Edelstahlverarbeitung

Edelstahlverarbeitung

Novelty Structures ist ein erfahrener Verarbeiter von Edelstahl mit seinen außergewöhnlichen Fertigungskapazitäten & Hochwertige Auftragsfertigungslösungen.

Inhalt

Warum Edelstahl wichtig ist

  • Korrosionsbeständigkeit: Edelstahl widersteht Rost und Korrosion und ist daher langlebig in feuchten und rauen Umgebungen.

  • Festigkeit und Haltbarkeit: Er ist robust und kann schwere Lasten, extreme Temperaturen und Abnutzung aushalten.

  • Hygiene: Seine glatte, leicht zu reinigende Oberfläche macht ihn ideal für Anwendungen in der Lebensmittelindustrie, Medizin und Reinräumen.

  • Ästhetische Wirkung: Edelstahl hat ein elegantes, modernes Aussehen, das im Design und in der Architektur sehr beliebt ist.

  • Geringer Wartungsaufwand: Er erfordert wenig Pflege und bleibt über lange Zeit funktional und ansprechend.

  • Recyclingfähigkeit: Er ist umweltfreundlich und zu 100 % recycelbar, ohne an Qualität zu verlieren.

  • Vielseitigkeit: Wird im Bauwesen, Gesundheitswesen, in der Energiebranche, im Automobilbereich und bei Alltagsprodukten wie Kochgeschirr verwendet.

Anwendungsbereiche von Edelstahl

Wasseraufbereitung und -versorgung
Entsalzungsanlagen und Wasserleitungen.<br> Behälter und Komponenten für Abwasser- und Kläranlagen.
Luft- und Raumfahrt sowie Verteidigung
Flugzeugkomponenten wie Treibstofftanks und Motorteile.<br>Militär- und Verteidigungsausrüstung mit hoher Beständigkeit.
Konsumgüter
Haushaltsgeräte wie Kühlschränke, Geschirrspüler und Waschmaschinen.<br>Schmuck, Uhren und persönliche Accessoires.<br>
Chemie- und Petrochemieindustrie
Chemikalienbeständige Lagertanks, Ventile und Rohrleitungen.<br>Reaktoren und Verarbeitungsanlagen für korrosive Umgebungen.
Energie- und Stromerzeugung
Bauteile in Windkraftanlagen, Kernreaktoren und Solarpaneelen.<br>Öl- und Gasleitungen sowie Offshore-Plattformen.<br>Wärmetauscher und Kessel.
Medizin und Gesundheitswesen
Chirurgische Instrumente und medizinische Implantate.<br>Krankenhausmöbel und -ausstattung (Betten, Wagen und Sterilisatoren).<br>Hygienische Oberflächen in Laboren und pharmazeutischen Einrichtungen.
Bauwesen und Architektur
Dächer, Fassadenverkleidungen und Handläufe.<br>Dekorative Elemente und moderne Innenräume.
Lebensmittel- und Getränkeindustrie
Lebensmittelverarbeitungsanlagen (Mischer, Tanks und Rohre).<br>Küchengeräte, Besteck und Kochgeschirr.<br>Ausrüstung für Brauereien und Molkereien.
Bearbeitung von Edelstahl
Edelstahlschweißen
Edelstahltanks
Edelstahl für Wasserausrüstung

Fertigungsprozesse

Edelstähle, insbesondere austenitische Güten, können mit Standardverfahren bearbeitet werden. Sie können

  • gefaltet
  • gebogen
  • kalt- und warmgeschmiedet
  • tiefgezogen
  • gesponnen
  • rollgeformt werden.

Obwohl sie aufgrund ihrer hohen Festigkeit und Verfestigungsrate mehr Kraft als Kohlenstoffstähle erfordern, sind sie sehr duktil.

Austenitische Edelstähle lassen sich stark kalt umformen, was sie für zahlreiche Anwendungen geeignet macht.

  • Kaltverfestigung
    • Austenitische Edelstähle können nur durch Kaltverfestigung gehärtet werden.
    • Martensitische Edelstähle lassen sich durch Abschrecken und Anlassen härten, ähnlich wie Kohlenstoffstähle.
    • Ferritische Edelstähle härten ausschließlich durch Kaltumformung, allerdings mit geringerer Verfestigungsrate als austenitische Güten.
  • Eigenschaften bei Kaltumformung
    • Austenitische Güten wie 301, 302 und 304 erreichen durch Kaltziehen hohe Zugfestigkeiten.
    • Bei größeren Querschnitten wird die Nutzung dieser Zugfestigkeit durch Oberflächenverhärtung erschwert.
    • Höhere Kaltverfestigungsraten bei austenitischen Güten führen zu höherer magnetischer Permeabilität.
    • Ferritische und martensitische Legierungen haben eingeschränkte Kaltumformungseigenschaften, wobei martensitische Güten üblicherweise wärmebehandelt werden.
  • Einfluss der Temperatur
    • Die Kaltverfestigung nimmt bei höheren Temperaturen ab, was zu geringerer Festigkeit und erhöhter Duktilität führt.
    • Diese Eigenschaft wird in Anwendungen wie Tiefziehen und Warmstauchen genutzt.
  • Umformgeschwindigkeit
    • Bei Edelstählen ist stärkere Verformung bei langsameren Umformgeschwindigkeiten möglich – im Gegensatz zu Kohlenstoffstählen.
    • Die Verarbeitung von Edelstahl erfolgt generell langsamer als die von Kohlenstoffstahl, weshalb bei schwierigen Umformungen eine langsamere Bearbeitung ratsam ist.

Das Schweißen und Verbinden von Edelstahl erfordert ein Verständnis sowohl des Schweißverfahrens als auch der Reaktion des Stahls auf Hitze und mechanische Beanspruchung. Die Schweißnaht muss nicht nur strukturell stabil sein, sondern auch wesentliche Eigenschaften wie Festigkeit, Zähigkeit und Korrosionsbeständigkeit beibehalten.

Ein Hauptanliegen beim Schweißen von Edelstahl, im Gegensatz zu Kohlenstoffstahl, ist der Schutz des Chromgehalts vor Oxidation, um sicherzustellen, dass er wirksam gegen Korrosion bleibt und keine Oxide bildet, die die Schweißnaht schwächen könnten.

Edelstahl wird in verschiedenen Branchen und mit unterschiedlichen Verfahren je nach Anforderung geschweißt. Die gebräuchlichsten Verfahren zum Schweißen von Edelstahl sind WIG- und MIG-Schweißen.

WIG-Schweißen (Wolfram-Inertgas-Schweißen)

Das WIG-Schweißverfahren ist eine der am häufigsten angewandten Methoden zum Schweißen von Edelstahl; es bietet hohe Qualität, Vielseitigkeit und Langlebigkeit.

WIG-Schweißen hat eine geringe Wärmeeinbringung und eignet sich daher für dünne Materialien. Es verwendet eine Wolframelektrode und eine Schutzgasumgebung aus Argon, die mit anderen Gasen wie Helium, Wasserstoff oder Stickstoff gemischt werden kann.

MIG-Schweißen (Metall-Inertgas-Schweißen)

MIG-Schweißen ist ein halbautomatisches Verfahren, das eine starke Verbindung der Edelstahlkomponenten ermöglicht. Dabei wird ein argonreiches Schutzgas zusammen mit einer Drahtelektrode verwendet. Ein Vorteil des MIG-Schweißens ist die Möglichkeit des gepulsten Stroms, wodurch sich auch komplexe Edelstahlprojekte gut schweißen lassen.

