Edelstahlblech-Sorten: Auswahl, Eigenschaften, Normen

Für allgemeine strukturelle Anwendungen und Anwendungen mit Lebensmittelkontakt, AISI/SAE 304 / ASTM A240 Platten bieten das beste Gleichgewicht zwischen Korrosionsbeständigkeit, Verformbarkeit und Kosten. Für chloridhaltige oder aggressive chemische Umgebungen wählen Sie 316/316L (höherer Molybdängehalt). Wenn höhere Festigkeit und verbesserte Spannungskorrosionsbeständigkeit erforderlich sind, wählen Sie Duplex (z. B. 2205) oder Super-Duplex (z. B. 2507). Für wirtschaftliche Flachprodukte für korrosionsarme Umgebungen verwenden Sie ferritische Güten (z. B. 430); für hitzebeständige oder verschleißfeste Teile wählen martensitische Sorten (z. B. 410). Die endgültige Auswahl muss den Anforderungen in Bezug auf Mechanik, Oberflächengüte, Schweißbarkeit und Standardspezifikationen (ASTM A240, EN 10088, JIS) entsprechen und sollte durch Werkszeugnisse für Chemie und Mechanik bestätigt werden.

Was bedeutet "Güteklasse" für Bleche aus nichtrostendem Stahl?

Eine Edelstahlsorte kennzeichnet eine bestimmte chemische Zusammensetzung, ein bestimmtes Mikrogefüge und einen bestimmten Leistungsbereich. Die Güten werden in Familien eingeteilt: austenitisch (300er-Reihe wie 304/316), ferritisch (400er-Reihe wie 430), martensitisch (410/420), Duplex (2205, S31803), Superduplex (2507, S32750) und ausscheidungshärtende Legierungen oder Speziallegierungen. Bei jeder Familie gibt es Kompromisse: Austenitische Werkstoffe bieten eine hohe Zähigkeit und Verformbarkeit, aber eine mäßige Festigkeit; Duplex-Güten bieten eine höhere Streckgrenze und eine bessere Chloridbeständigkeit pro Stückkosten; ferritische Werkstoffe sind magnetisch und kostengünstiger. Diese Familien und die Art und Weise, wie Flacherzeugnisse spezifiziert werden, sind in Normen wie der ASTM A240 und der EN 10088 kodifiziert.

Kurzreferenz: empfohlene Sorten nach Anwendung

(Verwenden Sie diese Tabelle als Kurzanleitung für den Einkauf. Stimmen Sie die endgültige Auswahl auf die Dauerbetriebstemperatur, die Chloridbelastung und die mechanische Beanspruchung ab).

Die wichtigsten nichtrostenden Blechsorten

• 304 / 304L (UNS S30400 / S30403) - das Arbeitspferd: ~18% Cr, ~8% Ni. Gute Schweiß- und Umformbarkeit; Lebensmittel und Architektur.

• 316 / 316L (UNS S31600 / S31603) - mit Mo (≈2-3%) zur Verbesserung der Chlorid- und Lochfraßbeständigkeit. Bevorzugt in der Schifffahrt und der chemischen Industrie.

• 321 / 347 - stabilisiert mit Ti oder Nb für den Hochtemperatureinsatz, um eine Sensibilisierung zu vermeiden.

• 409 - niedrig legierter ferritischer Werkstoff, der häufig in Auspuffanlagen von Kraftfahrzeugen verwendet wird (wirtschaftlich).

• 410, 420 - martensitisch, wärmebehandelbar, wird verwendet, wenn Härte erforderlich ist.

• 430 - ferritische, dekorative/architektonische und einige Geräteteile.

• 2205 (Duplex) - ausgewogenes Duplexgefüge (~22% Cr, 5-6% Ni, ~3% Mo) mit hoher Festigkeit und guter Chloridbeständigkeit.

• 2507 (Super-duplex) - höherer Cr- und Mo-Gehalt; Einsatz in der Offshore-Öl- und Gasindustrie.

