3Cr13 Stahl vs. 440C Edelstahl: Zusammensetzung, Eigenschaften

Für Anwendungen, die maximale Härte, überragende Verschleißfestigkeit und lange Kantenhaltbarkeit erfordern (Lagerteile, hochwertige Messer, Kugellager), ist 440C in der Regel die bessere Wahl. Für kostensensible Teile, einfachere Fertigung, bessere allgemeine Korrosionsbeständigkeit in alltäglichen Umgebungen und Komponenten, bei denen keine extreme Härte erforderlich ist, ist 3Cr13 (auch 30Cr13 / chinesisches 3Cr13 genannt) häufig die bevorzugte Option. Wählen Sie 440C, wenn Sie Verschleiß-/Kantenleistung benötigen und höhere Kosten und härtere Bearbeitung akzeptieren können; wählen Sie 3Cr13, wenn Budget, Schweißbarkeit/Polierbarkeit und mäßige Korrosionsbeständigkeit mehr zählen.

Vergleich zwischen 3Cr13 Stahl und 440C Edelstahl

(Die folgenden Tabellen erläutern diese Zahlen und zitieren die wichtigsten Datenblätter).

Chemische Zusammensetzung und Normen

Offizielle / nominelle Zusammensetzung

Quellen: Chinesische Datenblätter für 3Cr13 und Industriedatenblätter für 440C (Carpenter/Rolled Alloys/Upmet). Diese Datenblätter sind die industrielle Basis für die Zusammensetzung und ermöglichen einen Vergleich zwischen den beiden Sorten.

Normen und Äquivalente

• 3Cr13 ist eine chinesische martensitische rostfreie Bezeichnung (manchmal auch als 30Cr13) und lehnt sich eng an die europäische X30Cr13 / 1.4028 und auf kostengünstigere Varianten der 420-Familie (z. B. 420J2 in der Praxis einiger Anbieter).

• 440C ist ein gut etablierter martensitischer AISI/UNS-Edelstahl (UNS S44004 / AISI 440C) mit internationalen Listen in ASTM/EN/JIS und wird häufig in Datenblättern der Lager-, Ventil- und Messerindustrie verwendet.

Mikrostruktur und Metallurgie (was die Zahlen im Metall bedeuten)

• Sowohl 3Cr13 als auch 440C sind martensitische nichtrostende Stähle. Das bedeutet, dass sie so konstruiert sind, dass sie sich während der Abschreck- und Anlaßzyklen von Austenit in Martensit umwandeln - der Weg, der zu hoher Härte und Festigkeit führt. Die Website höherer Kohlenstoffgehalt in 440C liefert ein weitaus größeres martensitisches Härtungspotenzial und Karbidbildung (Hauptgrund für die bessere Verschleißfestigkeit), während 3Cr13 eine martensitische Matrix mit weniger Karbiden und somit eine geringere Spitzenhärte entwickelt.

• Karbide sind wichtig. Bei 440C bewirkt der höhere Kohlenstoff- und Chromgehalt die Bildung von Chromkarbiden (M23C6/M7C3-Typen, je nach Chemie und Wärmebehandlung), die für Abriebfestigkeit sorgen. Bei 3Cr13 ist der Karbid-Volumenanteil viel geringer, was die Polierbarkeit verbessert, aber die langfristige Kantenstabilität und Verschleißfestigkeit verringert.

• Härtbarkeit und Querschnittsgröße. 440C, insbesondere mit geringen Mo-Zusätzen in einigen Spezifikationen, kann eine hohe Härte bei mäßigen Querschnittsdicken erreichen, erfordert jedoch ein kontrolliertes Abschrecken, um Verzug und Rissbildung zu vermeiden. 3Cr13 weist eine bessere Durchhärtung in dünnen Abschnitten auf und lässt sich in der Massenfertigung leichter wärmebehandeln, wobei weniger Ausschuss anfällt.

Mechanische Eigenschaften, Härte und Wärmebehandlung

Typische mechanische Eigenschaftsbereiche

Diese Bereiche sind repräsentativ; die endgültigen Werte hängen stark vom genauen Wärmebehandlungszyklus ab (Austenitisierungstemperatur, Abschreckmedium, Anlasstemperatur/-zeit). Für 440C geben die Datenblätter an, dass es nach der richtigen Wärmebehandlung die höchste Härte der üblichen nichtrostenden Legierungen erreichen kann.

