1.0 Was ist Edelstahl?
Edelstahl ist eine Legierung aus Eisen, Chrom, Nickel und anderen Elementen. Chrom bildet eine selbstheilende, korrosionsbeständige Oxidschicht, die Edelstahl äußerst langlebig und rostarm macht.
Edelstahl ist bekannt für seine Korrosionsbeständigkeit, Festigkeit und sein sauberes Aussehen und wird häufig in der Petrochemie, der Prozessausrüstung und der Turbinenindustrie eingesetzt. Unter den vielen Güten sind 304 und 316 die gängigsten. Beide werden als austenitische Edelstähle klassifiziert und oft als Marine- oder chirurgischer Edelstahl bezeichnet.
2.0 Was ist Edelstahl 304?
Grad Edelstahl 304 ist eine weit verbreitete Hochleistungslegierung, die für ihre hervorragende Zugfestigkeit, Haltbarkeit und Korrosions- und Oxidationsbeständigkeit bekannt ist. Sie hat eine Schmelzpunkt zwischen 2.550 °F und 2.650 °F (1.399 °C – 1.454 °C), aber seine Zugfestigkeit nimmt ab, wenn es sich diesem Bereich nähert.
Diese Legierung bietet eine hohe Zugfestigkeit von ca. 621 MPa (90 ksi) und kann bei Temperaturen bis zu 870 °C eingesetzt werden, was sie zu einem zuverlässigen Material für anspruchsvolle Anwendungen macht. Wichtige Eigenschaften
- Ausgezeichnete Beständigkeit gegen atmosphärische Korrosion und Wasser
- Gute chemische Beständigkeit in vielen Umgebungen
- Leicht herzustellen, zu schweißen und zu formen
- Im geglühten Zustand nicht magnetisch
- Stabile mechanische Eigenschaften für ein breites Anwendungsspektrum
Edelstahl 304 Einschränkungen
- Chloridempfindlichkeit: Anfällig für Lochfraß in Umgebungen mit hohen Chloridkonzentrationen (z. B. Salzwasser)
- Nicht ideal für Anwendungen im Seeverkehr oder bei hohem Chloridgehalt: Es fehlt Molybdän, was die Leistung in aggressiven Chloridumgebungen einschränkt
2.1 Typische Anwendungen von Edelstahl Typ 304
Edelstahl Typ 304 wird aufgrund seiner hervorragenden Korrosionsbeständigkeit, Festigkeit und Formbarkeit in verschiedenen Branchen eingesetzt. Zu den gängigen Anwendungen gehören:
| Anwendungsbereich | Typische Verwendungen |
| Essen & Küche | – Lebensmittelverarbeitungsgeräte – Küchenausstattung und Geräte – Töpfe und Pfannen – Spülbecken und Spülbeckenteile für den Wohnbereich |
| Industrie & Maschinenbau | – Pumpen- und Ventilkomponenten – Wärmetauscher – Druckbehälter – Geräteschläuche – Lagertanks – Wasser- und Flüssigkeitsleitungen |
| Automobilindustrie | – Auto-Formteile und -Verkleidungen – Radkappen – Auspuffkrümmer |
| Elektrik und Struktur | – Korrosionsbeständige Elektrogehäuse – Elektrische Innengehäuse – Befestigungselemente und Hardware (Schrauben, Bolzen, Griffe, Platten) |
| Architektonisch & Dekorativ | – Dekorative Verzierung – Architektonische Beschläge (Paneele, Skulpturen, Wandleuchter) – Haushaltsgeräte |
2.2 Vorteile von Edelstahl 304
- Korrosionsbeständigkeit: Gute Leistung in vielen korrosiven Umgebungen, einschließlich milden Säuren und alkalischen Lösungen
- Gute Verarbeitbarkeit: Leicht zu biegen, zu bearbeiten, zu schweißen und zu polieren
- Kostengünstig: Geringere Kosten im Vergleich zu 316 und höher legierten Edelstählen
- Vielseitig: Geeignet für ein breites Branchenspektrum, darunter Lebensmittel, Medizin, Bauwesen und Industrie
2.3 304 Herstellungsverfahren
304 wird durch Schmelzen von Chrom, Eisen, Nickel und anderen Spurenlegierungen in einem Ofen hergestellt, um eine geschmolzene Mischung zu erzeugen. Anschließend wird diese zum Aushärten in Knüppel, Brammen oder andere Formen gefüllt. Die Formen können anschließend warmgewalzt, geglüht, wärmebehandelt, poliert und/oder zugeschnitten werden.