Chemische Zusammensetzung (ausgewählte Sorten)

(Diese Werte sind Richtwerte; prüfen Sie immer das Werkszertifikat und die entsprechende Norm).

Mechanische Eigenschaften (typischer Plattenzustand)

(In den Normen sind Mindestwerte angegeben, die je nach Dicke variieren; genaue Grenzwerte finden Sie in ASTM A240 und EN 10088).

Korrosionsverhalten und Einstufung

Schlüsselphänomene, die die Platten beeinflussen:

• Allgemeine Korrosion - gleichmäßiger Materialverlust; gesteuert durch Chromgehalt und Umgebung.

• Lochfraß - lokaler Angriff in Chloriden; Molybdän und Stickstoff verbessern die Widerstandsfähigkeit (PREN = %Cr + 3,3×%Mo + 16×%N ist eine nützliche Kennzahl für Duplex/Superduplex).

• Spaltkorrosion - in Stagnationstaschen; Oberflächenbeschaffenheit und Spaltdesign sind wichtig.

• Spannungsrisskorrosion (SCC) - ein Problem für Austenitwerkstoffe in Umgebungen mit Chlorid und Zugspannung; Duplexsorten schneiden besser ab.

Praktische Einstufung (geringe → hohe Chloridbeständigkeit): ferritisch 430 / martensitisch 410 → 304 → 316 → Duplex 2205 → Super-Duplex 2507 → Nickellegierungen (Alloy 625/825). Verwenden Sie PREN-Vorhersagen für die technische Auswahl. (Für Chlorid-Grenzwerte und Konstruktionshinweise siehe spezielle Korrosionshandbücher und das Nickel Institute).

Herstellungshinweise: Umformen, Schweißen, Glühen, Oberflächenbehandlung

• Formgebung: Austenitische Werkstoffe sind kaltduktil und lassen sich gut biegen; ferritische Werkstoffe haben eine geringere Duktilität und können bei zu starker Biegung reißen. Bei Duplex muss das Verformungsverhältnis kontrolliert werden, um ein Ungleichgewicht zwischen Ferriten und Austeniten zu vermeiden.

• Schweißen: Die meisten nichtrostenden Bleche werden mit einem passenden Schweißzusatz geschweißt (z. B. ER308L zu 304). Güten mit niedrigem Kohlenstoffgehalt (304L/316L) verringern das Risiko interkristalliner Korrosion nach dem Schweißen. Duplex-Schweißen erfordert eine strenge Kontrolle der Wärmezufuhr und häufig die Verwendung von Duplex-Zusatzwerkstoffen.

• Wärmebehandlung: Austenitische Güten sind in der Regel nicht durch Wärmebehandlung härtbar (Kaltverfestigung tritt auf). Martensitische Sorten sind zur Erzielung von Härte wärmebehandelbar. Duplex benötigt ein Lösungsglühen nach schwerer Kaltbearbeitung, um das Gleichgewicht wiederherzustellen.

• Oberflächengüte: Zu den Fräsoberflächen gehören HRAP, 2B, BA, Nr. 4, Nr. 8; die Oberfläche beeinflusst die Reinigungsfähigkeit und die Korrosionsauslösung. Für hygienische Zwecke sollten glatte Oberflächen (Nr. 4 oder besser) gewählt werden.

• Kantenbeschaffenheit und Dickentoleranz: Diese sind in ASTM/EN-Spezifikationen genormt; achten Sie darauf, dass die PO den Kantentyp (geschert, gefräst) und die Toleranzklasse angibt.

Normen und Beschaffung (wie man spezifiziert)

Beim Kauf der Platte bitte angeben:

• Standardmaterial (z.B., ASTM A240 / A480 für Platten/Bleche; für Druckbehälter siehe spezifische Codes).

• Güteklasse und UNS-Nummer (z. B. 316L / UNS S31603).

• Dickenbereich, Breiten- und Längentoleranz.

• Oberflächenbehandlung und Kantenbearbeitung.

• Wärmebehandlungszustand (geglüht, lösungsgeglüht).