Hinweise zur Wärmebehandlung

• 3Cr13Typisches Austenitisieren ~1000-1050°C, Abschrecken in Öl/Wasser je nach Teilegröße, Anlassen bei moderaten Temperaturen, um den gewünschten HRC-Wert zu erreichen. Leichteres Anlassen ohne übermäßige Rissbildung.

• 440CAustenitisieren: typischerweise ~1010-1065°C (je nach Lieferant), Abschrecken mit Öl oder Druckgas empfohlen, um Rissbildung und Verzug zu minimieren; Anlassen bei höheren Temperaturen mit mehreren Tempern, um die Ziel-HRC zu erreichen und gleichzeitig die Zähigkeit zu verbessern. 440C ist empfindlich gegenüber unsachgemäßem Abschrecken/Anlassen und kann in Schweißzonen reißen, wenn es nicht spannungsfrei gemacht wird.

Korrosionsbeständigkeit und Oberflächengüte

• 3Cr13 Angebote gute allgemeine Korrosionsbeständigkeit in atmosphärischen und vielen leicht aggressiven Umgebungen aufgrund seines Chromgehalts und der geringeren Karbidbildung (was die lokale Chromverarmung verringert). Das macht es zu einer soliden Wahl für Küchenwerkzeuge, Eisenwaren für den Außenbereich und Allzweckkomponenten.

• 440C bietet mäßige KorrosionsbeständigkeitDer höhere Chromgehalt wirkt sich positiv aus, aber der hohe Kohlenstoffgehalt, der Karbide bildet, kann das Chrom in der Matrix lokal abbauen, was bei schlecht verarbeiteten oder schlecht bearbeiteten Teilen die Lochfraßbeständigkeit im Vergleich zu rostfreiem Stahl mit niedrigerem Kohlenstoffgehalt wie 304 verringern kann. Bei gut polierten und passivierten 440C-Teilen ist die Korrosionsbeständigkeit in vielen Umgebungen akzeptabel (Süßwasser, Lebensmittelkontakt mit Vorsicht), aber in chloridreichen oder marinen Umgebungen ist sie weniger ideal als bei austenitischen Sorten.

Praktischer Punkt: 440C sollte nach der Endbearbeitung hochglanzpoliert und passiviert werden, um eine optimale Korrosionsbeständigkeit zu gewährleisten. Für den Einsatz im Nass-/Marinebereich sollte eine andere Werkstofffamilie (ferritisch/austenitisch) in Betracht gezogen werden, es sei denn, die Verschleißfestigkeit steht im Vordergrund.

Verschleißfestigkeit, Schnitthaltigkeit und Schärfung

• Schneidhaltigkeit = Funktion (Kohlenstoff + Karbidverteilung + Härte). Da 440C etwa dreimal so viel Kohlenstoff wie 3Cr13 enthält und mehr harte Chromkarbide bildet, ist es hält eine Kante viel länger und widersteht dem Abrieb besser. Aus diesem Grund verlassen sich Messerhersteller und Lagertechniker auf 440C für hochbelastete Schneidkanten und Rollflächen.

• Kompromiss bei der Schärfung: 440C ist schwieriger zu schärfen und lässt Polierscheiben und Schleifbänder schneller abstumpfen; 3Cr13 lässt sich unter Praxisbedingungen leichter schleifen und nachschärfen.

Bearbeitbarkeit, Schweißbarkeit, Oberflächenbehandlung

• Bearbeitbarkeit: 3Cr13 ist im Allgemeinen leichter zu bearbeiten und zu schleifen - weniger Werkzeugverschleiß und bessere Oberflächengüte auf typischen Bearbeitungsmaschinen. 440C ist abrasiv (Karbide) und hart, daher müssen die Produktionswerkzeuge für härtere rostfreie Werkstoffe (CBN, Hartmetalleinsätze) spezifiziert und Vorschub/Drehzahl angepasst werden.

• Schweißen: beide sind martensitisch und erfordern eine Wärmebehandlung vor/nach dem Schweißen, um Risse zu vermeiden; 3Cr13 ist in der üblichen Werkstattpraxis etwas nachsichtiger, muss aber dennoch kontrolliert werden. Wenn Schweißen eine wichtige Anforderung ist, kann eine andere Werkstofffamilie (z. B. 316L, 17-4PH) besser geeignet sein.

• Polieren / Oberflächenbehandlung: 3Cr13 lässt sich gut auf Hochglanz polieren; 440C kann eine außergewöhnliche Hochglanzoberfläche erzielen, ist aber aufgrund der Karbide zeitaufwändiger.

