Grundlagen zum Edelstahl

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Definition von Edelstahl aus Nickellegierungen: Edelstahl ist eine hochlegierte Stahlsorte, die Korrosion widerstehen kann. Er weist eine schöne Oberfläche auf und benötigt keine weiteren Oberflächenbehandlungen wie Beschichtungen oder Lacke. Deshalb versehen viele Maschinenhersteller ihre Produkte, um anzugeben, dass es sich um Edelstahl handelt, mit keinerlei Lackierung. Bei herkömmlichem Stahl hingegen muss eine Rostschutzbehandlung durchgeführt werden. Einfache Klassifizierung von Edelstahl
Edelstahl kann grob in drei Kategorien eingeteilt werden: die 200er-Serie, die 300er-Serie und die 400er-Serie. Dabei wird die 300er-Serie am häufigsten verwendet. Die 200er- und 400er-Serie sind in gewissem Maße Ersatzstoffe für die 300er-Serie. Genau genommen gehört die 400er-Serie jedoch nicht zu den Edelstählen, sondern zu den rostfreien Eisenlegierungen – schließlich enthält sie kein Nickel. Deshalb kann man sie mit einem Magneten anziehen. Die Serien 200 und 300 enthalten Nickel, daher sind sie nicht magnetisch und lassen sich nicht mit einem Magneten anziehen. 304 ist die häufigste Variante in der 300er-Serie, weshalb sich an den Preisveränderungen von 304 in der Regel die Preisentwicklung für Ganze Stahlrohre ableiten lässt. Die 200-Serie enthält wenig Nickel, die 400-Serie enthält kein Nickel, während die 300-Serie am meisten Nickel enthält. Deshalb wird die 300-Serie am stärksten von den Nickelpreisen beeinflusst. Die 300er-Serie lässt sich grob in 304, 304L, 316, 316L, 321, 309S, 310S usw. einteilen. Die Unterscheidung erfolgt anhand des Gehalts an verschiedenen Metallelementen. Je nach Gehalt weisen die Edelstähle unterschiedliche Eigenschaften auf. Der Unterschied zwischen 304 und 304L liegt im Kohlenstoffgehalt – das „L“ zeigt an, dass der Kohlenstoffgehalt niedrig ist, also von geringem Kohlenstoffgehalt aus. Derselbe Unterschied gilt auch für 316 und 316L. Einteilung der Formen von Edelstahl: Edelstahl kann in fünf Kategorien eingeteilt werden – Rollen, Platten, Profile, Rohre sowie Bauteile. Am wichtigsten sind dabei Rollen und Platten. Profilmaterialien sind Materialien in verschiedenen Formen, die aus Platten hergestellt werden – dazu gehören Winkelstähle, Flachstähle, I-Stähle und Profilstähle. Stahlrohre bezeichnen hauptsächlich rostfreie Stahlrohre. Im Gegensatz dazu stehen geschweißte Rohre – der Unterschied liegt darin, ob sie in einem einzigen Schritt hergestellt werden oder nicht. Zu den Bauteilen gehören hauptsächlich Biegungen, Flansche sowie andere kleine Komponenten. Rollmaterial und Platten sind im Grunde genommen dasselbe – der Unterschied liegt nur in der Verpackungsform: Rollmaterial kommt in Form von Rollen, während Platten als einzelne Stücke geliefert werden. Wenn das Material bereits in Form von Platten geliefert wird, nennt man es auch Originalplatten. In der Regel handelt es sich dabei um dicke Platten – schließlich können dünne Platten nicht in Rollen geformt werden. In der Regel können Platten mit einer Dicke von mehr als 16 Millimetern nicht in Rollen geformt werden. Es gibt also sowohl Rollmaterial als auch Platten. Oftmals werden