3.0 Was ist Edelstahl 316?
Edelstahl der Güteklasse 316 ist eine hochwertige austenitische Legierung, die für ihre hervorragende Korrosionsbeständigkeit, hohe Zugfestigkeit und zuverlässige Leistung bei erhöhten Temperaturen bekannt ist. Er verfügt über einen Schmelzbereich von 1.371 °C bis 1.399 °C, eine Zugfestigkeit von 579 MPa und eine maximale Betriebstemperatur von ca. 800 °C.
Edelstahl 316 ist eine Chrom-Nickel-Legierung mit Molybdänzusatz, die seine chemische Beständigkeit, insbesondere in Meeresumgebungen und bei chemischen Verarbeitungsanwendungen, deutlich erhöht. Dadurch ist er im Vergleich zu Typ 304 deutlich widerstandsfähiger gegen korrosive Substanzen wie Chloride, Bromide, Iodide, Schwefelsäure, Salzlauge und Fettsäuren bei hohen Temperaturen.
Hochtemperaturstabilität
316 behält seine Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit bei erhöhten Temperaturen und eignet sich daher für hitzeintensive Anwendungen, bei denen 304 beschädigt werden könnte.
Nichtreaktive Zusammensetzung
Als nichtreaktive Legierung ist 316 ideal für medizinische, pharmazeutische und lebensmittelechte Umgebungen.
Einschränkungen von Edelstahl 316
Höhere Kosten: Die verbesserte Korrosionsbeständigkeit ist mit einem höheren Preis verbunden als bei 304, hauptsächlich aufgrund des erhöhten Nickelgehalts und der Zugabe von Molybdän.
Zusammensetzung von Edelstahl 316
Diese Zusammensetzung macht Edelstahl 316 im Vergleich zu 304 widerstandsfähiger gegen Chloride und aggressive Chemikalien, obwohl beide mit bloßem Auge nahezu identisch aussehen.
- 16% Chrom
- 10% Nickel
- 2% Molybdän
3.1 Vorteile von Edelstahl 316
- Verbesserte Korrosionsbeständigkeit
- Hervorragende Beständigkeit gegen Loch- und Spaltkorrosion
- Bessere Leistung in chloridreichen Umgebungen
- Einfach zu schweißen, zu reinigen und zu bearbeiten
- Geeignet für pharmazeutische und lebensmittelechte Anwendungen
- Enthält Molybdän für eine höhere chemische Beständigkeit im Vergleich zu Edelstahl 304
3.2 Typische Anwendungen von Edelstahl 316
| Anwendungsbereich | Typische Anwendungen |
| Meeresumwelt | Schiffskomponenten, Schiffsteile, Baustahl und Komponenten in Meeresumgebungen, Schiffsausrüstung |
| Medizinische und pharmazeutische Geräte | Chirurgische und medizinische Instrumente, Medizinische Geräte (auch nicht-chirurgische), Pharmazeutische Verarbeitungsgeräte, Pharmazeutische Geräte, Pharmazeutische Herstellung |
| Chemische Ausrüstung | Ausrüstung für die chemische Verarbeitung, Chemische Ausrüstung, Chemierohrleitungen, Chemische Herstellung, Industrie- und Chemietransport, Druckbehälter, Zisternen und Rohre für chemische Anwendungen |
| Außenanlagen | Elektrische Außengehäuse, Außeneinrichtung |
| Industrielle Ausrüstung | Industrielle Ausrüstung für die Pharma- und Chemieindustrie |
| Küche & Lebensmittelverarbeitung | Oberflächen, Ausrüstung und Geräte für gewerbliche Küchen, Gewerbliche Küchen, Lebensmittelproduktion und -verarbeitung in salzhaltigen Umgebungen, Gewerbliche Geräte |
| Sonstiges | Edelstahldrahtkörbe, Edelstahlkörbe, Edelstahlschwimmer |
3.3 316 Herstellungsverfahren
316 wird fast identisch zu 18/8 und 304 hergestellt, mit Ausnahme geringfügig abweichender Inhaltsstoffe. Zusätzlich zu Nickel, Chrom und Kohlenstoff werden Molybdän sowie sehr geringe Mengen Mangan, Silizium und gelegentlich Stickstoff beigemischt. Die Hersteller achten genau auf die Mengen, um die korrekte Zusammensetzung sicherzustellen und die Vorteile von 316 voll auszuschöpfen. Wie 304 und 18/8 wird es eingeschmolzen, geformt und weiterverarbeitet.