• Werksprüfzeugnis Typ 3.1 oder 3.2 (Rückverfolgbarkeit).

• Zusätzliche Tests: PMI (positive Materialidentifikation), interkristalline Korrosion (ASTM A262), Härte, Charpy-Kerbschlagzähigkeit bei zu erwartendem Tieftemperatureinsatz.

Nützliche Hinweise: nationale Normen (ASTM A240), die EN 10088-Familie (Flacherzeugnisse) und nationale Spezifikationssammlungen (z. B. JIS G4304 für Bleche aus nichtrostendem Stahl in Japan).

Duplex und Super-Duplex: Überlegungen zur Auswahl

Duplex-Legierungen (2205) kombinieren eine austenitische und eine ferritische Mikrostruktur und bieten eine etwa doppelt so hohe Streckgrenze wie 304/316 bei verbesserter SCC-Beständigkeit in chloridhaltigen Umgebungen. Wichtige Punkte:

• Effizienz der Konstruktion: dünnere Abschnitte bei gleicher Festigkeit (Gewichtseinsparung).

• Verfahren zum Schweißen: Die Zwischenlagentemperaturen müssen kontrolliert werden; es müssen qualifizierte Schweißverfahren und passende Schweißzusätze verwendet werden.

• Kosten: Höherer Legierungsgehalt und aufwendigere Fertigung erhöhen den Preis, aber die Einsparungen während der Lebensdauer rechtfertigen oft die Wahl in aggressiven Umgebungen (Offshore, chemische Verarbeitung).

Angebot, Toleranzen, Preistreiber

Preistreiber für Teller:

• Sorte und Legierungselemente (Ni, Mo, Cr) - Ni und Mo sind teuer; 316 kostet mehr als 304; Duplex und Superduplex kosten noch mehr.

• Dicke und Größe der Platte - Breite Platten und große Dicke erhöhen die Grundkosten und den Bedarf an Biege- und Richtarbeiten.

• Endbearbeitung und Sonderprüfungen - Polierte Oberflächen, zertifizierte Wärmebehandlungen und zusätzliche Tests (z. B. PMI) erhöhen die Vorlaufzeit und die Kosten.

• Marktzyklen - Die Volatilität der Nickel- und Molybdänpreise wirkt sich auf die Notierungen aus; bei der Auftragserteilung erhalten Sie aktuelle Preisbestätigungen.

Beschaffungstipp: Geben Sie akzeptable Ersatzsorten an und erlauben Sie dem Lieferanten nur dann, Alternativen vorzuschlagen (z. B. 316 vs. 316L), wenn Sie klare chemische/mechanische Akzeptanzkriterien und die erforderlichen Prüfzertifikate angeben.

Inspektion, Rückverfolgbarkeit und QA

Mindestens erforderlich:

• Werksprüfzeugnis (MTC) Typ 3.1 mit chemischen und mechanischen Ergebnissen.

• Rückverfolgbarkeit von Materialien - Wärme-/Losnummer auf dem Schild und passendes MTC.

• Zerstörungsfreie und zerstörende Prüfung falls erforderlich (UT für Laminate, PMI für die Überprüfung vor Ort, Härte).

• Kontrolle durch Dritte wenn es um Sicherheit/Druckdienst geht.

Zehn praktische Auswahlszenarien

1. Küchenarbeitsplatte/Geräte: 304 oder 430 (wenn die Kosten begrenzt sind).

2. Bootsreling / Schiffsbeschläge: 316L oder Duplex für starke Salzbelastung.

3. Wärmetauscher für Chemieanlagen: 316L, 317L oder eine Nickellegierung je nach Medium.

4. Druckbehälter in chloridhaltiger Umgebung: duplex 2205 oder super-duplex 2507.

5. Autoabgase: 409 (kostengünstiger hitzebeständiger Ferrit).

6. Hochtemperatur-Ofenschlange: 310 oder 309.

7. Besteck/Klingen: 420 / 440C (martensitisch, wärmebehandelt).

8. Architektonische Verkleidungen: 304/316 mit spezifizierter Oberfläche (Nr. 4 oder PVDF-Beschichtung).

9. Pharmazeutische Sanitärbehälter: 316L, elektropoliert.

10. Offshore-Steigleitungen/Ventile: Superduplex- oder Nickellegierungen (kostspielig, aber Langlebigkeit gerechtfertigt).