Platten verwendet. Der Preis für Rollmaterial und Platten unterscheidet sich ebenfalls – bei Rollmaterial wird der Preis nach dem tatsächlichen Gewicht berechnet, wodurch der Preis höher ist. Bei Platten hingegen wird der Preis auf der Grundlage von Berechnungen festgelegt, wodurch der Preis niedriger ist. Der Grund dafür ist, dass es Unterschiede im tatsächlichen Gewicht gibt – beispielsweise kann eine Platte mit einer Dicke von 10 Millimetern in Wirklichkeit nur 9,6 Millimeter dick sein. Dadurch entsteht ein Preisdifferenz. Stahlplatten werden je nach Walzverfahren – wobei das Walzwerk die Maschine ist, mit der Platten gewalzt werden – in heißgewalzte und kaltgewalzte Platten unterteilt. Heißgewalzte Platten werden in der Regel als NO.1 bezeichnet, während kaltgewalzte Platten als 2B oder BA klassifiziert werden (BA hat eine bessere Oberfläche als 2B; sie ist glänzender und ähnelt einem Spiegel. Die beste Qualität ist eine spiegelglatte Oberfläche – doch solche Platten sind nicht sofort verfügbar und müssen erst bearbeitet werden). Beispielsweise wird 304 oft als Platte gekauft – das bedeutet, dass das Band zunächst mit einer Maschine in Plattenform gebracht werden muss. Solche Maschinen nennt man Entwalzmaschinen. Durch das Schneiden mit einer Schneidemaschine können unterschiedliche Längen erzielt werden. Wenn es sich nicht um Standardlängen handelt, spricht man von maßgeschneiderten Abmessungen – das bedeutet, dass die Abmessungen nach den tatsächlichen Anforderungen des Kunden festgelegt werden. In solchen Fällen ist das Rollematerial wichtig, denn herkömmliche Platten reichen dann nicht aus. Inländisch hergestellte kaltgewalzte Bleche haben in der Regel eine Dicke von unter 3 Millimetern, während warmgewalzte Bleche in der Regel eine Dicke von über 3 Millimetern aufweisen. Es gibt auch warmgewalzte sowie kaltgewalzte Bleche mit einer Dicke von 3 Millimetern. Bei importierten kaltgewalzten Blechen kann die Dicke jedoch unter 4 Millimeter – sogar unter 6 Millimeter – liegen. Warmgeformte Platten mit einer Dicke von 3 Millimetern bis 12 Millimetern werden als Mitteldicke-Platten bezeichnet. Platten mit einer Dicke von mehr als 12 Millimetern gelten als dicke Platten; ihre Dicke kann sogar über 120 Millimeter betragen. Solche Platten werden als warmgeformte Platten mittlerer bis hoher Dicke bezeichnet. Kaltgeformte Platten hingegen sind dünnere Platten, die durch Kaltverarbeitung hergestellt werden. Einfache Berechnungsmethode für das theoretische Gewicht von Edelstahlplatten: Plattengewicht = Dichte × Dicke (mm) × Breite (m) × Länge (m). Dabei ist mm die Einheit für Millimeter und m die Einheit für Meter. Im Bereich der Baumaschinen wird auf Genauigkeit der Abmessungen geachtet, weshalb weltweit Millimeter als Maßeinheit verwendet werden. 