Bei der Auswahl des für Ihr Projekt am besten geeigneten nichtrostenden Stahls müssen Sie die wichtigsten Unterschiede zwischen den gängigen Sorten kennen. Zwei der am häufigsten verwendeten austenitischen nichtrostenden Stähle sind AISI 303 und AISI 304 (auch bekannt als SS 303 und SS 304).
Sie haben jedoch unterschiedliche Eigenschaften, die sie für bestimmte Zwecke geeignet machen. Dieser Leitfaden gibt einen Einblick in die Eigenschaften von 303 und 304 Edelstahl.
Aber wie können Sie die für Ihre Anwendungen geeignete Sorte auswählen?
Verständnis der Edelstahlsorten
Edelstahl ist ein anpassungsfähiger und wirtschaftlicher Werkstoff, der sich durch seine gute Oxidations- und Korrosionsbeständigkeit auszeichnet und eine austenitische Struktur aufweist. So werden zum Beispiel die austenitischen Sorten 303 und 304 häufig verwendet.
Sie sind leicht zu formen und bieten eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit und eine bevorzugte Verformbarkeit. Die Auswahl der Sorte ist jedoch vergleichbar mit der Auswahl des richtigen Werkzeugs für die Arbeit; es muss perfekt für den Einsatz geeignet sein. In unserem Leitfaden erfahren Sie mehr darüber, wie Sie das beste Ergebnis für die Arbeit mit dem Material und seine Haltbarkeit erzielen können.
Edelstahlsorten 303 und 304
Obwohl es sich um austenitische nichtrostende Stähle handelt, die eine ähnliche chemische Basis haben, bieten beide Sorten vergleichbare Merkmale wie eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit und nichtmagnetische Eigenschaften. Mit einem Schwefelgehalt von 0,15% bis 0,35% ist 303 eine austenitische Edelstahlsorte, die sich hervorragend bearbeiten lässt.
Edelstahl 303 im Vergleich zu Edelstahl 304: Vergleichstabelle
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Eigentum |
303 Edelstahl |
304 Edelstahl |
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Chemische Zusammensetzung |
17% Chrom, 8% Nickel, 0,15% Schwefel/Selen (min) |
18% Chrom, 8% Nickel (min) |
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Bearbeitbarkeit |
Ausgezeichnet (aufgrund von Schwefel/Selen) |
Gut |
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Schweißeignung |
Schlecht |
Gut |
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Verformbarkeit |
Gut |
Gut |
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Zugfestigkeit (MPa) |
510-590 |
535-750 |
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Streckgrenze (MPa) |
205-290 |
205-325 |
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Dehnung (%) |
40-60 |
40-60 |
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Dichte (g/cm³) |
7.93 |
7.93 |
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Korrosionsbeständigkeit |
Mäßig |
Ausgezeichnet |
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Kosten |
Unter |
Höher |
Es enthält 8%-10% Nickel und 18% Chrom. Der Schwefelgehalt gleicht die Korrosionsbeständigkeit, die er normalerweise bieten würde, weitgehend aus. Infolgedessen kommt es zu einer geringen Verringerung der Zähigkeit und einer Abnahme der Korrosionsbeständigkeit.
Die leichte Bearbeitbarkeit bringt einen Nachteil mit sich. Sie kann häufig teurer sein als die Legierung 304, weil sie nicht so viel Arbeit beim Formen und Pressen erfordert. Auch wenn 303 nicht so korrosionsbeständig ist wie 304, ist es immer noch ziemlich resistent gegen Oxidation, wenn es gelegentlich Temperaturen von bis zu 1400 °F ausgesetzt ist.
Beachten Sie, dass 303 aufgrund des Schwefelgehalts schlecht schweißbar ist, was zu Rissbildung führen kann. Außerdem wird gelegentlich Selen anstelle von Schwefel verwendet. Dies hat das gleiche Ergebnis wie Schwefel, nämlich eine bessere Bearbeitbarkeit und eine geringere Korrosionsbeständigkeit.
Verstehen der Bearbeitbarkeit von Edelstahl 304 im Vergleich zu 303
Klasse 303
Die Edelstahlsorte 303 wird als König der Zerspanbarkeit bezeichnet, da sie Schwefel oder Selen enthält. Dies ermöglicht es, die mechanischen Eigenschaften einer Legierung mit Hilfe der spanabhebenden Eigenschaften der Sorte 303 zu verbessern. So können die Hersteller große Mengen schnell und sauber produzieren.
Diese Sorte eignet sich für Anwendungen, die komplizierte Formen und feine Details erfordern, und bietet Präzisionsbearbeitungsmöglichkeiten. Sie verringert die Gefahr von Werkzeugverschleiß und verlängert die Lebensdauer von Schneidwerkzeugen.
