Edelstahl: Unterschiede zwischen 4 Typen, die Sie kennen sollten

Was ist Edelstahl?

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

Durch die Luft und Feuchtigkeit in der Atmosphäre kann die Rostschicht durch die Poren ins Innere eindringen und so Korrosion verursachen. Edelstahl enthält jedoch Chrom. Da Chrom aktiver als Eisen ist, bildet sich auf seiner Oberfläche eine gut haftende, dichte und luftdichte Chromoxidschicht. Diese Schicht verhindert das Eindringen korrosiver Gase oder Flüssigkeiten und verhindert so Korrosion und Rostbildung (daher der Name). Selbst wenn diese Schutzschicht durch Dellen, Kratzer oder Abrieb beschädigt wird, kann sie sich bei Luft (Sauerstoff) neu bilden und korrodiert und rostet daher nicht so leicht .

Eigenschaften und Vorteile von Edelstahl

Edelstahl bietet viele einzigartige Vorteile:

• Korrosionsbeständigkeit : Dies ist die wichtigste Eigenschaft von Edelstahl und er bleibt in feuchten Umgebungen oder bei Einwirkung chemischer Substanzen stabil.

• Festigkeit und Haltbarkeit : Edelstahl ist beständig gegen hohe Temperaturen und verformt sich nicht so leicht, sodass er eine lange Lebensdauer hat.

• Formbarkeit : Edelstahl lässt sich leicht in verschiedene Formen und Größen verarbeiten, um unterschiedlichen Anforderungen gerecht zu werden.

• Ästhetische Anziehungskraft : Edelstahl ist nicht nur rostfrei, sondern hat auch eine glatte und schöne Oberfläche.

• Einfache Wartung : Edelstahl rostet nicht so leicht und ist daher sehr praktisch und leicht zu reinigen.

Anwendungen von Edelstahl

Edelstahl wird aufgrund seiner Korrosionsbeständigkeit und hohen Festigkeit häufig im Alltag und in wichtigen Industriezweigen verwendet. Er überzeugt in den Bereichen Haushaltsgeschirr, architektonische Dekoration, medizinische Geräte, Lebensmittelverarbeitung usw. Seine antibakteriellen Eigenschaften, seine Ästhetik und seine einfache Reinigung machen ihn zum bevorzugten Material. Darüber hinaus zeigt Edelstahl auch in professionellen Bereichen wie der Schwerindustrie, dem Energiesektor, dem Transportwesen und der Luft- und Raumfahrt hervorragende Leistung und widersteht hohem Druck, hohen Temperaturen und chemischer Korrosion in extremen Umgebungen. Ob es darum geht, den Lebenskomfort zu verbessern oder den Anforderungen modernster Technologie gerecht zu werden – Edelstahl ist aufgrund seiner Langlebigkeit und seines Umweltschutzes zu einem unverzichtbaren Schlüsselmaterial in der modernen Gesellschaft geworden.

4 Hauptarten von Edelstahl

Klassifizierung von Edelstahl: Es gibt viele Arten von Edelstahl. Im Allgemeinen können sie entsprechend ihrer metallografischen Struktur in vier Kategorien eingeteilt werden:

• Ferritischer Edelstahl
• Martensitischer Edelstahl
• Austenitischer Edelstahl
• Ausscheidungshärtender Edelstahl

Nehmen wir 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. Diese Zeichen kennzeichnen verschiedene Standardsorten von rostfreiem Stahl. Jede Serie weist unterschiedliche metallografische Strukturen, magnetische Eigenschaften und Verwendungszwecke auf. Sie werden im Folgenden kurz beschrieben:

1. Ferritische rostfreie Stähle

Dies ist die Chromreihe von Edelstahl der AISI-Nummer 400 , z. B. 405, 430, 446 usw. Diese Reihe hat einen hohen Chromgehalt (ca. 11,5–27 % Chrom), ist nickelfrei und hat einen niedrigen Kohlenstoffgehalt (≤ 0,2 % Kohlenstoff). Der häufig verwendete Grundtyp ist 430 (16–18 % Chrom, ≤ 0,12 % Kohlenstoff). Da die Struktur bei verschiedenen Temperaturen als Fettgranulat erhalten bleibt, kann sie nicht durch Wärmebehandlung gehärtet werden.

Im Allgemeinen kann Kaltbearbeitung nur zur Erhöhung der Härte eingesetzt werden. Wie Eisen (Fe, kubisch-raumzentrierte Struktur) weist es physikalische Eigenschaften auf und ist stark paramagnetisch . Zu seinen Hauptanwendungen zählen Bauwesen und Automobildekorationen.