Wichtige Überlegungen beim Schweißen von Edelstahl

  • Edelstahl weist im Vergleich zu Kohlenstoffstahl eine wesentlich langsamere Wärmeeinbringung auf und ist stärker gefährdet durch Verzug, Durchbrennen und Oxidation.
  • Eine saubere Einrichtung ist entscheidend, um Eisenverunreinigungen zu vermeiden.
  • Die Auswahl des Zusatzwerkstoffs ist nicht einfach, da er zur Güte des Grundmaterials passen muss.
  • Die verschiedenen Edelstahlsorten erfordern jeweils eigene Schweißtechniken. Austenitische, martensitische und ferritische Stähle haben spezifische Anforderungen und benötigen spezielle Fähigkeiten oder Temperaturkontrollen.

Auswahl der Schweißmethode

Die geeignete Schweißmethode für Edelstahl hängt von der Materialdicke, dem gewünschten Finish, der Komplexität der Aufgabe und den Kosten ab.

Bei dünnem Material wird meist WIG für Präzisionsarbeiten verwendet, während MIG für alle Materialstärken geeignet ist.

Edelstähle werden selten im warmgewalzten oder geschmiedeten Zustand eingesetzt. Ein Glühen oder andere Formen der Wärmebehandlung sind wünschenswert, um die volle Korrosionsbeständigkeit und die mechanischen Eigenschaften der Stähle zu erzielen. Standard-Wärmebehandlungsanlagen können in der Regel verwendet werden.

Die 4xx-Serie der ferritischen und martensitischen Edelstähle wird durch Erhitzen über die kritische Temperatur und anschließendes langsames Abkühlen unter diese Temperatur geglüht, um eine minimale Härte und maximale Duktilität zu erreichen. Diese Stähle können auch durch eine isotherme Wärmebehandlung unterhalb der kritischen Temperatur geglüht werden.

Einige Stähle der 4xx-Serie können durch Erhitzen über die kritische Temperatur und schnelles Abkühlen gehärtet werden. Dieser Härtungsvorgang wird in der Regel durch ein Anlassen oder Spannungsarmglühen ergänzt.

Die 2xx- und 3xx-Serien der austenitischen Edelstähle werden geglüht, indem sie auf eine ausreichend hohe Temperatur erhitzt werden, um die Karbide in Lösung zu bringen, und anschließend schnell abgekühlt, um die Karbide in Lösung zu halten. Bei austenitischen Typen kann das Halten im Temperaturbereich von 425 bis 900 °C zur Ausscheidung von Chromkarbiden als separate Phase an den Korngrenzen führen. Diese Karbidausscheidung geht mit einem erheblichen Verlust an Korrosionsbeständigkeit in bestimmten korrosiven Medien einher.

Wärmebehandlung

Wärmebehandlung

Die Edelstahlverarbeitung umfasst verschiedene mechanische und chemische Nachbehandlungsprozesse zur Verbesserung sowohl der Optik als auch der Funktionalität des Materials. Diese Oberflächenveredelungen lassen sich grob in mechanische und chemische Behandlungen unterteilen.

Mechanische Oberflächenbehandlungen

Mechanische Oberflächenbehandlungen verändern die Edelstahloberfläche physikalisch, um bestimmte Texturen und Erscheinungsbilder zu erzielen. Einige gängige mechanische Verfahren sind:

  • Schleifen: Bei diesem Verfahren werden Schleifscheiben verwendet, um Oberflächenfehler zu entfernen, was zu einer glatteren Oberfläche führt.
  • Polieren: Feinere Schleifmittel werden schrittweise eingesetzt, um eine glatte, reflektierende Oberfläche zu erzielen. Diese Methode ist entscheidend für spiegelähnliche Oberflächen.
  • Bürsten: Drahtbürsten oder Schleifbänder erzeugen ein seidenmattes Finish in eine Richtung, das beliebt ist, um Fingerabdrücke und kleine Kratzer auf Haushaltsgeräten zu verbergen.

Chemische Oberflächenbehandlungen

Chemische Behandlungen verändern die Oberfläche von Edelstahl durch chemische Reaktionen. Diese Verfahren umfassen:

  • Beizen: Edelstahl wird in eine Säurelösung getaucht, um Zunder, Rost und andere Oberflächenverunreinigungen zu entfernen. Dies schafft eine saubere Grundlage für weitere Veredelungen.
  • Passivierung: Eine dünne Säureschicht entfernt freies Eisen von der Oberfläche und verbessert die Korrosionsbeständigkeit. Dies erfolgt häufig nach dem Polieren oder Schleifen.
  • Elektropolieren: Dabei wird der Edelstahl in ein Elektrolytbad getaucht, wo er als Anode dient; eine Metallschicht wird entfernt und die Oberfläche geglättet. Dies führt zu einer gleichmäßigen, hochreflektierenden und glatten Oberfläche.

Sowohl mechanische als auch chemische Oberflächenbehandlungen spielen eine entscheidende Rolle bei der Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit, Reinigungsfreundlichkeit und Lebensdauer von Edelstahlkonstruktionen.

Die Wahl der Oberflächenbehandlung hängt von den jeweiligen Anwendungsanforderungen ab und berücksichtigt Aspekte wie Ästhetik, Funktionalität und Umwelteinflüsse.

Mechanische Oberflächenbearbeitung von Edelstahl

Mechanische Oberflächenbearbeitung von Edelstahl

Herstellung verschiedener Edelstahlsorten

Güte 304 (L) UNS NO : S30400 (S30403) Euronorm : 1.4301 ( 1.4307)

Güte 304 ist der am häufigsten verwendete austenitische Chrom-Nickel-Edelstahl. Seine Korrosionsbeständigkeit ist etwas höher als die von Typ 302. Im geglühten Zustand ist er im Wesentlichen unmagnetisch, kann aber durch Kaltverformung leicht magnetisch werden. Die Legierung lässt sich hervorragend bearbeiten und schweißen.

Diese Legierung eignet sich für eine Vielzahl von Anwendungen.Sie widersteht Korrosion in architektonischen Anwendungen.Sie ist beständig gegenüber Lebensmittelverarbeitungsumgebungen, außer bei hohen Temperaturen in Verbindung mit hohen Säure- oder Chloridwerten.Sie ist beständig gegenüber organischen und zahlreichen anorganischen Chemikalien.

Typ 304H ist eine Modifikation von Typ 304, bei der der Kohlenstoffgehalt auf 0,04 bis 0,10 begrenzt ist, um die Hochtemperaturfestigkeit von Bauteilen über 425°C zu verbessern.

Korrosionsbeständigkeit der Güte 304
  • 304 besitzt eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit in verschiedenen Umgebungen und bei Kontakt mit unterschiedlichen korrosiven Medien.
  • Loch- und Spaltkorrosion können in chloridhaltigen Umgebungen auftreten.
  • Spannungskorrosionsrisse können bei Temperaturen über 60°C auftreten.
Hitzebeständigkeit der Güte 304
  • 304 weist eine gute Oxidationsbeständigkeit bei intermittierendem Einsatz bis 870°C und bei Dauerbetrieb bis 925°C auf.
  • Für den dauerhaften Einsatz bei 425–860°C wird 304L empfohlen, da es eine hohe Beständigkeit gegen Karbidausscheidung aufweist.
  • Wenn bei Temperaturen über 500°C bis 800°C eine hohe Festigkeit erforderlich ist, wird Güte 304H empfohlen. Dieses Material behält seine Beständigkeit gegen wässrige Korrosion bei.
Fertigung
  • Die Bearbeitung aller Edelstähle sollte ausschließlich mit Werkzeugen erfolgen, die speziell für Edelstahl vorgesehen sind.
  • Werkzeuge und Arbeitsflächen müssen vor der Verwendung gründlich gereinigt werden.
  • Diese Vorsichtsmaßnahmen sind notwendig, um Kreuzkontaminationen durch leicht korrodierende Metalle zu vermeiden, die die Oberfläche des gefertigten Produkts verfärben könnten.
Machinability
  • 304 weist eine gute Zerspanbarkeit auf.
  • Während der Bearbeitung müssen die Schneiden scharf gehalten werden. Stumpfe Schneiden verursachen übermäßige Kaltverfestigung.
  • Schnitte sollten leicht, aber tief genug sein, um eine Kaltverfestigung durch Aufliegen auf der Materialoberfläche zu vermeiden.
  • Spanbrecher sollten eingesetzt werden, um sicherzustellen, dass die Späne von der Arbeitsfläche entfernt bleiben.
  • Die geringe Wärmeleitfähigkeit austenitischer Legierungen führt dazu, dass sich die Hitze an den Schneiden konzentriert. Daher sind Kühl- und Schmiermittel erforderlich und müssen in großen Mengen verwendet werden.
Schweißen
  • Die Schweißleistung beim Schmelzschweißen von Edelstahl Typ 304 ist sowohl mit als auch ohne Zusatzwerkstoffe ausgezeichnet.
  • Empfohlene Schweißdrähte und Elektroden für Edelstahl 304 sind Edelstahl der Güte 308.
  • Für 304L wird der Zusatzwerkstoff 308L empfohlen.
  • Schwere Schweißverbindungen können eine nachträgliche Wärmebehandlung erfordern.
Güte 303 UNS NO : S30300 Euronorm : 1.4305