Typische Anwendungen (und warum jede Sorte verwendet wird)

3Cr13 häufige Anwendungsfälle:

• Kostengünstigere Küchenmesser, Utensilien und Bestecke, bei denen Korrosionsbeständigkeit und Polierbarkeit erwünscht sind, aber eine lange Lebensdauer der Schneiden nicht entscheidend ist.

• Wellen, Befestigungselemente, Verkleidungen, dekorative Beschläge und Komponenten, die rostfreie Leistung bei wirtschaftlicher Verarbeitung erfordern.

• Massenproduktion von Konsumgütern, bei denen eine niedrige Ausschussrate und kostengünstige Werkzeuge wichtig sind.

440C häufige Anwendungsfälle:

• Messerklingen, bei denen eine lange Schnitthaltigkeit erforderlich ist (einige hochwertige Klappmesser und feststehende Klingen).

• Lagerlaufringe, Ventilkomponenten, Kugel-/Rollenteile, Verschleißringe - Anwendungen, die eine hohe Härte und Verschleißfestigkeit erfordern.

• Industrielle Präzisionsbauteile, die hohen zyklischen Belastungen und Abrieb ausgesetzt sind.

Überlegungen zu Kosten, Beschaffung und Lieferung

• Kosten für Rohmaterial: 440C ist in der Regel teurer, da der Legierungsgehalt höher ist, die Verarbeitung enger ist und die Wärmebehandlung anspruchsvoller ist. 3Cr13 ist als preisgünstiger martensitischer Edelstahl positioniert.

• Bearbeitungskosten: 440C erhöht die Kosten für die Bearbeitung, das Schleifen und die Wärmebehandlung (langsamere Abtragsraten, höherer Werkzeugverschleiß, mehr Anlasszyklen). Bei den Kostenvoranschlägen sollten zusätzliche Zeit für die Endbearbeitung und ein höheres Ausschussrisiko berücksichtigt werden, wenn die Wärmebehandlung nicht streng kontrolliert wird.

• Versorgung: Beide Güten sind in großem Umfang bei Anbietern von rostfreiem Stahl erhältlich; 440C in hochwertigen Stangen/Schmiedestücken für die Verwendung in Lagern stammt jedoch häufig aus Werken mit strenger Qualitätskontrolle - bestehen Sie auf Werkszeugnissen und Härteaufzeichnungen für jede Charge.

Wie man wählt

• Wenn Ihre Hauptanforderung darin besteht Kantenstandzeit / Verschleißfestigkeit / Härte → 440C.

• Wenn Ihre Hauptanforderung darin besteht geringere Kosten / einfache Herstellung / allgemeine Korrosionsbeständigkeit → 3Cr13.

• Wenn Sie beide Korrosionsbeständigkeit und angemessenen Verschleiß benötigen, sich aber 440C nicht leisten können, sollten Sie Optimierung der Wärmebehandlung von 3Cr13 oder Verwendung austenitischer Edelstahl mit Oberflächenhärtung oder Beschichtungen als Alternativen.

Prüfung und Qualitätskontrolle (was in einer Bestellung angegeben werden muss)

Mindestprüfpunkte für kritische Teile:

• Werkszeugnis (chemische Zusammensetzung) - Güteklasse und Chargennummer.

• Härteprüfung (Rockwell HRC) - Probenort und Annahmebereich.

• Mikrostrukturprüfung (Lunker, Karbide, akzeptabler Martensitanteil) für Teile mit hohem Verschleiß.

• Zerstörungsfreie Prüfung (falls zutreffend): Farbeindringverfahren, UT für große Teile.

• Oberflächenrauhigkeit und Polierstandard (Ra oder Spiegel).

• Korrosionsprüfung (Salzsprühnebel oder Lochfraßpotential) nur, wenn die Umgebung dies erfordert.

Fall

Fall A - kleiner Messerhersteller (Dialog):
"Li (Produktionsleiter): Wir wollen eine Klinge, die weniger kostet und leicht in Serie zu produzieren ist, für ein Campingküchen-Set.
Chen (Werkstoffingenieur): '3Cr13 hält die Kosten und die Bearbeitungszeit niedrig, lässt sich gut polieren und bietet eine akzeptable Korrosionsbeständigkeit. Für leichte Campingeinsätze wählen Sie HRC ~50 und eine gute Politur."