Sie machen es zu einer erschwinglichen Wahl für die Großserienfertigung. Der Kompromiss führt jedoch zu einer geringfügigen Verringerung der Korrosionsbeständigkeit, was seine Verwendung in bestimmten Umgebungen einschränken kann.
Klasse 304 - Ein Balanceakt
Da die Sorte 304 schnell kaltverfestigt wird, ist die Bearbeitbarkeit ein Problem für die Sorte 303. Im Gegensatz zur Sorte 303 wird die chemische Zusammensetzung der Edelstahlsorte 304 in vielen Industriezweigen wegen ihrer Zuverlässigkeit und Robustheit bevorzugt, obwohl sie weniger gut zerspanbar ist. Die Ausgewogenheit von guter Formbarkeit und hervorragender Korrosionsbeständigkeit macht ihn zu einer vielseitigen Option.
Diese Sorte wird häufig für Anwendungen verwendet, bei denen sowohl maschinelle Bearbeitung als auch Schweißen erforderlich sind, z. B. für Küchengeräte, architektonische Strukturen und Chemikalienbehälter. Ihre hervorragenden Korrosionsschutzeigenschaften gewährleisten, dass sie rauen Bedingungen standhalten, ohne ihre Integrität zu beeinträchtigen.
Mechanische Eigenschaften
Die Stahlsorten 303 und 304 haben bis auf den Schmelzpunkt die gleichen Eigenschaften. Ihre Dichte wäre die gleiche, wenn sie eine leicht unterschiedliche chemische Zusammensetzung hätten. Ihre Kristallstrukturen sind sehr ähnlich, wobei die Atome in einem regelmäßigen, sich wiederholenden Muster angeordnet sind, da es sich um austenitische nichtrostende Stahllegierungen handelt.
304 hat ein wenig mehr Chrom, allerdings nicht immer. Der Schwefeleinschluss hat keinen nennenswerten Einfluss auf die Kristallstruktur oder den Abstand der interatomaren Teilchen.
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Eigenschaften |
Edelstahl der Güte 303 |
304 Edelstahlsorte |
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Dichte |
0,289 lb/in³ |
0,289 lb/in³ |
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Schmelzpunkt |
2550 - 2590°F |
2642°F |
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Elastizitätsmodul |
28.000 ksi |
28.000 ksi |
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Elektrischer spezifischer Widerstand |
0,72 x 10-⁶ Ω-m |
0,72 x 10-⁶ Ω-m |
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Wärmeleitfähigkeit |
112 BTU-in/hr-ft²-°F |
112 BTU-in/hr-ft²-°F |
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Schermodus |
11.200 ksi |
11.200 ksi |
Austenitisches Gefüge und seine Auswirkungen
Die nichtrostenden Stahlsorten bieten nichtmagnetische Eigenschaften sowie Umformbarkeit und tragen zur austenitischen Struktur bei. Ihre austenitische Struktur hilft bei der Herstellung spezifischer Anwendungen, bei denen hohe Zähigkeit und Haltbarkeit erforderlich sind.
Es ermöglicht dem Material, seine Festigkeit bei hohen Temperaturen beizubehalten. Dies kommt bei der Herstellung von Produkten für die Automobil- und Luftfahrtindustrie zum Tragen. Außerdem kann diese austenitische Struktur in der Umwelt verwendet werden, um hohe mechanische Belastungen zu bewältigen.
Vergleich der Stärken
Da die Sorte 303 Selen oder Schwefel enthält, weist sie eine etwas höhere Streckgrenze und Zugfestigkeit auf als die Sorte 304. Bei der Auswahl der geeigneten Sorte zwischen 303 und 304 müssen jedoch auch andere Faktoren wie Zähigkeit und Duktilität berücksichtigt werden.
Die Auswahl der Sorten hängt von den spezifischen Anforderungen der Anwendungen ab. Dazu können mechanische Beanspruchungen, die Einwirkung korrosiver Elemente und die Notwendigkeit der Bearbeitbarkeit oder Schweißbarkeit gehören.
Wärmebehandlung und Umformbarkeit
Lösung Behandlung
Die Lösungsbehandlung ist das Verfahren, das das Korngefüge und die allgemeine Verformbarkeit der Sorten 303 und 304 verbessert. Bei diesem Verfahren werden die Legierungen auf eine hohe Temperatur erhitzt und dann schnell abgekühlt. Dadurch werden die mechanischen Eigenschaften und die Leistung des Materials verbessert.