1000 Millimeter = 1 Meter, 1 Millimeter = 100 Mikrometer. Das auf dieser Formel ermittelte Gewicht wird in Kilogramm (KG) angegeben. Es muss auf zwei Nachkommastellen genau angegeben werden. Da Edelstahl teuer ist und große Mengen davon gehandelt werden, sind die Zahlen nach dem Komma besonders wichtig. Deshalb muss auch der Betrag auf zwei Nachkommastellen genau angegeben werden. Das Gewicht von Edelstahl (in KG) variiert – unterschiedliche Edelstahlsorten haben unterschiedliche Dichten: Bei der A-400-Serie beträgt die Dichte 7,75. Bei 304, 304N, 201, 202 und 304L liegt die Dichte bei 3,21. Die Dichte von 301 beträgt 7,93. Bei 310S, 309S, 316 und 316L liegt die Dichte bei 7,98. Je nach Land gibt es unterschiedliche Bezeichnungen für Edelstahl – diese werden in Tabellen mit den Stahlsorten aufgeführt. Am häufigsten sind in der Branche die Bezeichnungen aus China und den USA bekannt; sie werden als „Chinesische Norm“ bzw. „US-amerikanische Norm“ bezeichnet. Die oben erwähnten Serien 200, 300 und 400 gehören zur US-amerikanischen Norm. Da diese Norm leicht verständlich ist, wird sie in der Regel einfach als US-amerikanische Norm bezeichnet. Nationale Normen ============ US-Normen: 1Cr17Mn6Ni5N========2011Cr18Mn8Ni5N========2020Cr18Ni9============30400Cr19Ni10==========304L0Cr18Ni12Mo2T=======316Ti00Cr17Ni14Mo2=======316L0Cr17Ni12Mo2========3161Cr18Ni9Ti==========3210Cr18Ni10Ti=========3210Cr23Ni13===========309S1Cr20Ni14===========309S0Cr25Ni20===========310S1Cr25Ni20===========310S0Cr13===============4051Cr13===============4102Cr13===============4203Cr13===============4204Cr3================430 Die Angaben zu den Elementgehalten in den nationalen Normen beziehen sich in der Regel auf den Mittelwert des Gehalts – es handelt sich dabei um theoretische Werte, die sowohl höher als auch niedriger sein können. Was ist Toleranz? Das ist ein sehr wichtiger Begriff. Toleranz bezeichnet die zulässigen Abweichungen in Länge oder Dicke. Im Produktionsprozess von Blechen ist es aus verschiedenen Gründen schwierig, solche Abweichungen einzuhalten. Die tatsächliche Dicke liegt oft nicht bei der theoretischen Dicke – beispielsweise beträgt die Dicke einer Platte von 6 Millimetern in Wirklichkeit nur 5,6 Millimeter. Das ist die Toleranz. In China sind die Toleranzen meist negativ; natürlich gibt es auch positive Toleranzen, doch diese kommen selten vor. Beim Kauf und Verkauf von Platten wird in der Regel die theoretische Dicke herangezogen, weshalb der theoretische Preis niedriger ist als der Preis nach Gewichtsmessung. Es gibt außerdem Unterschiede in den Toleranzen – je größer die Toleranz, desto günstiger der Preis. Zum Beispiel: Bei einer Dicke von 6 Millimetern gilt eine Toleranz von unter 5,5 Millimetern als große Toleranz. 1. Die Toleranzbereiche für 304/2B sind in der folgenden Tabelle aufgeführt (nur zur Orientierung).
**Spezifikationen | Große Toleranz | Normale Toleranz | Kleine Toleranz | Keine Toleranz**
0,4 MM | 0,4–0,32 | 0,33–0,37 | 0,37–0,39 | Über 0,39
0,5 MM | 0,4–0,42 | 0,43–0,47 | 0,47–0,49 | Über 0,49
0,6 MM | 0,5–0,52 | 0,53–0,57 | 0,57–0,59 | Über 0,59
0,7 MM | 0,6–0,62 | 0,63–0,67 | 0,67–0,69 | Über 0,69
0,8 MM | 0,7–0,72 | 0,73–0,77 | 0,77–0,79 | Über 0,79
0,9 MM | 0,8–0,82 | 0,83–0,87 | 0,87–0,89 | Über 0,89
1,0 MM | 0,89–0,91 | 0,91–0,94 | 0,94–0,99 | Über 0,99
1,2 MM | 1,01–1,08 | 1,09–1,15 | 1,16–1,18 | Über 1,18
1,5 MM | 1,32–1,38 | 1,39–1,45 | 1,46–1,48 | Über 1,48
2,0 MM | 1,71–1,79 | 1,8–1,86 | 1,87–1,9 | Über 1,9
2,5 MM | 2,23–2,38 | 2,39–2,42 | 2,42–2,47 | Über 2,47
3,0 MM | 2,7–2,77 | 2,78–2,85 | 2,85–2,9 | Über 2,9

