Edelstahl kann je nach Mikrostruktur und Zusammensetzung in verschiedene Typen unterteilt werden, und jeder Edelstahltyp hat unterschiedliche Leistung und Anwendung. Dieser Artikel konzentriert sich auf fünf gängige Typen von Edelstahl: austenitischer Edelstahl, ferritischer Edelstahl, martensitischer Edelstahl, Duplex-Edelstahl und ausscheidungshärtender Edelstahl.
Austenitischer Edelstahl ist eine Edelstahlsorte, die sich durch eine austenitische Kristallstruktur auszeichnet. Die wichtigsten Legierungselemente von austenitischem Edelstahl sind Chrom (Cr) und Nickel (Ni), wobei der Chromanteil normalerweise über 18 % und der Nickelanteil im Allgemeinen über 8 % liegt. Aufgrund seines hohen Nickelgehalts weist austenitischer Edelstahl normalerweise eine gute Korrosionsbeständigkeit, Duktilität und Zähigkeit bei niedrigen Temperaturen auf.
Die Kristallstruktur von austenitischem Edelstahl ist kubisch-flächenzentriert (FCC), was ihm eine hohe Plastizität und Duktilität verleiht und es ihm ermöglicht, auch unter extremen Bedingungen gute mechanische Eigenschaften beizubehalten.
Austenitischer Edelstahl kann je nach chemischer Zusammensetzung und Leistungsmerkmalen in folgende Typen unterteilt werden:
304 Edelstahl (1.4301): eine Legierung aus 18 % Chrom und 8 % Nickel mit guter Gesamtleistung, geeignet für verschiedene leicht korrosive Umgebungen.
316 Edelstahl (1.4401): 2 wird mit 3–304 % Molybdän versetzt, was die Widerstandsfähigkeit gegen Chloridkorrosion deutlich verbessert und es für korrosionsanfälligere Umgebungen wie Meeresumgebungen und chemische Anlagen geeignet macht.
321 Edelstahl (1.4541): Es wird Titan hinzugefügt, das eine bessere Beständigkeit gegen interkristalline Korrosion aufweist und häufig in Hochtemperaturgeräten verwendet wird.
904L Edelstahl (1.4539): enthält höher legierte Elemente wie Kupfer, bietet eine stärkere Korrosionsbeständigkeit und wird häufig in Meerwasserkühlsystemen, bei der Behandlung saurer Gase und in anderen Umgebungen verwendet.
- Starke Korrosionsbeständigkeit: Austenitischer Edelstahl weist eine gute Korrosionsbeständigkeit gegenüber den meisten sauren und alkalischen Umgebungen auf, insbesondere eine starke Korrosionsbeständigkeit gegenüber Chloriden.
- Gute Verarbeitbarkeit: Aufgrund der hohen Duktilität der austenitischen Struktur eignet sich austenitischer Edelstahl sehr gut für Verarbeitungsprozesse wie Stanzen, Ziehen und Schweißen.
- Gute Zähigkeit bei niedrigen Temperaturen: Austenitischer Edelstahl kann auch in Umgebungen mit niedrigen Temperaturen eine gute Zähigkeit beibehalten und eignet sich für den Einsatz in Niedertemperaturgeräten.
- Hoher Schwierigkeitsgrad bei der Wärmebehandlung: Obwohl austenitischer Edelstahl unter normalen Bedingungen eine hervorragende Leistung aufweist, ist er schwierig zu wärmebehandeln, insbesondere bei hohen Temperaturen, da er anfällig für interkristalline Korrosion ist.
- Lebensmittel- und Pharmaindustrie: Edelstahl 304 und 316 wird häufig in Lebensmittelverarbeitungsanlagen, pharmazeutischen Geräten und Trinkwasseraufbereitungsanlagen verwendet.
- Chemische und petrochemische Industrie: Aufgrund seiner Korrosionsbeständigkeit eignet es sich für Chemiebehälter, Reaktoren, Rohrleitungen und andere Geräte.
- Gebäudedekorations- und Haushaltsgeräteindustrie: Austenitischer Edelstahl hat ein schönes Aussehen und ist korrosionsbeständig und wird häufig für Gebäudeaußenwände, Brücken und verschiedene Haushaltsgeräteteile verwendet.