Darüber hinaus trägt dieses Verfahren dazu bei, Ausscheidungen aufzulösen, die sich während des Prozesses gebildet haben, um ein einheitliches Gefüge zu gewährleisten. Es trägt dazu bei, die Duktilität und Zähigkeit der Legierungen zu verbessern, so dass sie sich leichter formen und gestalten lassen.
Unterschiede in der Schweißbarkeit
Das Vorhandensein von Schwefel oder Selen in der Sorte 303 kann während des Schweißvorgangs zu Heißrissen führen. Umgekehrt ist die Sorte 304 besser schweißbar und eignet sich daher für Anwendungen, bei denen umfangreiche Schweißarbeiten erforderlich sind.
Berücksichtigen Sie diesen Unterschiedsfaktor bei der Wahl der gewünschten Güteklasse für Ihr Projekt. Der Bau von Rohrleitungen, Tanks und anderen Konstruktionen, bei denen Schweißarbeiten erforderlich sind, eignet sich für die Güteklasse 304. Ihre Fähigkeit, starke, dauerhafte Schweißnähte zu liefern, kann verschiedenen Belastungen standhalten.
Kosten für Edelstahl 303 im Vergleich zu Edelstahl 304
Die Kosten sind ein wichtiger Aspekt bei der Wahl zwischen den Sorten 303 und 304 für Ihr Projekt. Die Hauptkomponenten dieser Qualitäten sind die Marktpreise für Chrom und Nickel. Diese schwanken je nach Angebot und Nachfrage, geopolitischen Ereignissen und Bergbauaktivitäten. Diese Schwankungen wirken sich auf die Gesamtpreise für nichtrostenden Stahl auf dem Markt aus.
- Marktpreisschwankungen
- Sorte 303 - in der Regel kostengünstiger
- Sorte 304 - etwas höhere Kosten
Marktpreisschwankungen
Nickel and chromium costs can differ due to various aspects and can be influenced by mining output, global demand, and political stability. Their prices fluctuate because of the manufacturer’s demand and supply, leading to price swings and affecting the cost of stainless steel.
Sorte 303 - in der Regel kostengünstiger
Der niedrigere Nickelgehalt und die schnellere Bearbeitbarkeit der Sorte 303 machen sie preiswerter als die Sorte 304. Seine Eigenschaften verringern die Produktionszeit und die Arbeitskosten, und der Zusatz von Schwefel oder Selen verbessert seine Bearbeitbarkeit. Dies führt zu schnelleren Produktionsprozessen und niedrigeren Herstellungskosten.
Sorte 304 - etwas höhere Kosten
The higher nickel content and excellent resistance to corrosion presence in grade 3034 make it slightly more expensive than grade 303. Meanwhile, the lower maintenance requirement and the material’s durability can offset its higher cost. The lower maintenance requirements make grade 304 a cost-effective choice across various industries.
Gemeinsame Anwendungen von ss 303 vs 304
Die Verwendungszwecke von rostfreiem Stahl 303 und 304 sind oft ähnlich. Insbesondere 303 und 304 werden häufig in verschiedenen Anwendungen eingesetzt. Im Folgenden werden die spezifischen Gründe für ihre Verwendung hervorgehoben.
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Industrie |
Edelstahl 303 Anwendungen |
Grund für die Verwendung |
Edelstahl 304 Anwendungen |
Grund für die Verwendung |
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Ausrüstung für die Lebensmittelzubereitung |
Fördersysteme, Tabletts, Wagen und Kühlaggregate |
Leicht zu reinigen |
Tanks, Rohre und Behälter |
Korrosionsbeständigkeit, leicht zu reinigen |
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Luftfahrzeug |
Wellen, Zahnräder und Flugzeugarmaturen |
Nicht fressende und nicht abblätternde Eigenschaften, hohe Bearbeitbarkeit |
Luftfahrzeugstrukturen, Triebwerke |
Hervorragende Korrosionsbeständigkeit, thermische Stabilität und ausgezeichnetes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht |
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Komponenten für die Befestigung |
Schrauben, Muttern und Bolzen |
Hohe Bearbeitbarkeit - einfache Herstellung komplizierter Formen |
Schrauben, Muttern und Bolzen |
Langlebigkeit und Korrosionsbeständigkeit |
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Elektronische Komponenten |
Abstandshalter, Klammern und Entlüftungselemente |
Nicht-magnetisch, hohe Zerspanbarkeit |
Abstandshalter, Klammern und Entlüftungselemente |
Nicht-magnetisch und wenig korrosionsbeständig |