4.0 Detaillierter Vergleich von Edelstahl 304 und 316
Edelstahl 304 vs. 316 – Ein umfassender Vergleich
Sowohl 304 als auch 316 gehören zu den am häufigsten verwendeten austenitischen Edelstählen. Obwohl sie in Oberfläche und Form nahezu identisch erscheinen, unterscheiden sie sich erheblich in chemischer Zusammensetzung, mechanischer Leistung und Korrosionsbeständigkeit. Die folgenden Tabellen bieten einen Vergleich zur Materialauswahl.
| Besonderheit | Edelstahl 304 | Edelstahl 316 |
| Zusammensetzung | 18% Chrom, 8% Nickel (kein Molybdän) | 18% Chrom, 10% Nickel, 2-3% Molybdän |
| Korrosionsbeständigkeit | Hervorragend geeignet für milde Umgebungen; anfällig für Loch- und Spaltkorrosion, insbesondere bei Chloriden. | Überlegene Korrosionsbeständigkeit, auch gegen Chloride und in rauen Umgebungen. |
| Stärke | Gut | Gut, etwas höher durch Molybdän |
| Hochtemperaturleistung | Gut für viele Anwendungen, kann aber bei sehr hohen Temperaturen korrosionsanfällig sein. | Hervorragende Hochtemperaturfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit. |
| Schweißbarkeit | Exzellent | Exzellent |
| Kosten | Kostengünstiger | Teurer |
| Typische Anwendungen | Geräte zur Lebensmittelverarbeitung, Küchengeräte, Spülbecken, Zierleisten, Pumpen- und Ventilkomponenten. | Meeresumgebungen, chemische Verarbeitung, Arzneimittelherstellung, medizinische Geräte, Wärmetauscher. |
| Magnetisch | Leicht magnetisch | Leicht magnetisch |
4.1 Edelstahl 304 vs. 316: Vergleich der wichtigsten Eigenschaften
Die Edelstahlsorten 304 und 316 gehören zu den am häufigsten verwendeten austenitischen Edelstählen. Beide bieten hervorragende Korrosionsbeständigkeit, Festigkeit und Formbarkeit, unterscheiden sich jedoch in ihrer chemischen Zusammensetzung und ihrem Verhalten in bestimmten Umgebungen.
| Eigentum | Edelstahl 304 | Edelstahl 316 |
| Korrosionsbeständigkeit | – Hervorragend geeignet für eine Vielzahl von Umgebungen – Anfällig für Loch- und Spaltkorrosion in chloridhaltigen Umgebungen – Risiko von Spannungsrisskorrosion über 60 °C | – Überragende Korrosionsbeständigkeit insgesamt – Bekannt als „Marinequalität“ – Immer noch anfällig für Lochfraß, Spaltkorrosion und Spannungsrisskorrosion in warmem Meerwasser |
| Empfohlene kohlenstoffarme Qualität | 304L: Bessere Beständigkeit gegen Karbidausfällung in feuchten oder heißen Umgebungen | 316L: Verbesserte Beständigkeit gegen Karbidausfällung; bevorzugt bei längerer Einwirkung oder in kritischen Umgebungen |
| Hitzebeständigkeit | – Widersteht intermittierender Oxidation bis zu 870 °C – Dauereinsatz bis zu 925 °C – Nicht empfohlen für den Dauereinsatz im Wasser zwischen 425 °C–860 °C | – Ähnliche Leistung: 870 °C intermittierend, 925 °C kontinuierlich – 316L bevorzugt für Wasserversorgung in der 425 °C–860 °C Reichweite |
| Kaltbearbeitung | – Schnelle Kaltverfestigung – Zwischenglühen kann erforderlich sein, um Rissbildung zu vermeiden – Abschließendes Glühen wird empfohlen, um innere Spannungen abzubauen und die Korrosionsbeständigkeit wiederherzustellen | – Leicht rollgeformt, gestanzt, gekröpft oder gezogen – Glühen nach der Kaltverformung empfohlen, um die Duktilität wiederherzustellen und Spannungen abzubauen |
| Auswirkungen der Kaltarbeit | Erhöht Festigkeit und Härte | Erhöht Festigkeit und Härte |
| Warmbearbeitung | – Am besten durchgeführt bei 1149 °C–1260 °C – Schnelles Abkühlen nach der Umformung maximiert die Korrosionsbeständigkeit | – Vermeiden Sie Arbeiten unter 927 °C – Ideale Reichweite: 1149 °C–1260 °C – Nachglühen empfohlen |
| Wärmebehandlung | – Kann nicht durch Wärmebehandlung gehärtet werden – Lösungsglühen bei 1010 °C–1120 °C, gefolgt von einer schnellen Abkühlung | – Nicht durch Wärmebehandlung härtbar – Gleicher Glühbereich: 1010 °C–1120 °C mit Schnellkühlung |
| Bearbeitbarkeit | – Gute Zerspanbarkeit, erfordert aber Sorgfalt – Halten Sie die Schneidwerkzeuge scharf – Verwenden Sie leichte, aber tiefe Schnitte – Verwenden Sie Spanbrecher – Verwenden Sie aufgrund der geringen Wärmeleitfähigkeit großzügig Kühlmittel/Schmiermittel | – Vergleichbar mit 304 – Es gelten die gleichen Bearbeitungsrichtlinien – Ausreichendes Kühlmittel ist wichtig, um Wärme abzuleiten und den Werkzeugverschleiß zu reduzieren |
4.2 Vergleich der mechanischen und physikalischen Eigenschaften von Edelstahl 304 und 316
Diese Tabelle zeigt die Unterschiede zwischen 304 und 316 hinsichtlich Zugfestigkeit, Streckgrenze, Dehnung, Härte, Dichte und maximaler Betriebstemperatur – wichtig für die Beurteilung ihrer Eignung für verschiedene industrielle Anwendungen.