- Medizinische Geräte: Aufgrund seiner hervorragenden Biokompatibilität wird austenitischer Edelstahl häufig für chirurgische Instrumente, künstliche Gelenke usw. verwendet.
Ferritischer Edelstahl ist eine Edelstahlsorte mit einer Ferritkristallstruktur. Sein Hauptlegierungselement ist Chrom (Cr), der Chromgehalt liegt üblicherweise zwischen 10.5 % und 30 % und der Nickelgehalt ist gering (üblicherweise weniger als 1 %). Ferritischer Edelstahl ist günstiger und beständiger gegen Oxidation. Er eignet sich besonders für Umgebungen mit hohen Temperaturen und geringen Anforderungen an die Korrosionsbeständigkeit.
430 Edelstahl (1.4016): Der Chromgehalt beträgt etwa 17 %, mit guter Korrosions- und Oxidationsbeständigkeit, und wird häufig in Küchengeräten, Autoauspuffsystemen usw. verwendet.
446 Edelstahl (1.4762): Er hat einen höheren Chromgehalt (etwa 24 % bis 27 %), ist daher hitzebeständiger und wird häufig in Kesseln, Öfen, Raketentriebwerken usw. verwendet.
439 Edelstahl (1.4510): Enthält 16–18 % Chrom, wird hauptsächlich in Autos, Kesseln und Wärmetauschern verwendet, mit guter Korrosionsbeständigkeit und Schweißbarkeit.
- Starke Hochtemperaturbeständigkeit: Ferritischer Edelstahl weist eine starke Oxidationsbeständigkeit in Hochtemperaturumgebungen auf und eignet sich besonders für Arbeitsumgebungen mit hohen Temperaturen.
- Gute Korrosionsbeständigkeit: Ferritischer Edelstahl weist eine gute Korrosionsbeständigkeit gegenüber allgemeinen Säuren, Laugen und oxidierenden Substanzen auf, insbesondere bei hohen Temperaturen.
- Schlechte Schweißbarkeit: Ferritischer Edelstahl neigt beim Schweißen zur Rissbildung und stellt daher hohe Anforderungen an die Schweißtechnik.
- Geringe Duktilität: Im Vergleich zu austenitischem Edelstahl weist ferritischer Edelstahl eine geringe Duktilität auf und ist nicht für komplexe Stanz- und Streckprozesse geeignet.
- Automobilindustrie: Wird häufig in Autoauspuffrohren, Autoteilen usw. verwendet.
- Küchenausstattung: wie Spülen, Herde, Geschirr usw.
- Kessel und Wärmetauscher: geeignet für Umgebungen mit hohen Temperaturen, wie Kesselauskleidungen, Wärmetauscher usw.
- Architektonische Dekoration: wird für hochtemperaturbeständige dekorative Anwendungen wie Dächer, Außenwände usw. verwendet.
Martensitischer Edelstahl ist eine Edelstahlsorte mit martensitischer Kristallstruktur als Hauptmikrostruktur. Seine Legierungszusammensetzung enthält normalerweise 12 bis 18 % Chrom und eine geringere Menge Nickel. Aufgrund seiner hohen Härte und Festigkeit wird martensitischer Edelstahl häufig in hochfesten und verschleißfesten Anwendungen verwendet, seine Korrosionsbeständigkeit ist jedoch gering.
410 Edelstahl (1.4006): Enthält 12–14 % Chrom und einen höheren Kohlenstoffgehalt, mit guter Verschleißfestigkeit und mäßiger Korrosionsbeständigkeit. Wird häufig bei der Herstellung von Messern, mechanischen Teilen usw. verwendet.
420 Edelstahl (1.4021): Enthält mehr Kohlenstoff als 410 Edelstahl, hat eine höhere Härte und Verschleißfestigkeit und eignet sich für Messer, chirurgische Instrumente usw.
Edelstahl 440C (1.4125): Enthält bis zu 1.2 % Kohlenstoff, hat eine sehr hohe Härte und Verschleißfestigkeit und eignet sich zur Herstellung von Werkzeugen und Lagern mit hoher Härte.
- Hohe Festigkeit und Härte: Martensitischer Edelstahl kann nach der Wärmebehandlung eine extrem hohe Härte und Festigkeit erreichen, was ihn für Anwendungen mit Anforderungen an Verschleißfestigkeit und hohe Festigkeit geeignet macht.