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Industrielle Anwendungen und Maschinen |
Buchsen, Armaturen, Ventilgehäuse, Ventile, geschmiedete Wellen und Ventilgarnituren |
Hohe Bearbeitbarkeit - einfache Herstellung komplexer Formen mit präzisen Toleranzen und engen Passungen |
Tanks, Rohre, Armaturen und Ventilgehäuse |
Korrosionsbeständigkeit, Langlebigkeit |
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Haushaltsgeräte |
Gerätebeschläge, Schrauben und Bolzen |
Hohe Zerspanbarkeit |
Kühlschränke, Küchenspülen und Geschirrspülmaschinen |
Langlebigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Ästhetik |
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Automobilindustrie |
Wellen, Armaturen und Zahnräder |
Gute Bearbeitbarkeit, einfache Verarbeitung |
Auspuffanlagen, Verkleidungen und Kühlergrills |
Korrosionsbeständigkeit, ästhetische Wirkung |
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Medizinische Ausrüstung |
Chirurgische Instrumente, Zahnimplantate |
Hohe Zerspanbarkeit, nicht magnetisch |
Chirurgische Instrumente, zahnärztliche Instrumente und Implantate |
Biokompatibilität, Korrosionsbeständigkeit und Hochtemperatur-Reinigungsverfahren |
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Ausrüstung für die chemische Verarbeitung |
Ventilkörper, Armaturen und Buchsen |
Gute Bearbeitbarkeit, einfache Verarbeitung |
Reaktoren, Tanks und Rohrleitungen |
Korrosionsbeständigkeit widersteht einer Reihe von Chemikalien |
Korrosionsbeständigkeit
Nichtrostender Stahl ist der am besten bewertete Werkstoff, der in einer Vielzahl von Bearbeitungsanwendungen eingesetzt wird. Daher ist die Wahl des perfekten Werkstoffs von entscheidender Bedeutung, um das gewünschte Ergebnis bei den Teilen zu erzielen. Neben ihren vorteilhaften mechanischen und chemischen Eigenschaften besitzen nichtrostende Stahlsorten unterschiedliche Korrosionsbeständigkeiten.
- Lochfraßbeständigkeit und die Rolle des Chroms
- Vergleich der Langlebigkeit in verschiedenen Umgebungen
Lochfraßbeständigkeit und die Rolle des Chroms
Alle austenitischen nichtrostenden Stähle weisen eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit auf; Lochfraßkorrosion tritt auf, wenn das Material einer chloridhaltigen Umgebung ausgesetzt ist. Beide Sorten enthalten einen hohen Anteil an Chrom, der diese Art von Korrosion verhindern kann. Einige Varianten der Sorte 304 bieten jedoch aufgrund ihres höheren Chromgehalts einen Vorteil bei der Beständigkeit gegen Lochfraßkorrosion.
Vergleich der Langlebigkeit in verschiedenen Umgebungen
Alle atmosphärischen Quellen, Sterilisatoren, organische Chemikalien und Farbstoffe können Typ 303 nicht korrodieren lassen. Sie widerstehen Halogensäure schlecht, Schwefelsäure etwas und Salpetersäure gut.
Um eine maximale Korrosionsbeständigkeit zu erreichen, sollten alle aus der Güteklasse 303 hergestellten Bauteile gereinigt werden. Sie sollten passiviert werden, nachdem CNC-Bearbeitung zum Entfernen von Fett, Öl, Fingerabdrücken und anderen Fremdkörpern, wie z. B. Eisenresten, von den Werkzeugen.
Schlussfolgerung:
Trotz ähnlicher Eigenschaften weisen die Edelstahlsorten 303 und 304 deutliche Unterschiede auf. Dies stellt eine Herausforderung bei der Auswahl des geeigneten Materials für bestimmte Anwendungen dar. Aufgrund der besseren Bearbeitbarkeit der Sorten ist 303 ideal für Teile, die eine detaillierte Bearbeitung erfordern. Außerdem leidet die Korrosionsbeständigkeit bei dieser Sorte aufgrund des höheren Schwefelgehalts.
Die Edelstahlsorte 304 bietet dagegen eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit und eignet sich für eine größere Bandbreite von Anwendungen. Das macht ihn zu einer vielseitigeren Option für Umgebungen, in denen Korrosion ein Problem darstellt.
Die Auswahl der Sorten hängt von den Anforderungen eines Projekts ab, wobei Faktoren wie Umwelteinflüsse, Bearbeitungsanforderungen und Kosteneffizienz berücksichtigt werden. Ein gründliches Verständnis dieser Sorten hilft dem Hersteller, das gewünschte Ergebnis zu erzielen und die einzigartigen Eigenschaften der Sorten zu nutzen.