Edelstahl: Unterschiede zwischen 4 Typen, die Sie kennen sollten

Was ist Edelstahl?

Beim sogenannten Edelstahl handelt es sich um einen hochlegierten Stahl, der aus dem Grundmaterial Eisen und der Zugabe von Legierungselementen erschmolzen wird.

Die Rohstoffe von Edelstahl

Seine chemische Zusammensetzung besteht hauptsächlich aus Eisen, Kohlenstoff und Chrom sowie weiteren Legierungselementen wie Nickel, Molybdän, Kupfer, Titan, Niob usw. Chrom ist das erste wichtige Legierungselement und der Chromgehalt muss mindestens 11,5 Gewichtsprozent betragen, damit man von rostfreiem Stahl spricht, während Nickel das zweite wichtige Legierungselement ist. Der Grund, warum die Oberfläche von Stahl leicht rostet, liegt darin, dass das Eisen durch den Sauerstoff in der Luft oxidiert wird und eine poröse Eisenoxid-Rostschicht bildet.

Aufgrund der Luft und Feuchtigkeit in der Atmosphäre kann die Rostschicht immer noch durch die Poren ins Innere eindringen. Dies führt dazu, dass das Korrosionsphänomen weiterhin auftritt. Edelstahl enthält jedoch Chrom. Da Chrom aktiver als Eisen ist, bildet sich auf seiner Oberfläche eine Schicht aus Chromoxidfilm mit guter Haftung, die dicht und luftdicht ist. Dieser Film kann verhindern, dass korrosive Gase oder Flüssigkeiten ins Innere eindringen, sodass es nicht weiterhin zu Korrosion und Rost kommt (daher der Name). Insbesondere wenn dieser Schutzfilm durch Dellen, Kratzer oder Abrieb beschädigt wird, kann er sich neu bilden, solange Luft (Sauerstoff) vorhanden ist, sodass er nicht so leicht korrodiert und rostet .

4 Hauptarten von Edelstahl

Klassifizierung von Edelstahl: Es gibt viele Arten von Edelstahl. Generell können sie entsprechend ihrer metallografischen Struktur in vier Kategorien unterteilt werden:

• Ferritischer Edelstahl
• Martensitischer Edelstahl
• Austenitischem Edelstahl
• Ausscheidungshärtender Edelstahl

Nehmen Sie als Beispiel die Spezifikationen des American Iron and Steel Institute (AISI) und der American Society for Testing and Materials (ASTM), die geschmiedete rostfreie Stähle mit „ dreistelligen “ Zeichen klassifizieren, um verschiedene Standardqualitäten von rostfreiem Stahlserien anzugeben. Jede Serie hat eine andere metallografische Struktur, magnetische Eigenschaften und Verwendungszwecke. Sie werden im Folgenden kurz beschrieben:

1. Ferritische rostfreie Stähle

Dies ist die Chromserie von Edelstahl der AISI-Nummer 400 , wie z. B. 405, 430, 446 usw. Diese Serie hat einen hohen Chromgehalt (etwa 11,5–27 % Chrom), kein Nickel und einen niedrigen Kohlenstoffgehalt (≤ 0,2 % Kohlenstoff). Der häufig verwendete Grundtyp ist 430 (16–18 % Chrom, ≤ 0,12 % Kohlenstoff). Da es bei verschiedenen Temperaturen als Fettgranulatstruktur erhalten bleibt, kann es nicht durch Wärmebehandlung gehärtet werden.

Im Allgemeinen kann Kaltbearbeitung nur zur Erhöhung der Härte verwendet werden. Was die physikalischen Eigenschaften betrifft, so weist es wie Eisen (Fe, kubisch-raumzentrierte Struktur) einen starken Paramagnetismus auf; seine Hauptanwendungen umfassen Bauwesen und Autodekorationen.

2. Martensitische rostfreie Stähle

Martensitische rostfreie Stähle Der AISI-Code ist auch die 400er-Serie von Chrom-Edelstählen, wie 403, 410, 420 usw. Der Chromgehalt dieser Serie ist niedriger als der von rostfreiem Düngemittelkornstahl (etwa 11,5–15 % Chrom) und hat einen höheren Kohlenstoffgehalt (0,08–1,2 % Kohlenstoff). Der Grundtyp ist 410 (11,5–13,5 % Chrom, 0,15 % Kohlenstoff). Wenn sich die Temperatur ändert, tritt die Matian-Massenphasenumwandlung auf, sodass die Härte und Festigkeit durch Wärmebehandlung erhöht werden können.

Die Struktur des Matian-Loskörpers ist ein kubisch-raumzentrierter oder quadratisch-raumzentrierter Kristall, daher ist er auch in Bezug auf seine physikalischen Eigenschaften magnetisch; die Hauptverwendungen sind Messer, chirurgische Geräte und technische Komponenten , die gegen hohe Temperaturen und Druck beständig sind. Obwohl die 500er-Serie auch zu Matian-Massivstahl gehört, beträgt ihr Chromgehalt nur 4-6 %, sodass sie als Zweigserie mit extrem niedrigem Chromgehalt eingestuft wird. Aufgrund seiner geringen Korrosionsbeständigkeit wird er im Allgemeinen nur als hitzebeständiger legierter Stahl verwendet.