Die Güte 303 gilt als die am leichtesten zerspanbare unter allen austenitischen Edelstahlsorten, was auf den Schwefelanteil in ihrer Zusammensetzung zurückzuführen ist.Obwohl Schwefel die Zerspanbarkeit verbessert, verringert er gleichzeitig die Korrosionsbeständigkeit und reduziert geringfügig die Zähigkeit. Im Vergleich zur Güte 304 ist die Korrosionsbeständigkeit von Typ 303 geringer. Ihre Zähigkeit bleibt jedoch hoch, ähnlich wie bei anderen austenitischen Güten.

Korrosionsbeständigkeit

Die Zugabe von Schwefel in der Legierung bildet Ansatzpunkte für Lochkorrosion. Dies verringert folglich die Korrosionsbeständigkeit von Edelstahl 303 im Vergleich zu 304. Nichtsdestotrotz bleibt die Korrosionsbeständigkeit in milden Umgebungen zufriedenstellend.

In chloridhaltigen Umgebungen über 60°C ist Edelstahl 303 anfällig für Loch- und Spaltkorrosion. Daher ist er für Anwendungen in maritimen Umgebungen ungeeignet.

Hitzebeständigkeit

Edelstahl 303 zeigt eine gute Oxidationsbeständigkeit bei intermittierenden Temperaturen bis 760°C. Außerdem behält er bei kontinuierlichem Einsatz bis 870°C eine gute Oxidationsbeständigkeit. Eine kontinuierliche Verwendung im Bereich von 425–860°C wird jedoch nicht empfohlen, da Edelstahl 303 anfällig für Karbidausscheidung ist.

Fertigung
  • Die Bearbeitung aller Edelstähle sollte ausschließlich mit Werkzeugen erfolgen, die speziell für Edelstahl vorgesehen sind.
  • Werkzeuge und Arbeitsflächen müssen vor der Verwendung gründlich gereinigt werden.
  • Diese Vorsichtsmaßnahmen sind notwendig, um Kreuzkontaminationen durch leicht korrodierende Metalle zu vermeiden, die die Oberfläche des gefertigten Produkts verfärben könnten.
Schweißen

Der Schwefelgehalt in Edelstahl 303 führt zu einer schlechten Schweißbarkeit. Wenn Schweißen erforderlich ist, wird empfohlen, Schweißzusätze oder Elektroden der Güten 308L und 309 zu verwenden. Um eine optimale Korrosionsbeständigkeit zu gewährleisten, sollten die Schweißnähte geglüht werden.

Güte 316 UNS NO : S31600 Euronorm : 1.4401

Die Güte 316 nimmt nach 304 den zweiten Platz hinsichtlich der kommerziellen Bedeutung unter den austenitischen Güten ein.

Die Zugabe von Molybdän in Edelstahl 316 verbessert seine Korrosionsbeständigkeit, insbesondere gegen Loch- und Spaltkorrosion in chloridhaltigen Umgebungen.

316L, die kohlenstoffarme Variante von Edelstahl 316, ist widerstandsfähig gegenüber Sensibilisierung durch Karbidausscheidung an Korngrenzen und eignet sich daher für dickwandige geschweißte Bauteile über 6 mm.

Für Anwendungen bei hohen Temperaturen wird empfohlen, entweder die hochkohlenstoffhaltige Variante 316H oder die stabilisierte Güte 316Ti zu verwenden.

Die austenitische Struktur von Edelstahl 316 gewährleistet eine hervorragende Zähigkeit, selbst bei extrem niedrigen Temperaturen.

Edelstahl der Güte 316Ti enthält einen kleinen Anteil Titan, typischerweise etwa 0,5 %. Titanium atoms serve to stabilize the structure of 316 at temperatures exceeding 800°C, thereby preventing carbide precipitation along grain boundaries and safeguarding the metal against corrosion.
Titanatome stabilisieren die Struktur von 316 bei Temperaturen über 800°C und verhindern so Karbidausscheidungen an den Korngrenzen, was den Korrosionsschutz erhöht.

Der Hauptvorteil von 316Ti liegt in seiner Fähigkeit, höheren Temperaturen über längere Zeiträume standzuhalten, ohne Sensibilisierung (Ausscheidung) zu erfahren.Darüber hinaus behält 316Ti physikalische und mechanische Eigenschaften bei, die denen von Standard-316-Güten entsprechen.

Korrosionsbeständigkeit

Edelstahl der Güte 316 zeigt eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit gegenüber verschiedenen korrosiven Umgebungen und Substanzen. Obwohl oft als „maritimer Edelstahl“ bezeichnet, ist er nicht beständig gegen warmes Meerwasser. Der Kontakt mit warmen, chloridhaltigen Umgebungen kann bei Güte 316 zu Loch- und Spaltkorrosion führen. Zudem ist Güte 316 bei Temperaturen über etwa 60°C anfällig für Spannungsrisskorrosion.

Hitzebeständigkeit

Güte 316 zeigt eine gute Oxidationsbeständigkeit bei intermittierendem Einsatz bis 870°C und kontinuierlichem Einsatz bis 925°C. Dennoch wird eine langfristige Nutzung im Bereich von 425–860°C nicht empfohlen, insbesondere wenn Korrosionsbeständigkeit in Wasser erforderlich ist. In solchen Fällen wird Güte 316L bevorzugt, da sie widerstandsfähig gegen Karbidausscheidung ist.

Für Anwendungen, die eine hohe Festigkeit bei Temperaturen über 500°C erfordern, wird Güte 316H empfohlen.

Fertigung
  • Die Bearbeitung aller Edelstähle sollte ausschließlich mit Werkzeugen erfolgen, die speziell für Edelstahl vorgesehen sind.
  • Werkzeuge und Arbeitsflächen müssen vor der Verwendung gründlich gereinigt werden.
  • Diese Vorsichtsmaßnahmen sind notwendig, um Kreuzkontaminationen durch leicht korrodierende Metalle zu vermeiden, die die Oberfläche des gefertigten Produkts verfärben könnten.
Schweißen

Die Schweißeigenschaften von Edelstahl 316 beim Schmelzschweißen sind hervorragend, sowohl mit als auch ohne Zusatzwerkstoffe. Empfohlene Schweißdrähte und Elektroden für 316 und 316L entsprechen dem Grundmaterial, also 316 bzw. 316L. In manchen Fällen kann bei stark geschweißten Bereichen ein nachträgliches Glühen erforderlich sein. Die Güte 316Ti kann als Alternative zu 316 für stark beanspruchte Schweißverbindungen dienen.

Die Autogenschweißung hat sich jedoch beim Verbinden von Edelstahl 316 nicht als wirksam erwiesen.