2. Die Toleranzbereiche für warmgewalzte Stähle sind in der folgenden Tabelle aufgeführt (nur zur Orientierung).
**Spezifikationen | Große Toleranz | Normale Toleranz | Kleine Toleranz | Keine Toleranz**
3,0 MM | 2,6–2,75 | 2,75–2,85 | 2,86–2,9 | Über 2,9
4,0 MM | 3,2–3,6 | 3,6–3,75 | 3,75–3,95 | Über 3,95
5,0 MM | 4,2–4,6 | 4,6–4,75 | 4,75–4,95 | Über 4,95
6,0 MM | 5,1–5,5 | 5,5–5,75 | 5,75–5,9 | Über 5,9
8,0 MM | 7,2–7,5 | 7,5–7,75 | 7,75–7,95 | Über 7,9
10,0 MM | 9,1–9,3 | 9,3–9,6 | 9,6–9,85 | Über 9,85
12,0 MM | 11,1–11,2 | 11,2–11,6 | 11,6–11,85 | Über 11,85
14,0 MM | 13,1–13,2 | 13,2–13,6 | 13,6–13,85 | Über 13,85

**Eigenschaften und Anwendungen der wichtigsten Edelstahlsorten**
304: Als vielseitig einsetzbarer Stahl weist er eine gute Korrosionsbeständigkeit, Wärmebeständigkeit sowie Festigkeit bei niedrigen Temperaturen auf. Zudem ist er gut für thermische Verarbeitung geeignet – wie Pressen oder Biegen. Es kommt keine Härte durch Wärmebehandlung vor. Der Stahl ist außerdem nicht magnetisch. Er kann bei Temperaturen von minus 193 Grad bis plus 800 Grad verwendet werden. Verwendung: Essbesteck, Küchengeräte, Warmwasserspeicher, Kessel, Autoteile, Medizinprodukte, Lebensmittelmaschinen, Weinspeicher, Druckbehälter (Chemiemaschinen, Chemieausrüstung). 304L ist als kohlenstoffarmes 304-Stahlmaterial unter normalen Bedingungen in Bezug auf seine Korrosionsbeständigkeit dem 304-Stahl ähnlich. Nach dem Schweißen sowie nach der Entspannung weist es jedoch eine bessere Widerstandsfähigkeit gegen interkristalline Korrosion auf. Auch ohne Wärmebehandlung behält es eine gute Korrosionsbeständigkeit bei. Üblicherweise wird es bei 400 Grad eingesetzt – Anwendungsbereiche: Petrochemieindustrie, Baustoffindustrie. Durch das Hinzufügen von Ti zum 304-Stahl wird eine interkristalline Korrosion verhindert. Dieser Stahl eignet sich für Temperaturen zwischen 430 und 900 Grad – er ist außerdem nicht magnetisch ； Anwendung: Automobilabgase, Wärmeaustauscher, Container und andere Produkte, die nach dem Schweißen nicht einer Wärmebehandlung unterzogen werden. Aufgrund des Ti-Elements eignen sie sich nicht zur Herstellung von Geräten für die Lebensmittelverarbeitung. 316 mit niedrigem Kohlenstoffgehalt, mit dem Element Mo angereichert – daher weist es eine besonders gute Korrosionsbeständigkeit sowie Widerstandsfähigkeit gegen atmosphärische Einflüsse und hohe Temperaturen auf. Es kann unter schwierigen Bedingungen eingesetzt werden und eignet sich für Temperaturen unter 900 Grad. Zudem ist es nicht magnetisch. Anwendung: Geräte für die Nutzung im Meerwasser, Produktionsanlagen für die Chemieindustrie, Farbstoffe, Papierherstellung, Acetat sowie Düngemittel, Anlagen in der Lebensmittelindustrie und in Küstengebieten, Produkte mit besonderen Anforderungen hinsichtlich der Resistenz gegen Interkristalline Korrosion. Die Materialien 309S/310S weisen einen hohen Nickel- und Chromgehalt auf. Zudem wird der Siliziumgehalt erhöht, wodurch diese Materialien hitzebeständig und korrosionsbeständig sind. 309S kann wiederholte Erhitzungen bis zu 980 Grad aushalten, während 310S Temperaturen von bis zu 1200 Grad standhalten kann. Bei kontinuierlicher Nutzung können bis zu 1150 Grad erreicht werden. Beide Materialien sind nicht magnetisch. Anwendung: Geeignet für Hochtemperatur-Ofenanlagen, Trocknungsanlagen und andere kritische Bereiche sowie als Ofenmaterial in der Luftfahrt, Petrochemie, Energieindustrie usw. Die 200-Serie ist ähnlich wie die 304 preisgünstig und kosteneffizient. Verwendung: Geräte für die Lebensmittelverarbeitung, Küchenausstattung, Maschinen zur Lebensmittelverarbeitung, Filter, Milchkannen, langlebige Konsumgüter, Ersatzteile für Waschmaschinen, Warmwasserspeicher, Stahlmöbel, Baudekorationen, Dekorationen. Was die Widerstandsfähigkeit gegen Ermüdung angeht, weist 201 eine höhere Härte auf, ist aber weniger zäh als 304; daher hat 304 eine bessere Ermüdungswiderstandsfähigkeit.