- Geringe Korrosionsbeständigkeit: Im Vergleich zu austenitischem und ferritischem Edelstahl weist martensitischer Edelstahl eine geringe Korrosionsbeständigkeit auf, insbesondere in feuchten oder korrosiven Umgebungen.
- Geringe Duktilität: Aufgrund seiner hohen Härte weist martensitischer Edelstahl eine geringe Duktilität auf und lässt sich nur schwer kaltbearbeiten.
- Messer und Schneidwerkzeuge: Martensitischer Edelstahl wird häufig für Messer, Skalpelle, Scheren, Schaber und andere Werkzeuge verwendet, die scharfe Kanten erfordern.
- Lager und mechanische Teile: Martensitische rostfreie Stähle eignen sich für mechanische Teile wie Lager und Zahnräder, die eine hohe Festigkeit und Verschleißfestigkeit erfordern.
- Medizinische Geräte: wie chirurgische Instrumente, zahnärztliche Instrumente usw.
- Pumpenkörper und Ventile: Wird in Pumpenkörpern, Ventilen und anderen Teilen verwendet, die eine hohe Druckbeständigkeit und Verschleißfestigkeit in Branchen wie der Petrochemie und Kernkraftwerken erfordern.
Duplex-Edelstahl ist eine Edelstahlsorte mit einer dualen Kristallstruktur aus Austenit und Ferrit. Seine Mikrostruktur besteht normalerweise aus 50 % Austenitphase und 50 % Ferritphase. Duplex-Edelstahl kombiniert die Vorteile zweier Phasen und kann eine gute Korrosionsbeständigkeit und hohe Rissbeständigkeit beibehalten, während gleichzeitig eine hohe Festigkeit gewährleistet wird.
2205 Duplex Edelstahl (1.4462): Es enthält 22 % Chrom und 5 % Nickel, außerdem ist Stickstoff hinzugefügt. Es hat eine sehr gute Korrosionsbeständigkeit und Beständigkeit gegen Spannungsrisskorrosion. Es wird häufig in der Schifffahrt, Erdöl- und Chemietechnik verwendet.
2507 Duplex Edelstahl (1.4410): Es enthält mehr Chrom (25 %) und Nickel (7 %) sowie auch mehr Molybdän. Es ist korrosionsbeständiger und eignet sich für extrem korrosive Umgebungen wie Schiffsbau, Öl- und Gasindustrie usw.
- Hervorragende Korrosionsbeständigkeit: Die Korrosionsbeständigkeit von Duplex-Edelstahl ist besser als die von herkömmlichem ferritischem Edelstahl und kommt der von austenitischem Edelstahl nahe, insbesondere bei Chloridkorrosion und in sauren Umgebungen.
- Hohe Festigkeit und hohe Druckbeständigkeit: Aufgrund seiner einzigartigen Struktur vereint Duplex-Edelstahl die Vorteile von Austenit und Ferrit und seine Festigkeit ist wesentlich höher als die von einfachem austenitischem oder ferritischem Edelstahl, wodurch er sich für den Einsatz in Umgebungen mit hohem Druck und hohen Temperaturen eignet.
- Gute Rissbeständigkeit und Beständigkeit gegen Spannungsrisskorrosion: Im Vergleich zu austenitischem Edelstahl weist Duplexstahl eine bessere Beständigkeit gegen Spannungsrisskorrosion (SCC) auf und eignet sich daher für den Einsatz in rauen Industrieumgebungen.
- Hervorragende Verarbeitbarkeit und Schweißbarkeit: Die Verarbeitbarkeit und Schweißbarkeit von Duplex-Edelstahl sind relativ gut, aber immer noch etwas schlechter als bei austenitischem Edelstahl.
- Schiffstechnik: Anwendung auf Offshore-Plattformen, Unterwasser-Pipelines, Schiffsstrukturen und in anderen Bereichen.
- Öl und Gas: Duplex-Edelstahl wird häufig in korrosionsbeständigen Rohrleitungen, Lagertanks, Wärmetauschern und anderen Geräten verwendet.
- Energiewirtschaft: Besonders in der Ausrüstung von Kernkraftwerken und Wärmekraftwerken wird Duplex-Edelstahl häufig in Dampfleitungen, Kesselkomponenten und anderen Teilen verwendet.