Korrelationstabelle: Note → PREN (vereinfachter Indikator)

(Verwenden Sie PREN, um die Lochfraßbeständigkeit zu vergleichen; ein höherer Wert ist bei Chlorideinsatz besser. Bestätigen Sie die tatsächliche Chemie vor der Konstruktion).

Übliche Fräsungen und Verwendbarkeit

FAQs

1: Welches ist die am häufigsten verwendete Edelstahlsorte?
Die Sorte 304 (ASTM A240) ist aufgrund ihrer ausgewogenen Korrosionsbeständigkeit, ihrer Formbarkeit und ihrer relativ geringen Kosten der Industriestandard für allgemeine Anwendungen.

2: Wann sollte ich 316er statt 304er Bleche verwenden?
Wählen Sie 316/316L, wenn der Einsatz Chloride oder Meeresatmosphäre umfasst; der Molybdängehalt verbessert die Lochfraßbeständigkeit.

3: Was umfasst die ASTM A240?
Die ASTM A240 definiert die chemischen und mechanischen Eigenschaften für viele Edelstahlsorten, die für Bleche und Bänder für Druckbehälter und allgemeine Flacherzeugnisse bestimmt sind. Geben Sie bei der Bestellung immer die Klausel und die Sorte an.

4: Wie ist die Festigkeit von Duplex 2205 im Vergleich zu 316?
Duplex 2205 hat in der Regel etwa die doppelte Streckgrenze von geglühtem 316 und bietet eine vergleichbare oder bessere Chloridbeständigkeit.

5: Sind Platten aus nichtrostendem Stahl magnetisch?
Viele ferritische und martensitische Güten sind magnetisch. Austenitische Güten (304/316) sind im Allgemeinen im geglühten Zustand nicht magnetisch, können aber nach Kaltverformung leicht magnetisch werden.

6: Welche Prüfungen sollte ich in einer Bestellung verlangen?
Geben Sie MTC (Typ 3.1), PMI-Stichproben, Härte und spezielle Korrosionstests (ASTM A262) oder Kerbschlagbiegeversuche an, wenn ein Einsatz bei niedrigen Temperaturen zu erwarten ist.

7: Welche Oberfläche eignet sich am besten für Lebensmittel-/Pharmatanks?
Elektropolierte oder hochwertige No.4-Oberflächen mit Passivierung sorgen für optimale Reinigungsfähigkeit und reduzierte mikrobielle Anhaftung.

8: Kann rostfreies Blech rosten?
Lokaler Rost kann durch Oberflächenverschmutzung, Chloridangriff oder mechanische Beschädigung der Passivschicht entstehen. Durch die richtige Auswahl der Sorte und die richtige Reinigung lassen sich die meisten Probleme vermeiden.

9: Wie beeinflusst die Blechdicke die Korrosionsbeständigkeit?
Die Dicke selbst ändert nichts an der Korrosionsbeständigkeit der Legierung pro Einheit; allerdings werden Konstruktionsdetails (Spalten, wärmebeeinflusste Zonen) bei dickeren Profilen wichtiger.

10: Ist 304L besser als 304?
304L hat einen geringeren Kohlenstoffgehalt, um das Risiko einer Sensibilisierung während des Schweißens zu verringern; spezifizieren Sie 304L, wenn ein Schweißen ohne Nachglühen zu erwarten ist.

Maßgebliche Referenzen

• Nickel Institute - Flacherzeugnisse aus nichtrostendem Stahl (EN & Anwendungsübersicht)
• BSSA / EN 10088-2 - Zusammenfassung der mechanischen Eigenschaften für nichtrostende Flacherzeugnisse