Güte 321 UNS NO : S32100 Euronorm : 1.4541

Edelstahl 321 ist eine stabilisierte Variante von Edelstahl 304.Er kombiniert eine 18/8-Legierung aus Chrom und Nickel mit Titan, um interkristalliner Korrosion nach Wärmebehandlung vorzubeugen. Diese Legierung ist für Temperaturen von 425 bis 815°C ausgelegt und weist hohe Festigkeit und Widerstandsfähigkeit gegenüber verschiedenen Korrosionsarten, einschließlich wässriger Umgebungen, auf.

Typ 321 wird häufig bei stark beanspruchten Schweißkonstruktionen und dynamischen Umgebungen mit Schwankungen eingesetzt.

Allerdings schränkt der Zusatz von Titan bestimmte Fertigungsverfahren ein, da das Metall für bestimmte Schweißtechniken nicht aufschmelzbar ist. Trotz dieses Nachteils bietet Edelstahl 321 eine hervorragende Umformbarkeit, macht ein nachträgliches Glühen überflüssig und bewahrt seine Zähigkeit über einen großen Temperaturbereich.

Die Legierung behält ihre Festigkeit selbst bei kryogenen Temperaturen und wird häufig gegenüber Typ 304 bevorzugt, da sie eine bessere Kriech- und Bruchfestigkeit bietet. Beide Legierungen können jedoch anfällig für Spannungsrisskorrosion sein.

Korrosionsbeständigkeit

Edelstahl 321 (1.4541) zeigt unter normalen Temperaturen eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit, ist jedoch in erster Linie für den Hochtemperatureinsatz konzipiert. Der hohe Titananteil – mindestens das Fünffache des Kohlenstoffgehalts (max. 0,7 %) – verleiht der Güte 321 außergewöhnliche Kriechfestigkeit, Widerstand gegen Chromkarbidausscheidung und eine hohe Beständigkeit gegen Oxidation und interkristalline Korrosion bis zu 850°C bei trockener Luft. Der Kontakt mit anderen korrosiven Substanzen wie Wasser und Schwefelverbindungen in heißen Atmosphären kann die maximale Einsatztemperatur jedoch erheblich senken.

Die Gesamteigenschaften dieses Materials machen es zu einer hervorragenden und relativ kostengünstigen Wahl für zahlreiche Anwendungen. Dennoch ist es in warmen chloridhaltigen Umgebungen anfällig für Loch- und Spaltkorrosion sowie für Spannungsrisskorrosion bei Temperaturen über ca. 60°C. Es gilt allgemein als beständig gegenüber Trinkwasser mit einem Chloridgehalt von bis zu etwa 200 mg/L bei Raumtemperatur, abfallend auf etwa 150 mg/L bei 60°C.

Hitzebeständigkeit

Diese Güten weisen eine hervorragende Oxidationsbeständigkeit auf, mit unterbrochenem Einsatz bis 900°C und kontinuierlichem Einsatz bis 925°C. Sie zeigen sehr gute Leistung im Bereich von 425–900°C, insbesondere bei nachfolgenden wässrigen Korrosionsbedingungen.

321H, gekennzeichnet durch höhere Warmfestigkeit, eignet sich besonders gut für strukturmechanische Anwendungen bei hohen Temperaturen.

Fertigung
  • Die Bearbeitung aller Edelstähle sollte ausschließlich mit Werkzeugen erfolgen, die speziell für Edelstahl vorgesehen sind.
  • Werkzeuge und Arbeitsflächen müssen vor der Verwendung gründlich gereinigt werden.
  • Diese Vorsichtsmaßnahmen sind notwendig, um Kreuzkontaminationen durch leicht korrodierende Metalle zu vermeiden, die die Oberfläche des gefertigten Produkts verfärben könnten.
Schweißen

Edelstahl 321 zeigt eine hervorragende Schweißbarkeit mit allen gängigen Schmelzschweißverfahren, sowohl mit als auch ohne Zusatzwerkstoffe. Die Norm AS 1554.6 qualifiziert das Schweißen von 321 und 347 im Voraus mit Stäben oder Elektroden der Güte 347. Außerdem ist eine Version von 347 mit hohem Siliziumgehalt ebenfalls für das Schweißen von 321 vorqualifiziert. Bemerkenswert ist, dass für diesen Prozess keine Wärmebehandlung nach dem Schweißen erforderlich ist.

Güte 310 UNS NO : S31000 Euronorm : 1.4845

Edelstahl der Güte 310 ist ein austenitischer Edelstahl, der für seine hervorragenden Hochtemperatureigenschaften sowie für seine gute Duktilität und Schweißbarkeit bekannt ist.Er wird häufig in Hochtemperaturanwendungen eingesetzt, da sein hoher Chrom- und Nickelgehalt ihm eine hohe Korrosionsbeständigkeit, außergewöhnliche Oxidationsbeständigkeit und überlegene Festigkeit selbst bei Temperaturen bis zu 1150°C verleiht. Sein hoher Chrom- und Nickelgehalt macht ihn in den meisten Umgebungen überlegen gegenüber den Edelstählen 304 und 309.

Korrosionsbeständigkeit

Edelstahl der Güte 310 bietet eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit, insbesondere durch seinen hohen Chromgehalt, der einen starken Schutz gegen wässrige Korrosion ermöglicht. Er weist bei normalen Temperaturen eine hervorragende Beständigkeit auf und behält auch in oxidierenden und aufkohlenden Atmosphären eine gute Widerstandsfähigkeit.

Hitzebeständigkeit

Edelstahl 310 zeigt eine gute Oxidationsbeständigkeit mit intermittierendem Einsatz in Luft bis 1040°C und kontinuierlichem Einsatz bis 1150°C. Er zeigt zudem eine gute Widerstandsfähigkeit gegenüber thermischer Ermüdung und zyklischer Erwärmung. Diese Legierung wird häufig in Umgebungen eingesetzt, in denen Schwefeldioxidgas bei hohen Temperaturen vorhanden ist.

Ein kontinuierlicher Einsatz im Bereich von 425–860°C wird jedoch nicht empfohlen, da es zu Karbidausscheidungen kommen kann – insbesondere, wenn anschließend Korrosionsbeständigkeit in wässriger Umgebung erforderlich ist. In der Regel wird Güte 310 ab Temperaturen von etwa 800 bis 900°C eingesetzt und übertrifft dabei die Leistung von 304H und 321 bei höheren Temperaturen.

Fertigung

Edelstahl der Güte 310 wird aufgrund seiner Eignung für hohe Temperaturen und korrosive Umgebungen häufig in der Wärmebehandlungs- und Prozessindustrie verwendet. Er wird häufig zu komplexen Strukturen verarbeitet und lässt sich leicht walzen, stanzen und ziehen.Es ist jedoch zu beachten, dass Güte 310 zur Kaltverfestigung neigt; daher sollten nach intensiven Umformvorgängen ein Glühprozess durchgeführt werden, um Spannungen abzubauen und die Duktilität wiederherzustellen.

Schweißen

Austenitischer Edelstahl ist allgemein für seine gute Schweißbarkeit bekannt. Er gilt im Allgemeinen als vergleichbar gut schweißbar wie die Edelstähle 304 und 304L. Besondere Aufmerksamkeit sollte jedoch dem höheren Wärmeausdehnungskoeffizienten gewidmet werden, um Verzug und Verformungen während des Schweißens zu vermeiden.

Güte 253 MA UNS NO : S31000 Euronorm : 1.4835

253MA ist eine Güte, die für ihre außergewöhnliche Leistung bei hohen Temperaturen bekannt ist und sich dennoch leicht verarbeiten lässt. Sie widersteht Oxidation bei Temperaturen bis zu 1150°C und übertrifft Güte 310 in Umgebungen mit Kohlenstoff, Stickstoff und Schwefel.