Fall B - Ventil OEM (Dialog):
"Ahmed (Einkauf): 'Ventilsitze verschleißen in einem Jahr; können wir die Lebensdauer verlängern?'
Sara (Konstruktion): Die Umstellung auf 440C für die Sitze wird die Verschleißfestigkeit erheblich verbessern, aber es ist mit höheren Material- und Verarbeitungskosten zu rechnen und erfordert eine präzise Wärmebehandlung. Wenn die Medien stark korrosiv sind, sollten Sie 440C mit einer Schutzbeschichtung in Betracht ziehen oder eine andere Edelstahlfamilie für das Gehäuse wählen."

3Cr13 Stahl vs. 440C Edelstahltische

Tabelle A - Typische Härte je nach Anwendung (Richtwert)

Tabelle B - Zusammenfassung der Vor- und Nachteile

FAQs

1. Ist 3Cr13 dasselbe wie 420/420J2?
   Nicht genau identisch, aber 3Cr13 ist chemisch ähnlich wie die 420-Familie und wird oft der X30Cr13 / 1.4028 und manchmal mit 420J2 verglichen. Geringe Unterschiede im Kohlenstoffgehalt und in den Verunreinigungen beeinflussen die Härtbarkeit und die endgültigen Eigenschaften.

2. Kann 440C rosten?
   Ja, wie die meisten nichtrostenden Stähle ist auch 440C rostbeständig, kann aber unter Chlorideinfluss oder unter schlecht bearbeiteten Bedingungen korrodieren. Sorgfältiges Polieren und Passivieren verbessern sein Korrosionsverhalten.

3. Was hält länger: 3Cr13 oder 440C?
   440C hält die Schneide länger, da der höhere Kohlenstoff- und Karbidgehalt für eine bessere Abriebfestigkeit sorgt.

4. Ist 440C besser für Lager geeignet als 3Cr13?
   Ja - 440C wird üblicherweise in Kugel- und Rollenlagern verwendet, wo harte, verschleißfeste Laufringe erforderlich sind.

5. Was lässt sich vor Ort leichter schärfen?
   3Cr13 ist leichter zu schärfen; 440C ist härter und erfordert aggressivere Schleifmittel und mehr Zeit.

6. Gibt es Fallstricke bei der Wärmebehandlung, die ich beachten sollte?
   Bei 440C kann ein unsachgemäßes Abschrecken oder Anlassen zu Rissen und schlechter Zähigkeit führen; kontrollierte Zyklen und Spannungsabbau nach der Wärmebehandlung sind erforderlich. 3Cr13 ist nachsichtiger, erfordert aber dennoch korrekte Zyklen.

7. Kann ich beide Sorten schweißen?
   Beide sind martensitisch und das Schweißen erfordert bei kritischen Bauteilen ein Vorwärmen und ein Anlassen nach dem Schweißen; wenn häufig geschweißt werden muss, sollten alternative Familien in Betracht gezogen werden.

8. Wie wäre es mit Oberflächenbeschichtungen anstelle eines Sortenwechsels?
   Wenn Korrosion das Hauptproblem ist, Sie aber auch Verschleiß benötigen, sollten Sie hochwertige Beschichtungen (PVD, Nitrieren, Keramik) auf einer 3Cr13-Basis oder einem kostengünstigeren Substrat in Betracht ziehen, um Kosten und Leistung in Einklang zu bringen.

9. Welche Sorte ergibt eine bessere Politur/Spiegelung?
   3Cr13 lässt sich leicht polieren; 440C kann eine hervorragende Hochglanzpolitur erzielen, erfordert aber mehr Zeit und Schleifmittel.

10. Auf welche Prüfzeugnisse sollte ich bestehen?
    Chemische Zusammensetzung (Werkszertifikat), Härteprüfung, Aufzeichnungen über die Wärmebehandlung und - falls kritisch - Berichte über Mikrostruktur oder zerstörungsfreie Prüfung.

Abschließende Empfehlungen

• Für Prototypklingen oder Consumer-Hardware wobei Kosten und Produktionsgeschwindigkeit die Entscheidungen bestimmen → 3Cr13.

• Für Präzisionsverschleißteile, Auflageflächenund High-End-Schneidwerkzeuge wo die Lebensdauer der Kanten kritisch ist → 440C (oder ziehen Sie moderne pulvermetallurgische Qualitäten in Betracht, wenn es das Budget erlaubt).

• Immer Wärmebehandlung angeben und Abnahmekriterien in den Bestellungen und verlangen Härtekarten oder Proben aus dem ersten Produktionslos.

Maßgebliche Referenzen

• Penn Stainless - 440C-Edelstahl (Produktinformation)
• Carpenter Technology - 440C Stainless (Datenblatt / MSDS)
• Werkzeugstähle - 3Cr13 (30Cr13) Gütedetails und Normenhinweise