Ausscheidungsgehärteter Edelstahl ist ein spezieller Edelstahl, dessen Festigkeit und Härte durch den Ausscheidungshärtungsmechanismus bei der Wärmebehandlung deutlich verbessert werden können. Diese Stahlsorte enthält normalerweise Elemente wie Chrom, Nickel, Kupfer und Aluminium. Durch die Kontrolle der Wärmebehandlungstemperatur und -zeit werden die in der Matrix der Legierung gelösten Partikel der zweiten Phase ausgefällt, wodurch die mechanischen Eigenschaften des Materials erheblich verbessert werden. Ausscheidungsgehärteter Edelstahl weist nicht nur eine hohe Festigkeit und Härte auf, sondern behält auch eine relativ gute Korrosionsbeständigkeit.
17-4 PH (630 Edelstahl): Enthält Elemente wie Chrom, Nickel und Kupfer, hat eine hohe Festigkeit und gute Korrosionsbeständigkeit und wird hauptsächlich in der Luft- und Raumfahrt, der Kernenergie, der chemischen Industrie und anderen Industrien verwendet.
15-5 PH: Enthält eine kleine Menge Niob und Molybdän, hat eine gute Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit und wird hauptsächlich in chemischen Geräten, der Luft- und Raumfahrt usw. verwendet.
13-8 Mo: Enthält Molybdän und eine bestimmte Menge Niob, hat eine hohe Festigkeit und Ermüdungsbeständigkeit und wird häufig in Hochdruckbehältern, pneumatischen Geräten und anderen Bereichen verwendet.
PH 800: Aufgrund seiner hohen Festigkeit und Zähigkeit wird es häufig bei der Herstellung von Hochtemperatur- und Hochdruckgeräten verwendet.
- Extrem hohe Festigkeit und Härte: Durch das Verfahren der Ausscheidungshärtung können bei ausscheidungsgehärtetem Edelstahl die Festigkeit und Härte des Materials deutlich verbessert werden, ohne dass die Korrosionsbeständigkeit darunter leidet.
- Gute Korrosionsbeständigkeit: Ausscheidungshärtender Edelstahl weist eine relativ gute Korrosionsbeständigkeit auf, insbesondere in neutralen, schwach sauren und schwach alkalischen Umgebungen.
- Gute Ermüdungsbeständigkeit und Verschleißfestigkeit: Aufgrund seiner hervorragenden Härte und Festigkeit weist ausscheidungsgehärteter Edelstahl eine gute Ermüdungsbeständigkeit und Verschleißfestigkeit auf.
- Starke Anpassbarkeit: Durch verschiedene Wärmebehandlungsverfahren können die mechanischen Eigenschaften von ausscheidungsgehärtetem Edelstahl nach Bedarf angepasst werden, um den Anforderungen verschiedener Anwendungen gerecht zu werden.
- Luft- und Raumfahrt: Ausscheidungshärtender Edelstahl wird zur Herstellung hochfester und korrosionsbeständiger Teile wie beispielsweise Flugzeugtriebwerksteilen, Turbinenschaufeln, Düsen und Flugzeugrümpfen verwendet.
- Kernenergieindustrie: In Umgebungen mit hohen Temperaturen und hoher Strahlung, wie etwa in Kernreaktoren und Kernkraftwerken, kann ausscheidungsgehärteter Edelstahl für höhere Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit sorgen.
- Öl und Gas: Geeignet für die Herstellung von Hochdruck- und Hochfestigkeitsgeräten wie Ölbohrplattformen, Hochdruck-Öl- und Gaspipelines und Pumpenkörpern.
- Hochdruckbehälter und chemische Geräte: Ausscheidungshärtender Edelstahl wird hauptsächlich in chemischen Reaktoren, Lagertanks, Reaktoren und anderen Geräten verwendet.
Aus austenitischem Edelstahl Von ferritischem Edelstahl, martensitischem Edelstahl bis hin zu Duplex-Edelstahl und ausscheidungsgehärtetem Edelstahl – jede Edelstahlsorte hat ihre eigene chemische Zusammensetzung, Mikrostruktur und Leistungsmerkmale, um sich an unterschiedliche Arbeitsumgebungen und Anwendungsanforderungen anzupassen. Es ist wichtig, die richtige Edelstahlsorte entsprechend den spezifischen Nutzungsanforderungen auszuwählen.
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