Ein Vorteil von 253MA ist ihr relativ niedriger Nickelgehalt, wodurch sie in reduzierenden schwefelhaltigen Atmosphären wirksamer ist als hochnickelhaltige Legierungen und Güte 310. Zudem tragen hohe Anteile an Silizium, Stickstoff und Cer zu Stabilität der Oxidschicht, hoher Temperaturfestigkeit und Widerstand gegen Sigma-Phasen-Ausscheidung bei.

Dank ihrer austenitischen Struktur weist diese Güte eine hervorragende Zähigkeit selbst bei kryogenen Temperaturen auf.

Korrosionsbeständigkeit

Obwohl nicht speziell für wässrige Korrosionsbeständigkeit konzipiert, verleiht der hohe Chrom- und Stickstoffgehalt der Güte 253MA eine Lochkorrosionsbeständigkeit, die mit Edelstahl 316 vergleichbar ist. Allerdings ist zu beachten, dass 253MA einen hohen Kohlenstoffgehalt aufweist und daher stark anfällig für Sensibilisierung durch Schweißen oder im Einsatz ist.

Hitzebeständigkeit

253MA zeigt eine hohe Festigkeit bei erhöhten Temperaturen und ist daher eine bevorzugte Wahl für strukturelle und drucktragende Anwendungen bei Temperaturen über ca. 500°C bis etwa 900°C. Seine Festigkeit bei diesen Temperaturen übertrifft Alternativen wie Güte 310.

Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass 253MA im Temperaturbereich von 425–860°C anfällig für Sensibilisierung ist. Dies ist bei Hochtemperaturanwendungen normalerweise unproblematisch, kann jedoch die Korrosionsbeständigkeit in wässrigen Medien beeinträchtigen.

Fertigung

Edelstahl 253MA lässt sich mit gängigen kommerziellen Verfahren problemlos verarbeiten. Im Vergleich zu Kohlenstoffstahl sind Edelstähle zäher und neigen zur Kaltverfestigung. However, this tendency can be minimized by employing positive feeds and slow speeds, along with ample cutting fluid during the fabrication process.

Schweißen

253MA zeigt eine ausgezeichnete Schweißbarkeit mit allen gängigen Schmelzschweißverfahren unter Verwendung passender Zusatzwerkstoffe. Die Norm AS 1554.6 qualifiziert das Schweißen von 253MA im Voraus mit Stäben oder Elektroden der Güte 22.12HT. Alternativ können Zusatzwerkstoffe der Güte 309 verwendet werden, wenn eine geringere Kriechfestigkeit akzeptabel ist. Es wird empfohlen, beim Schweißen reines Argon als Schutzgas zu verwenden.

Güte 904L UNS NO : N08904 Euronorm : 1.4539

 

Edelstahl der Güte 904L wird als nicht stabilisierter austenitischer Edelstahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt eingestuft.Dieser hochlegierte Edelstahl ist mit Kupfer angereichert, um seine Beständigkeit gegen starke Reduktionsmittel wie Schwefelsäure zu verbessern.Zudem ist er beständig gegen Spannungsrisskorrosion und Spaltkorrosion. Bemerkenswerterweise ist Güte 904L nicht magnetisch und bietet hervorragende Umformbarkeit, Zähigkeit und Schweißbarkeit.

Es ist jedoch zu beachten, dass Güte 904L hohe Anteile teurer Legierungselemente wie Molybdän und Nickel enthält.Daher wurden viele Anwendungen, bei denen früher Güte 904L eingesetzt wurde, auf kostengünstigeren Duplex-Edelstahl 2205 umgestellt.

Korrosionsbeständigkeit

Edelstähle der Güte 904L weisen eine hervorragende Beständigkeit gegen warmes Meerwasser und Chloridangriffe auf. Die außergewöhnliche Beständigkeit von Güte 904L gegenüber Spannungsrisskorrosion ist auf ihren hohen Nickelgehalt zurückzuführen.Darüber hinaus verbessert der Zusatz von Kupfer die Beständigkeit gegen Schwefelsäure und andere Reduktionsmittel, sowohl unter aggressiven als auch milden Bedingungen.

Die Korrosionsbeständigkeit der Güte 904L liegt zwischen den super-austenitischen Qualitäten mit 6 % Molybdän und den Standard-austenitischen Qualitäten 316L. Allerdings ist sie weniger beständig gegen Salpetersäure im Vergleich zu den Güten 304L und 310L, die kein Molybdän enthalten. Um maximale Beständigkeit gegen Spannungsrisskorrosion in kritischen Umgebungen zu erreichen, ist bei Güte 904L nach der Kaltverformung eine Lösungsglühung erforderlich.

Hitzebeständigkeit

Edelstähle der Güte 904L bieten eine gute Oxidationsbeständigkeit. Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass die strukturelle Stabilität dieser Güte bei erhöhten Temperaturen, insbesondere über 400°C, abnimmt.

Fertigung

Edelstähle der Güte 904L zeichnen sich durch hohe Reinheit und einen niedrigen Schwefelgehalt aus und eignen sich daher gut für die Bearbeitung mit Standardverfahren. Diese Qualitäten lassen sich unter Kaltbedingungen leicht auf einen kleinen Radius biegen. Eine anschließende Glühung ist in der Regel nicht erforderlich, sollte jedoch in Betracht gezogen werden, wenn die Fertigung unter Bedingungen mit starker Spannungsrisskorrosion erfolgt.

Schweißen

Das Schweißen von Edelstählen der Güte 904L kann mit allen gängigen Verfahren durchgeführt werden. Vor- und Nachwärmbehandlungen sind für diese Güte nicht erforderlich. Es ist jedoch zu beachten, dass Güte 904L in beengten Schweißverbindungen zu Heißrissen neigen kann. Zum Schweißen von 904L-Stählen werden in der Regel Elektroden und Stäbe der Güte 904L gemäß der Norm AS 1554.6 verwendet.

Duplex-Stähle

Duplex-Edelstähle sind hoch korrosionsbeständige und kaltverfestigende Legierungen. Sie enthalten typischerweise erhöhte Chromgehalte zwischen 18 % und 28 % sowie geringe bis mittlere Nickelgehalte zwischen 1,5 % und 8 %. Die bemerkenswerte Korrosionsbeständigkeit und die überlegenen mechanischen Eigenschaften von Duplex-Edelstählen beruhen auf ihrer chemischen Zusammensetzung und ihrer ausgewogenen Mikrostruktur, die etwa gleiche Volumenanteile von Ferrit und Austenit umfasst. Diese Duplex-Struktur verleiht den Duplex-Edelstählen Eigenschaften, die sowohl für austenitische als auch für ferritische Edelstähle typisch sind. Aufgrund ihrer Duplexstruktur sind Duplex-Edelstähle im Allgemeinen zäher als ferritische Edelstähle. In manchen Fällen kann die Festigkeit von Duplex-Edelstählen doppelt so hoch sein wie die von austenitischen Edelstählen.

Vorteile von Duplex-Stählen

  • Duplex-Edelstähle vereinen vorteilhafte Eigenschaften ferritischer und austenitischer Materialien wie erhöhte Festigkeit und ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit.

  • Die Festigkeit ist deutlich erhöht, etwa doppelt so hoch wie bei austenitischen Stählen.

  • Sie zeigen eine höhere Beständigkeit gegen Loch- und Spaltkorrosion.

  • Außergewöhnliche Beständigkeit gegen Spannungsrisskorrosion.

  • Zeigt gute Erosions- und Ermüdungsbeständigkeit.

  • Die Schweißbarkeit ist zufriedenstellend und wird durch verbesserte Wärmeleitung ergänzt.

  • Ihr erhöhter Gehalt an Chrom, Molybdän und Stickstoff sowie ihre Duplex-Struktur verleihen ihnen zahlreiche Vorteile gegenüber austenitischen Qualitäten der 300er-Serie.