3. Austenitische rostfreie Stähle

Es gibt zwei rostfreie Stähle der 300er- und 200er-Serie in der AISI-Nummer. Die 300er-Serie ist Chrom-Nickel-Edelstahl, wie 302, 304, 316 usw. Der häufig verwendete Typ ist 304. Seine chemische Standardzusammensetzung enthält 18 % Chrom und 8 % Nickel, was allgemein als rostfreier Stahl 18-8 bezeichnet wird. Da es bei verschiedenen Temperaturen als austenitisches Gewebe erhalten bleibt, kann es nicht durch Wärmebehandlung gehärtet werden, und im Allgemeinen kann nur Kaltbearbeitung zum Härten des Materials verwendet werden.

Diese Edelstahlserie weist die beste Korrosionsbeständigkeit auf, wobei 304 am vielseitigsten ist, z. B. für Geschirr, Lunchboxen, medizinische und sanitäre Geräte, Lebensmittelverarbeitungsgeräte, Bauwesen und Dekorationen . Da die austenitische Körperstruktur ein kubisch-flächenzentrierter Kristall ist, ist sie nicht magnetisch. Wenn sie jedoch einer Kaltbearbeitung (z. B. Walzen, Dehnen, Polieren usw.) unterzogen wird, kann die Oberfläche durch Spannungen beeinträchtigt werden und eine geringe Verformung des losen Leberkörpers verursachen. Machen Sie es schwach magnetisch.

Darüber hinaus unterscheiden sich auch die magnetischen Eigenschaften von gegossenem und geschmiedetem Edelstahl. Beispielsweise entspricht geschmiedeter Edelstahl AISI 304 dem gegossenen Edelstahl ACI (Alloy Casting Institute), dessen Code CF-8 lautet. Für die Fließfähigkeit muss eine große Menge Silizium (2 %) hinzugefügt werden. Silizium ist jedoch ein stabilisierendes Element von Fettkörnchen, das die Bildung einer kleinen Menge inselförmiger Fettkörnchen in der austenitischen Basis fördert, sodass es auch schwache magnetische Eigenschaften aufweist.

Wenn man das oben Gesagte betrachtet, kann es Zweifel geben, wenn man Edelstahl 304 nur danach beurteilt, ob er magnetisch ist. Die 200er-Serie ist ein Zweig der 300er-Serie, wie 201 und 202. Seine chemische Zusammensetzung besteht darin, einen Teil des Nickels durch billigeres Mangan zu ersetzen, wodurch Chrom-Nickel-Mangan-Edelstahl entsteht. Dies liegt daran, dass Mangan und Nickel beide austenitisch sind. Das stabilisierende Element, normalerweise Nickel (Mn/Ni≅2), das Mangan in etwa der doppelten Menge ersetzt, ist ein relativ billiger austenitischer Edelstahl, der der 300er-Serie entspricht und ebenfalls nicht magnetisch ist. Er wird im Allgemeinen in Auto- Radkappen und Küchengeräten verwendet.

4. Ausscheidungshärtende rostfreie Stähle

Aushärtbare rostfreie Stähle AISI-nummerierte rostfreie Stähle der Serie 600. Diese Art von rostfreiem Stahl wurde als Reaktion auf die Anforderungen der Luftfahrtindustrie während des Zweiten Weltkriegs entwickelt. Er besteht hauptsächlich aus verschiedenen Chrom- und Nickelverbindungen. Der Hauptbestandteil ist Ferrolegierung, und Legierungselemente wie Kupfer und Aluminium werden hinzugefügt.

Diese Reihe rostfreier Stähle kann entsprechend ihrer unterschiedlichen metallografischen Struktur in drei Typen unterteilt werden:

(a) Mattianischer ausscheidungsgehärteter Edelstahl, der magnetisch ist, wie etwa 630 (Markenname 17-4 PH)
(b) halbaustitischer, ausscheidungsgehärteter rostfreier Stahl, magnetisch, wie etwa 631 (Markenname 17-7 PH)
(c) Austenitischer ausscheidungsgehärteter rostfreier Stahl, nicht magnetisch, wie 660 (Markenname A286)

Diese Art von Edelstahl weist zwar eine hohe Härte und Festigkeit auf, wird aber im Allgemeinen in der Luft- und Raketenindustrie verwendet. Im Maschinenbau scheint er jedoch nicht so häufig zum Einsatz zu kommen. Üblicherweise werden Markennamen verwendet.

Referenzen 1. JG Parr A. Hanson (1993). Edelstahl, ASM, Metals Park.
2. Smith, WF (1993). Struktur und Eigenschaften von technischen Legierungen. McGraw-Hill Inc.
3. D. Peckner, IM Bernstein (1977). Handbuch für rostfreien Stahl. McGraw-Hill Inc.