall ist Edelstahl 316 besser geeignet.

In den meisten Fällen gibt es keinen großen Unterschied zwischen der Korrosionsbeständigkeit von Edelstahl 304 und Edelstahl 316, aber unter bestimmten Umständen kann der Unterschied erheblich sein, was eine konkrete Analyse der jeweiligen Situation erfordert. Im Allgemeinen sollten Ventilanwender dies berücksichtigen, da sie das Material des Behälters und der Rohrleitung entsprechend dem Medium auswählen. Es wird nicht empfohlen, Anwendern Materialien vorzuschlagen.

Hitzebeständigkeit

Bei intermittierendem Einsatz unter 1600 Grad und kontinuierlichem Einsatz unter 1700 Grad weist Edelstahl 316 eine gute Oxidationsbeständigkeit auf. Am besten sollte Edelstahl 316 nicht kontinuierlich im Bereich von 800-1575 Grad eingesetzt werden. Bei kontinuierlichem Einsatz außerhalb dieses Temperaturbereichs weist der Edelstahl jedoch eine gute Hitzebeständigkeit auf. Edelstahl 316L ist widerstandsfähiger gegen Karbidausscheidungen als Edelstahl 316 und kann im oben genannten Temperaturbereich eingesetzt werden.

Wärmebehandlung

Im Temperaturbereich von 1850-2050 Grad glühen, anschließend schnellglühen und danach rasch abkühlen. Edelstahl 316 kann durch Überhitzen nicht gehärtet werden.

Schweißen

Edelstahl 316 weist gute Schweißeigenschaften auf. Er kann mit allen gängigen Schweißverfahren geschweißt werden. Je nach Zweck können zum Schweißen Schweißstäbe oder Elektroden aus Edelstahl 316Cb, 316L oder 309Cb verwendet werden. Für eine optimale Korrosionsbeständigkeit muss der geschweißte Bereich von Edelstahl 316 nach dem Schweißen geglüht werden. Wird Edelstahl 316L verwendet, ist kein Glühen nach dem Schweißen erforderlich.

Mechanische Eigenschaften

Von allen Stählen hat austenitischer Edelstahl die niedrigste Streckgrenze. Daher ist austenitischer Edelstahl aus Sicht der mechanischen Eigenschaften nicht das beste Material für Ventilspindeln, denn um eine bestimmte Festigkeit zu gewährleisten, muss der Durchmesser der Ventilspindel vergrößert werden. Die Streckgrenze kann durch Wärmebehandlung nicht erhöht werden, wohl aber durch Kaltumformung.

Magnetismus

Aufgrund der weitverbreiteten Verwendung von austenitischem Edelstahl haben viele den falschen Eindruck, dass alle Edelstähle unmagnetisch sind. Bei austenitischem Edelstahl kann grundsätzlich von einem unmagnetischen Werkstoff ausgegangen werden; dies gilt auch für abgeschreckten Schmiedestahl. Kaltumgeformter 304 ist jedoch mehr oder weniger magnetisch. Bei Gussstahl gilt: Wenn es sich zu 100 % um austenitischen Edelstahl handelt, ist er unmagnetisch.

Niedrigkohlenstoffhaltiger Edelstahl

Die Korrosionsbeständigkeit von austenitischem Edelstahl beruht auf der schützenden Chromoxidschicht, die sich auf der Metalloberfläche bildet. Wird der Werkstoff auf eine hohe Temperatur von 450℃ bis 900℃ erhitzt, verändert sich seine Struktur, und entlang der Korngrenzen bildet sich Chromkarbid. Dadurch kann sich an den Korngrenzen keine schützende Chromoxidschicht bilden, was zu einer verringerten Korrosionsbeständigkeit führt. Diese Art der Korrosion wird als „interkristalline Korrosion“ bezeichnet.

Daher wurden Edelstahl 304L und Edelstahl 316L entwickelt, um dieser Korrosion entgegenzuwirken. Sowohl Edelstahl 304L als auch Edelstahl 316L haben einen geringeren Kohlenstoffgehalt. Aufgrund des reduzierten Kohlenstoffgehalts wird kein Chromkarbid gebildet, und es tritt keine interkristalline Korrosion auf. Es ist zu beachten, dass eine höhere Empfindlichkeit gegenüber interkristalliner Korrosion nicht bedeutet, dass Werkstoffe ohne niedrigen Kohlenstoffgehalt korrosionsanfälliger sind.

Diese Empfindlichkeit ist in einer Umgebung mit hohem Chlorgehalt ebenfalls höher.