Anwendungen von Duplex-Stählen

Druckbehälter, Reaktortanks und Wärmetauscher
Entsalzungsanlagen und Meerwassersysteme
Wassertransportleitungen
Rotoren, Laufräder und Wellen in Industrieanlagen
Zellstoff- und Papierindustrie
Absorptionstürme, FGD-Systeme zur Luftreinhaltung
Phosphorsäureproduktion
Biokraftstoffanlagen
Anwendungen in der Öl- und Gasindustrie

Herstellung von Duplex-Stählen

Die üblichen Verfahren zum Schneiden von austenitischen Edelstählen und Kohlenstoffstählen können im Allgemeinen auch auf Duplex-Edelstähle angewendet werden. Allerdings sind Parameteranpassungen erforderlich, um die unterschiedlichen mechanischen Eigenschaften und das thermische Verhalten von Duplex-Stählen zu berücksichtigen. Diese Anpassungen gewährleisten optimale Schneidergebnisse und Qualität bei der Bearbeitung.

  • Sägen: Das Schneiden von Duplex-Edelstählen erfordert Parameteranpassungen aufgrund ihrer hohen Festigkeit, Verfestigungsrate und fehlender Spanbrecher. Dazu gehören leistungsstarke Maschinen, grobzahnige Sägeblätter, langsame bis mittlere Schnittgeschwindigkeiten, hohe Vorschübe und reichlich Kühlmittel. Schnittgeschwindigkeit und Vorschub sollten ähnlich wie bei austenitischem Edelstahl sein.
  • Stanztätigkeit: Das Stanzen von Duplex-Edelstählen ist aufgrund ihrer hohen Festigkeit, schnellen Verfestigung und Reißfestigkeit schwierig. Es wird empfohlen, sie zu behandeln, als ob sie doppelt so dick wären wie austenitischer Edelstahl.
  • Laserschneiden: Duplex-Edelstähle können mit Standard-Laserschneidgeräten mit minimalen Anpassungen bearbeitet werden. Die höhere Wärmeleitfähigkeit und der geringe Schwefelgehalt können die optimalen Parameter leicht beeinflussen. Die Wärmeeinflusszone (HAZ) ist schmal und kann bei der normalen Bearbeitung oder Schweißvorbereitung entfernt werden.
  • Bearbeitung: Duplex-Edelstähle weisen typischerweise Streckgrenzen auf, die etwa doppelt so hoch sind wie bei nicht-nitrolegierten austenitischen Güten, und ihre Anfangsverfestigungsrate ist vergleichbar mit der gängiger austenitischer Sorten. Die beim Bearbeiten entstehenden Späne sind jedoch fest und abrasiv gegenüber Werkzeugen, insbesondere bei hochlegierten Duplex-Güten. Zudem wird aufgrund des geringen Schwefelgehalts die Spanbrechung kaum unterstützt. Dadurch sind Duplex-Edelstähle schwerer zu bearbeiten als austenitische Stähle der 300er-Serie mit vergleichbarer Korrosionsbeständigkeit. Die Bearbeitung erfordert höhere Schnittkräfte und führt zu einem schnelleren Werkzeugverschleiß – insbesondere bei Hartmetallwerkzeugen. Dies erfordert sorgfältige Planung und angepasste Bearbeitungsstrategien.

Welding Duplex Steels

Duplex-Edelstähle zeigen eine sehr gute Beständigkeit gegen Heißrisse aufgrund ihres hohen Ferritgehalts, wodurch Heißrisse beim Schweißen dieser Stähle selten ein Problem darstellen. Stattdessen liegen die Hauptanliegen bei Duplex-Edelstählen in der Wärmeeinflusszone (WEZ), nicht im Schweißmetall selbst.Probleme in der WEZ können den Verlust von Korrosionsbeständigkeit, Zähigkeit oder Rissbildung nach dem Schweißen umfassen.Um diese Probleme zu minimieren, sollten Schweißverfahren darauf abzielen, die Gesamtzeit bei Temperaturen im „glühenden“ Bereich zu minimieren, anstatt sich ausschließlich auf die Steuerung der Wärmezufuhr für einzelne Schweißdurchgänge zu konzentrieren.Erfahrungen haben gezeigt, dass dieser Ansatz zu Schweißverfahren führen kann, die sowohl technisch als auch wirtschaftlich optimal sind.

Qualitätskontrolle in der Edelstahlfertigung

QC-Methode Zweck Prozess Verwendete Werkzeuge/Techniken
Visuelle Inspektion Identifizieren Sie offensichtliche Oberflächenfehler (z.B. Kratzer, Risse). Untersuchen Sie die Teile während und nach der Herstellung auf Unvollkommenheiten oder Unstimmigkeiten in der Oberflächenbeschaffenheit. Lupen, direkte Sichtprüfung.
Inspektion der Abmessungen Prüfen Sie, ob die Teile den Anforderungen an Größe und Form entsprechen. Messen Sie Dicke, Länge und Winkel mit Präzisionswerkzeugen, um die Einhaltung der Konstruktionsspezifikationen sicherzustellen. Messschieber, Mikrometer, Koordinatenmessgeräte (CMM).
Inspektion der Schweißnahtqualität Sorgen Sie für starke und zuverlässige Schweißnähte. Untersuchen Sie Schweißnähte auf Defekte (z.B. Porosität, Risse) und überprüfen Sie die Integrität der Verbindung. Visuelle Inspektion, NDT, Biegetests.
Material-Zertifizierung Überprüfen Sie die Qualität und die Spezifikationen des Materials. Legen Sie Zertifizierungsdokumente vor, in denen Herkunft, Qualität und chemische Zusammensetzung des Materials aufgeführt sind. Materialzertifikate, Aufzeichnungen zur Rückverfolgbarkeit.
Korrosionsprüfung Stellen Sie die Korrosionsbeständigkeit des Materials sicher. Simulieren Sie Umwelteinflüsse (z.B. Salznebel, Eintauchen), um die Korrosionsbeständigkeit zu bewerten. Salzsprühnebeltests, Immersionstests.
Inspektion der Oberflächenbeschaffenheit Stellen Sie die Glätte und Ästhetik der Oberfläche sicher. Untersuchen Sie die Oberfläche auf Unvollkommenheiten wie Kratzer, Dellen und Verfärbungen. Visuelle Inspektion, Werkzeuge zur Messung der Oberflächenrauheit.

Oberflächenbearbeitungen von Edelstahl

  A – Mechanische Oberflächenbearbeitungen

Schleifen
  • Schleifen ist eine grundlegende Technik zur Verfeinerung von Schweißnähten und zum Entfernen von Unregelmäßigkeiten.

  • Verwendet werden hauptsächlich Schleifscheiben, Fächerscheiben und Schleifbänder.

  • Richtiges Schleifen sorgt dafür, dass geschweißte Komponenten keine scharfen Kanten oder Unregelmäßigkeiten aufweisen, die zu Spannungen oder Korrosion führen könnten.
Polieren
  • Polieren ist eine Methode zur Oberflächenveredelung, die auf die Verbesserung der Oberflächenqualität abzielt.

  • Dabei werden feinere Schleifmittel wie Polierpasten und -scheiben verwendet.

