Austenitischer rostfreier Stahl ist eine Stahllegierung, die aus Eisen, Kohlenstoff, Chrom, Nickel und anderen geringfügigen Legierungen besteht. Austenitische Stähle lassen sich in zwei Gruppen unterteilen: die 300er und die 200er Serie. Die Stähle der Serie 300 enthalten mindestens 8 % Nickel, während bei den Stählen der Serie 200 Teile des Nickels durch billigere Legierungen wie Stickstoff oder Mangan ersetzt werden. Austenitische Stähle sind vor allem für ihre Korrosionsbeständigkeit bekannt, weshalb sie häufig für Edelstahlanwendungen verwendet werden. Sie machen mehr als 70 % der Stahlproduktion aus und gehören zu den am häufigsten verwendeten nichtrostenden Stählen, wobei die Sorte 304 bei weitem die bevorzugte ist.
Eigenschaften
Austenitische nichtrostende Stähle sind durch ihre kubisch-flächenzentrierte Kristallstruktur gekennzeichnet. Ihre kubischen Einheitszellen haben ein Atom an jeder Ecke und ein Atom auf jeder Seite des Würfels. Dies unterscheidet sie von den ferritischen Stählen, die eine kubisch-raumzentrierte Kristallstruktur aufweisen.
Die nichtrostenden Stähle der Serie 300 sind Stähle auf Eisenbasis mit hohem Nickelgehalt, d.h. die Nickellegierung beträgt mindestens 8 % oder mehr. Der gebräuchlichste Typ dieser Serie ist die Sorte 304, die 8 % Nickel und 18 % Chrom enthält. Das Hinzufügen, Erhöhen oder Reduzieren verschiedener Legierungen führt zu unterschiedlichen Ergebnissen. In der Edelstahlsorte 302 ist der Kohlenstoffanteil höher, was die Festigkeit erhöht, aber die Formbarkeit des Materials verringert. Um eine höhere Korrosionsbeständigkeit zu erreichen, kann Molybdän zugesetzt werden (Güte 316, 317).
Nichtrostende Stähle der Serie 200 haben einen geringeren Nickelanteil. Aufgrund des hohen Nickelpreises werden die nichtrostenden Stähle der Serie 200 in vielen Anwendungsbereichen eingesetzt, um die Produktionskosten zu senken. Es wird teilweise durch andere Legierungselemente ersetzt, die austenitische Stähle erzeugen können, wie Stickstoff, Mangan und Kupfer. Stickstoff ist eine häufige Legierung in nichtrostendem Stahl der Serie 200. Seine Verbindung mit Chrom führt jedoch zu Chromnitriden, die die Gasporosität erhöhen und die Duktilität verringern. Um den Stickstoffgehalt zu erhöhen, ohne den Chromgehalt zu beeinträchtigen, kann Mangan zugesetzt werden.
Unterschiede zwischen austenitischen nichtrostenden Stählen der Serien 300 und 200
Die nichtrostenden Stähle der Serien 300 und 200 sind beide austenitisch. Ihr unterschiedlicher Nickelgehalt führt zu unterschiedlichen Eigenschaften. Die nichtrostenden Stähle der Serie 300 weisen aufgrund ihres höheren Nickelgehalts eine höhere Korrosionsbeständigkeit auf. Außerdem zeichnen sich die nichtrostenden Stähle der Serie 200 durch eine geringere Duktilität aus als die der Serie 300. Der höhere Stickstoffgehalt führt jedoch zu einer besseren Schlagzähigkeit und Festigkeit. Sowohl die nichtrostenden Stähle der Serie 200 als auch die der Serie 300 sind nicht magnetisch und nicht wärmebehandelbar. Die Kaltumformung von austenitischen Stählen kann die Härte, Spannungsfestigkeit und Festigkeit verbessern.
Anwendungsbereiche
Austenitische Stähle sind in vielen Anwendungsbereichen zu finden, darunter:
- Automobilteile
- Maschinenbau
- Elektrowerkzeuge
- Erntemaschinen
- Ventile
- Kraftwerkstechnik
- Besteck
- Kochgeschirr
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