| Eigenschaften | Edelstahl 304 | Edelstahl 316 |
| Dichte | 7,87–8,07 g/cm³ | 7,87–8,07 g/cm³ |
| Zugfestigkeit (MPa) | 540–750 | 480–621 |
| Schmelzpunkt (°C) | 1450 | 1.648–1.673 |
| Elastizitätsmodul (GPa) | 193 | 193 |
| Elektrischer Widerstand (Ω.m) | 0,72 x 10-6 | 0,69–0,81 x 10-6 |
| Wärmeleitfähigkeit (W/mK) | 16.2 | 13–17 |
| Wärmeausdehnung (1/K) | 17,2 x 10^-6 | 15–18 x 10^-6 |
| Bruchdehnung (%) | 70 | 60 |
| Härte (Rockwell B) | 70 | 80 |
| Korrosionsbeständigkeit | Exzellent | Außergewöhnlich |
| Magnetisch | NEIN | NEIN |
| Formbarkeit | Sehr gut | Gut |
| Bearbeitbarkeit (geglüht) | Fair, aber besser als 316 | Gerecht |
4.3 Elementzusammensetzung (%) in Edelstahl 304 vs. 316
Hier vergleichen wir die wichtigsten Legierungselemente in Edelstahl 304 und 316. Das Vorhandensein von Molybdän in 316 ist der Hauptfaktor für seine überlegene Beständigkeit gegen Chloride und aggressive chemische Umgebungen.
| Element | Edelstahl 304 % | Edelstahl 316 % |
| Kohlenstoff | 0.07 | 0.07 |
| Chrom | 18,0 – 19,5 | 16,5 – 18,5 |
| Nickel | 8,0 – 10,5 | 10,0 – 13,0 |
| Silizium | 1 | 1 |
| Mangan | 2 | 2 |
| Phosphor | 0.045 | 0.045 |
| Schwefel | 0.015 | 0.015 |
| Stickstoff | 0.1 | 0.1 |
| Molybdän | – | 2,0 – 2,5 |
4.4 Übersicht der Eigenschaften: Edelstahl 304 vs. 316
Diese Zusammenfassung beschreibt die wichtigsten Unterschiede zwischen Edelstahl 304 und Edelstahl 316 hinsichtlich Korrosionsbeständigkeit, Kosten, Verarbeitbarkeit und idealen Anwendungsfällen und bietet eine klare Anleitung zur Auswahl des richtigen Materials für Ihre Anwendung.
| Eigenschaften | Edelstahl 304 | Edelstahl 316 |
| Korrosionsbeständigkeit | Exzellent | Noch besser |
| Magnetisch | NEIN | NEIN |
| Schweißbarkeit | Hoch | Gut |
| Härtet beim Kaltumformen aus | Ja | Ja |
| Formbarkeit | Sehr gut | Gut |
| Bearbeitbarkeit (geglüht) | Fair, aber besser als 316 | Gerecht |
| Beständig gegen erhöhte Temperaturen | Hoch | Hoch |
| Maximale intermittierende Betriebstemperatur | 1562°F | 1562°F |
5.0 So unterscheiden Sie Edelstahl 316 von Edelstahl 304
Optisch ist Edelstahl 316 von Edelstahl 304 nicht zu unterscheiden. Beide Güten sehen identisch aus, insbesondere wenn sie auf die gleiche Weise poliert oder bearbeitet wurden. Ein Blech aus 316 unterscheidet sich optisch nicht von einem aus 304.
Da es keinen sichtbaren Unterschied gibt, ist die einzige zuverlässige Möglichkeit, die Materialqualität zu überprüfen, eine Materialprüfbericht (MTR)Ein MTR gibt die genaue chemische Zusammensetzung des Stahls an und bestätigt, ob es sich um 304, 316 oder eine andere Güte handelt.