  • Polieren kann manuell, maschinell oder mit Robotern erfolgen, da es weniger Präzision als Schleifen oder Entgraten erfordert.
Bürsten
  • Bürsten erzeugt eine ansprechende Oberflächenstruktur, die die moderne Optik unterstreicht.
  • Besonders effektiv ist es in Bereichen mit starker Beanspruchung, da es Fingerabdrücke und Kratzer kaschiert.
  • Bürsten sorgt für eine geringe Rauheit des Metalls, glättet die Oberfläche und reduziert das Risiko von Verunreinigungen.
Vergleich mechanischer Oberflächenbearbeitungen
Technik Zweck Wesentliche Merkmale Anwendungen
Schleifen
  • Glättet Schweißnähte und entfernt Unebenheiten.
  • Bereitet Oberflächen für weitere Veredelungen oder Beschichtungen vor.
  •  Verwendet Schleifscheiben, Bänder oder Fächerscheiben für präzisen Materialabtrag.
  • Erzeugt flache, gleichmäßige Oberflächen oder Konturen.
  • Vielseitig – von grobem Schleifen zur Schweißnahtreinigung bis zu feinem Schleifen für Ästhetik.
  • Schweißverbindungen: Sorgt für Sicherheit und nahtloses Erscheinungsbild.
  • Strukturteile: Entfernt Mängel vor dem Lackieren oder Beschichten.
  • Industriemaschinen: Verbessert Oberflächenintegrität und Korrosionsbeständigkeit.
Polieren
  • Verbessert die Oberflächenglätte, Haltbarkeit und das Erscheinungsbild.
  • Verbessert die Hygiene und erleichtert die Reinigung.
  • Schrittweise feinere Schleifmittel erzeugen satinierte, halbpolierte oder spiegelnde Oberflächen.
  • Erzeugt je nach Anforderung eine reflektierende oder glatte, matte Oberfläche.
  • Erhöht die Beständigkeit gegen Korrosion und Verschleiß.
  • Lebensmitteltaugliche Geräte: Glatte Oberflächen verhindern das Bakterienwachstum.
  • Dekorative Produkte: Spiegelnde Oberflächen für hochwertige Optik.
  • Pharmazeutische und medizinische Geräte: Spiegelglanz für einfache Sterilisation.
Bürsten
  • Erzeugt eine gleichmäßige, lineare matte Textur für ein sauberes und modernes Aussehen.
  • Verbirgt Fingerabdrücke und kleine Kratzer.
  • Erzielt durch Schleifbänder oder Bürsten, die in eine Richtung geführt werden.
  • Langlebig und widerstandsfähig gegen täglichen Verschleiß.
  • Küchengeräte: Satinierte Oberflächen für ein elegantes, professionelles Aussehen.
  • Architektonische Elemente: Handläufe, Balustraden und Paneele.

  B- Chemische Oberflächenbehandlungen

Beizen
  • Eine Säurebehandlung, bekannt als Beizen, wird verwendet, um eine dünne Schicht (1 bis 3 µm) von Edelstahloberflächen zu entfernen, die hohen Temperaturen, etwa beim Schweißen oder der Wärmebehandlung, ausgesetzt waren.
  • Bei maßvollem Einsatz schädigt das Beizen die Oberfläche nicht und beeinträchtigt nicht die Reinigungsfähigkeit.

  • Bei zu aggressiver Anwendung kann es bis zu 8 µm Material abtragen, was die Oberfläche beschädigen und die Korrosionsbeständigkeit verringern kann.

  • Obwohl Beizen oft mit Nachbehandlungen nach dem Schweißen verbunden ist, kann es auch zur Reinigung von Oberflächen verwendet werden, indem Fertigungsrückstände wie Eisenoxide entfernt werden.

  • Bestimmte Edelstahlsorten – insbesondere austenitische Güten – sind für längere Tauchzeiten in stark sauren Beizlösungen nicht geeignet, da sie anfällig für Säureangriffe sind.

Electropolishing
  • Elektropolieren ist ein elektrochemischer Prozess, der die Oberfläche ohne physischen Kontakt glättet und sich dadurch vom mechanischen Polieren unterscheidet.
  • Dabei werden durch anodische Auflösung 20–40 Mikrometer der Oberfläche mithilfe niedriger Spannungen und hoher Ströme entfernt.
  • Das Ergebnis ist eine glattere Oberfläche, eine verbesserte Korrosionsbeständigkeit und die Entfernung von Verunreinigungen – tiefe Kratzer oder Unregelmäßigkeiten werden jedoch nicht beseitigt.
  • Zu den Vorteilen des Elektropolierens zählen eine verbesserte Korrosionsbeständigkeit, höhere Oberflächengüte und bessere Reinigbarkeit.
  • Es ist besonders nützlich für Bauteile mit komplexen Geometrien, bei denen mechanisches Polieren schwierig wäre.

  • Elektropolieren reduziert Oberflächenspannungen, hemmt das Bakterienwachstum und erhöht die Haltbarkeit von Komponenten – besonders wertvoll in Bereichen wie der Lebensmittelverarbeitung und Hochvakuumanwendungen.

Passivation
  • Edelstahl bildet bei Kontakt mit Sauerstoff eine natürliche Schutzschicht aus Chromoxid, die eine grundlegende Korrosionsbeständigkeit verleiht.
  • Diese Selbstpassivierung erfolgt automatisch, wenn das Material Luft oder Wasser ausgesetzt wird.
  • In bestimmten Fällen – insbesondere nach dem Schweißen – kann eine Passivierungsbehandlung erforderlich sein, um sicherzustellen, dass die Oberfläche vollständig gereinigt und frei von Verunreinigungen ist.
  • Zu Beginn des Prozesses müssen Zunder oder Verunreinigungen entfernt werden, häufig durch Beizen mit einer Mischung aus Salpeter- und Flusssäure.
  • Die eigentliche Passivierung erfolgt in der Regel mit Salpetersäure, die die Bildung der schützenden Oxidschicht fördert und leichte Eisenverunreinigungen entfernt.
Vergleich chemischer Oberflächenbehandlungen
Merkmal Beizen Passivierung Elektropolieren
Zweck Entfernt korrosionsanfälliges Material und Verunreinigungen von der Oberfläche. Verbessert die natürlich gebildete schützende Oxidschicht zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit. Glättet die Oberfläche, entfernt Verunreinigungen und verbessert die Korrosionsbeständigkeit.
Prozess Verwendet Säure (in der Regel Salpetersäure oder Salzsäure), um eine dünne Schicht (1 bis 3 µm) von der Oberfläche zu entfernen. Behandelt das Material mit Säure (in der Regel Salpetersäure), um die Bildung einer Chromoxidschicht zu fördern. Ein elektrochemisches Verfahren, bei dem das Material anodisch aufgelöst wird, wobei Säuren wie Phosphor- und Schwefelsäure verwendet werden.
Oberflächengüte Kann eine gewisse Rauheit hinterlassen, wenn zu viel aufgetragen wird; entfernt in erster Linie Oxide und Verunreinigungen. Führt oft zu einer sauberen und etwas passiveren Oberfläche, kann aber die Glätte der Oberfläche nicht wesentlich verändern. Erzeugt eine glatte, glänzende und reflektierende Oberfläche und reduziert Rauheit und Unvollkommenheiten.
Wirkung auf die Korrosionsbeständigkeit Verbessert die Beständigkeit durch die Entfernung von Verunreinigungen und Oxidschichten. Verbessert die dem Material innewohnende Korrosionsbeständigkeit durch Erhöhung der Dicke und Qualität der Chromoxidschicht. Verbessert die Korrosionsbeständigkeit erheblich, indem Verunreinigungen und Defekte auf der Oberfläche entfernt werden, wodurch eine gleichmäßigere und glattere Oberfläche entsteht.
Materialabtragstiefe Entfernt eine dünne Schicht (typischerweise 1 bis 3 µm), kann bei übermäßiger Anwendung jedoch mehr abtragen. Minimaler Materialabtrag, konzentriert sich hauptsächlich auf die Verbesserung der Oxidschicht. Entfernt 20–40 Mikrometer Material von der Oberfläche. Führt zu einer deutlich glatteren und gleichmäßigeren Oberfläche, was die Reflektivität und Reinigungsfreundlichkeit verbessert.
Kosten Im Allgemeinen weniger teuer als andere Behandlungen. Mäßige Kosten aufgrund der verwendeten Chemikalien und der Notwendigkeit einer gründlichen Reinigung vor der Anwendung. Kann aufgrund der speziellen Ausrüstung und der verwendeten Elektrolyte teurer sein.
Gemeinsame Anwendungen Nachbehandlungen nach dem Schweißen zur Entfernung von Oxidation, Anlassfarben und Zunder. Auch zur Reinigung von Oberflächen von Eisenoxiden und Fertigungsrückständen verwendet. Wird typischerweise nach dem Schweißen oder der Wärmebehandlung eingesetzt, um eine saubere, kontaminationsfreie Oberfläche zu gewährleisten, die eine stabile Passivschicht bildet. Ideal für Bauteile, die Glätte, hohe Korrosionsbeständigkeit und verbesserte Reinigungsfähigkeit erfordern – häufig verwendet in der Lebensmittel-, Medizin- und Pharmaindustrie.