2. Martensitische rostfreie Stähle

Martensitische Edelstahlsorten (AISI-Code) gehören ebenfalls zur 400er-Serie von Chrom-Edelstählen, z. B. 403, 410, 420 usw. Der Chromgehalt dieser Serie ist niedriger als der von Düngekorn-Edelstählen (ca. 11,5–15 % Chrom) und weist einen höheren Kohlenstoffgehalt (0,08–1,2 % Kohlenstoff) auf. Der Grundtyp ist 410 (11,5–13,5 % Chrom, 0,15 % Kohlenstoff). Bei Temperaturänderungen findet die Matian-Massenphasenumwandlung statt, sodass Härte und Festigkeit durch Wärmebehandlung erhöht werden können.

Die Struktur des Matian-losen Körpers ist ein kubisch-raumzentrierter oder quadratisch-raumzentrierter Kristall. Daher ist er auch hinsichtlich seiner physikalischen Eigenschaften magnetisch. Hauptanwendungsgebiete sind Messer, chirurgische Geräte und technische Komponenten , die hohen Temperaturen und Druck standhalten. Obwohl die 500er-Serie ebenfalls zum Matian-Massivstahl gehört, beträgt ihr Chromgehalt nur 4–6 % und wird daher als Zweigserie mit extrem niedrigem Chromgehalt eingestuft. Aufgrund seiner geringen Korrosionsbeständigkeit wird er üblicherweise nur als hitzebeständiger legierter Stahl verwendet.

3. Austenitische rostfreie Stähle

Es gibt zwei Edelstahlsorten der AISI-Nummern 300 und 200. Die 300er-Serie besteht aus Chrom-Nickel-Edelstahl, z. B. 302, 304, 316 usw. Der häufig verwendete Typ ist 304. Seine chemische Standardzusammensetzung enthält 18 % Chrom und 8 % Nickel, weshalb er allgemein als Edelstahl 18-8 bezeichnet wird. Da er bei unterschiedlichen Temperaturen als austenitisches Gewebe erhalten bleibt, kann er nicht durch Wärmebehandlung gehärtet werden. In der Regel kann nur Kaltbearbeitung zum Härten des Materials verwendet werden.

Diese Edelstahlserie weist die beste Korrosionsbeständigkeit auf. 304 ist dabei die vielseitigste Ausführung und wird beispielsweise für Geschirr, Lunchboxen, medizinische und sanitäre Geräte, Lebensmittelverarbeitungsgeräte, Bauwesen und Dekorationen verwendet . Da die austenitische Körperstruktur ein kubisch-flächenzentrierter Kristall ist, ist sie nicht magnetisch. Bei Kaltbearbeitung (z. B. Walzen, Strecken, Polieren usw.) kann die Oberfläche jedoch durch Spannungen beeinträchtigt werden und eine geringe Verformung des losen Leberkörpers verursachen. Dadurch wird sie schwach magnetisch.

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

Wenn man Edelstahl 304 allein anhand seiner Magnetisierung beurteilt, können Zweifel aufkommen. Die 200er-Serie ist ein Ableger der 300er-Serie, wie beispielsweise 201 und 202. Ihre chemische Zusammensetzung besteht darin, einen Teil des Nickels durch günstigeres Mangan zu ersetzen, wodurch Chrom-Nickel-Mangan-Edelstahl entsteht. Dies liegt daran, dass sowohl Mangan als auch Nickel austenitisch sind. Das stabilisierende Element, üblicherweise Nickel (Mn/Ni≅2), ersetzt Mangan in etwa der doppelten Menge. Es ist ein relativ günstiger austenitischer Edelstahl, der der 300er-Serie entspricht und ebenfalls nicht magnetisch ist. Er wird üblicherweise für Auto- Radkappen und Küchengeräte verwendet.

4. Ausscheidungshärtende rostfreie Stähle

Ausscheidungshärtende rostfreie Stähle (AISI 600er-Serie) . Diese Art von rostfreiem Stahl wurde als Reaktion auf die Bedürfnisse 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 z. B. 630 (Markenname 17-4 PH)
(b) halbaustitischer, ausscheidungsgehärteter Edelstahl, magnetisch, wie etwa 631 (Markenname 17-7 PH)
(c) Austenitischer, ausscheidungsgehärteter Edelstahl, nicht magnetisch, wie z. B. 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 weniger Verwendung zu finden. Üblicherweise werden Markennamen verwendet.

<Weiterführende Literatur: Wie wählt man die richtige architektonische Geländerbeschläge aus? >

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.

Abschluss

Edelstahl bietet aufgrund seiner hervorragenden Leistung und Vielseitigkeit sowohl für Haushaltsprodukte als auch für industrielle Anwendungen ein hervorragendes Preis-Leistungs-Verhältnis. Als vertrauenswürdiger Lieferant von Baubeschlägen bietet AllWIN nicht nur eine Vielzahl von Edelstahlprodukten, sondern auch maßgeschneiderte Lösungen für Kundenanforderungen. Bei Interesse oder Fragen zu Edelstahlprodukten können Sie uns jederzeit kontaktieren .