Die Eigenschaften von austenitischem Edelstahl
Austenitische Stähle sind nichtmagnetische Edelstähle, die einen hohen Anteil an Chrom und Nickel sowie einen niedrigen Kohlenstoffgehalt aufweisen. Bekannt für ihre Formbarkeit und Korrosionsbeständigkeit sind austenitische Stähle die am häufigsten verwendete Sorte von rostfreiem Stahl.
Merkmale definieren
Ferritische Stähle haben eine kubisch-raumzentrierte (BCC) Kornstruktur, aber der austenitische Bereich rostfreier Stähle wird durch ihre kubisch-flächenzentrierte Kristallstruktur (FCC) definiert, die an jeder Ecke des Würfels ein Atom und in der Mitte ein Atom hat von jedem Gesicht.
Diese Kornstruktur bildet sich, wenn eine ausreichende Menge an Nickel zu der Legierung 8 zu 10 Prozent in einer 18-prozentigen Standard-Chromlegierung hinzugefügt wird.
Nichtrostende austenitische Stähle sind nicht-magnetisch und nicht wärmebehandelbar. Sie können jedoch kalt bearbeitet werden, um Härte, Festigkeit und Belastbarkeit zu verbessern. Eine auf 1045ºC erwärmte Lösungsglühung, gefolgt von Abschrecken oder rasches Abkühlen, stellt den ursprünglichen Zustand der Legierung wieder her, einschließlich Entfernen der Legierungssegregation und Wiederherstellen der Duktilität nach der Kaltbearbeitung.
Nickelbasierte austenitische Stähle werden als 300-Serie klassifiziert. Am gebräuchlichsten ist die Sorte 304 , die typischerweise 18 Prozent Chrom und 8 Prozent Nickel enthält.
Acht Prozent ist die minimale Menge an Nickel, die zu einem rostfreien Stahl mit 18% Chrom hinzugefügt werden kann, um das gesamte Ferrit vollständig in Austenit umzuwandeln. Molybdän kann auch bis zu einem Gehalt von etwa 2% für den Grad 316 hinzugefügt werden, um die Korrosionsbeständigkeit zu verbessern.
Obwohl Nickel das am häufigsten zur Herstellung von austenitischen Stählen verwendete Legierungselement ist, bietet Stickstoff eine weitere Möglichkeit. Nichtrostende Stähle mit einem niedrigen Nickelgehalt und einem hohen Stickstoffgehalt werden als 200-Serien klassifiziert. Da es sich um ein Gas handelt, können jedoch nur begrenzte Mengen an Stickstoff zugegeben werden, bevor schädliche Wirkungen auftreten, einschließlich der Bildung von Nitriden und der Porosität des Gases, die die Legierung schwächen.
Die Zugabe von Mangan , auch ein Austenitbildner, kombiniert mit dem Einschluss von Stickstoff erlaubt größere Mengen des zuzusetzenden Gases. Infolgedessen werden diese beiden Elemente zusammen mit Kupfer , das ebenfalls Austenit-bildende Eigenschaften hat, häufig verwendet, um Nickel in rostfreien Stählen der Serie 200 zu ersetzen.
Die Serie 200 - auch als Chrom-Mangan (CrMn) -Stähle bezeichnet - wurde in den 1940er und 1950er Jahren entwickelt, als Nickel knapp und die Preise hoch waren. Es wird jetzt als kostengünstiger Ersatz für rostfreie Stähle der Serie 300 angesehen, die einen zusätzlichen Vorteil einer verbesserten Streckgrenze bieten können.
Gerade Sorten austenitischer Edelstähle haben einen maximalen Kohlenstoffgehalt von 0,08 Prozent. Low-Carbon-Qualitäten oder "L" -Typen enthalten einen maximalen Kohlenstoffgehalt von 0,03 Prozent, um eine Carbidausfällung zu vermeiden.
Austenitische Stähle sind im geglühten Zustand nicht magnetisch, obwohl sie bei der Kaltbearbeitung leicht magnetisch werden können. Sie haben eine gute Formbarkeit und Schweißbarkeit sowie eine ausgezeichnete Zähigkeit, insbesondere bei niedrigen oder kryogenen Temperaturen. Austenitische Sorten haben auch eine geringe Fließspannung und eine relativ hohe Zugfestigkeit.
Während austenitische Stähle teurer sind als ferritische Edelstähle, sind sie in der Regel dauerhafter und korrosionsbeständiger.
Anwendungen
Austenitische rostfreie Stähle werden in einer breiten Palette von Anwendungen verwendet, einschließlich
- Kfz-Verkleidung
- Kochgeschirr
- Nahrungsmittel- und Getränkeausrüstung
- Industrielle Ausrüstung
Anwendungen nach Grad
304 und 304L (Standardqualität):
- Tanks
- Lagerbehälter und Rohre für korrosive Flüssigkeiten
- Bergbau-, Chemie-, kryogene-, Lebensmittel- und Getränke- und pharmazeutische Ausrüstung
- Besteck
- Die Architektur
- Sinks
309 und 310 (hohe Chrom- und Nickelgrade):
- Ofen-, Ofen- und Katalysatorkomponenten
318 und 316L (High-Moly-Gehalt):
- Chemikalientanks, Druckbehälter und Rohrleitungen
321 und 316Ti ("stabilisierte" Sorten):
- Nachbrenner
- Super Heizungen
- Kompensatoren
- Faltenbalg
Serie 200 (niedrige Nickelgrade):
- Geschirrspülmaschinen und Waschmaschinen
- Besteck und Kochgeschirr
- In-house Wassertanks
- Innenarchitektur und nicht-strukturelle Architektur
- Nahrungsmittel- und Getränkeausrüstung
- Autoteile