Verunreinigungen während der Edelstahlverarbeitung

Edelstähle lassen sich gut mit konventionellen Fertigungsverfahren bearbeiten, weisen jedoch andere Bearbeitungseigenschaften auf als Kohlenstoff- und legierte Stähle.

Zu den wichtigsten Unterschieden zählen die relativ hohe Warmfestigkeit dieser Legierungen (die das Schmieden beeinflusst), die hohe Zähigkeit und Kaltverfestigungsrate mancher Typen (die das Zerspanen und Kaltumformen beeinflussen) sowie die hohe Wärmeausdehnung austenitischer Stähle (die zu Schweißverzerrungen führen kann).

Edelstahlschweißen

Edelstahlschweißen

Die zwei häufigsten Fertigungsfehler, die den späteren Einsatz beeinträchtigen, sind:

  • Oberflächenverunreinigung durch Kohlenstoff- und legierte Stähle
  • Unzureichende Nachreinigung nach der Fertigung.

Edelstähle müssen saubere Oberflächen aufweisen, um eine optimale Korrosionsbeständigkeit zu gewährleisten. Es ist wichtig zu beachten, dass selbst geringfügige, unsichtbare Verunreinigungen durch nichtrostende Stähle bei Feuchtigkeit unschöne Flecken verursachen und häufig zu ernsthafterer Korrosion führen können.

Solche Verunreinigungen können durch hohen Druckkontakt mit niedriglegierten Stählen, durch Drahtbürsten aus nicht rostfreiem Stahl, durch Schleifen mit zuvor für Kohlenstoffstähle verwendeten Schleifscheiben oder sogar durch luftgetragene Partikel in Werkstätten, die auch Kohlenstoffstahl verarbeiten, entstehen.

Die Verunreinigung von Edelstahloberflächen kann durch sorgfältige Verfahren wie den Einsatz beschichteter oder verchromter Werkzeuge und korrosionsbeständiger Handhabungsgeräte minimiert werden. Eine vollständige Vermeidung ist jedoch in Werkstätten, die verschiedene nichtrostende Metalle verarbeiten, sehr schwierig. Es ist oft die beste Praxis, nach der Fertigung eine Säurebehandlung vorzusehen, um alle verunreinigenden Partikel zu entfernen, wenn Flecken oder Korrosion im Einsatz nicht akzeptabel sind.

Eine Reinigung nach der Fertigung kann aus drei grundlegenden Gründen erforderlich sein:

  • Zum Entfernen von Oxidschichten, die durch Schweißen, Warmumformung oder Wärmebehandlungen entstanden sind
  • Zum Entfernen verunreinigender Metallpartikel
  • Zum Entfernen allgemeiner Werkstattverschmutzungen.

Oxidschichten werden am häufigsten mechanisch entfernt (Drahtbürsten aus Edelstahl oder Strahlen mit sauberem Sand oder Aluminiumoxidkörnern) oder durch Säurebehandlung (Beizen). Für eine schnellere Entzunderung kann der Beizvorgang durch eine mechanische Entzunderung vorbereitet werden.

Novelty Structures Polierter Edelstahl

Fett, Öl, Schmierstoffe, Farbe und andere Verunreinigungen können von Edelstahl mit alkalischen Reinigern, Emulsions- oder Lösungsmittelreinigern, Dampfentfettung oder anderen geeigneten Mitteln entfernt werden, wie in den Normen beschrieben.Eine solche Reinigung kann vor Verarbeitungsschritten wie Wärmebehandlung oder Säurebehandlung oder als Endreinigung zur Vermeidung von Produktverunreinigungen erforderlich sein.Reinigungsmittel, die Chlor oder Chloride enthalten, sollten vermieden oder nur mit äußerster Vorsicht verwendet werden. Es gibt dokumentierte Fälle schwerwiegender Ausfälle im Betrieb, die durch die Reinigung mit chloridhaltigen Lösungen verursacht wurden.

Der Trend zur Verwendung von Clean-in-Place-Systemen ist vorteilhaft, wenn die Reinigung gut kontrolliert erfolgt, insbesondere beim abschließenden Spülvorgang. Unzureichendes Spülen kann zu schwerwiegenden Korrosionsschäden führen.

Wie können wir Ihnen weiterhelfen?

Edelstahlverarbeitung findet breite Anwendung in zahlreichen Branchen, und ihr Erfolg hängt von der sorgfältigen Auswahl der Auftragnehmer ab.

Novelty Structures zeichnet sich als zuverlässiger Hersteller von hochwertigen Edelstahlkonstruktionen aus, die auf anspruchsvolle industrielle Anforderungen zugeschnitten sind.

Kontaktieren Sie unser Team, um Ihre Anforderungen im Detail zu besprechen.

FAQ

Was ist Edelstahlfertigung?2024-12-26T23:25:49+00:00

Die Edelstahlfertigung bezieht sich auf den Prozess der Herstellung von Edelstahlkonstruktionen, -komponenten oder -produkten durch Schneiden, Biegen, Schweißen und Zusammenfügen verschiedener Edelstahlmaterialien. Sie wird häufig in Branchen wie dem Bauwesen, der Lebensmittelverarbeitung, der Luft- und Raumfahrt sowie der Automobilindustrie eingesetzt, da Edelstahl langlebig, korrosionsbeständig und ästhetisch ansprechend ist.

Was sind die Hauptvorteile von Edelstahl gegenüber anderen Metallen?2024-12-26T23:26:20+00:00
  • Korrosionsbeständigkeit: Edelstahl ist deutlich widerstandsfähiger gegen Rost, Korrosion und Verfärbungen als andere Metalle wie Kohlenstoffstahl oder Aluminium.
  • Nicht reaktiv: Er reagiert nicht mit Lebensmitteln, Getränken oder Chemikalien und ist daher ideal für die Medizin-, Lebensmittel- und Getränkeindustrie.
  • Langlebig: Durch seine Haltbarkeit ist eine lange Lebensdauer ohne häufige Reparaturen oder Austausch gewährleistet.
Was ist der Unterschied zwischen MIG- und WIG-Schweißen für Edelstahl?2024-12-26T23:26:56+00:00
  • MIG-Schweißen (Metall-Inertgas-Schweißen): Schneller und leichter zu erlernen, wird das MIG-Schweißen häufig für dickere Edelstahlteile und in Umgebungen mit hoher Produktion eingesetzt. Es erfordert einen kontinuierlichen Drahtvorschub und verwendet ein Schutzgas.
  • WIG-Schweißen (Wolfram-Inertgas-Schweißen): Bietet präzisere und sauberere Schweißnähte, wodurch es ideal für dünneren Edelstahl ist. Es erfordert mehr Geschick, bietet aber eine überragende Kontrolle, insbesondere für komplizierte oder hochwertige Anwendungen.
Kann Edelstahl lackiert oder beschichtet werden?2024-12-26T23:27:39+00:00

Ja, obwohl Edelstahl oft wegen seines natürlichen Aussehens verwendet wird, kann er zum zusätzlichen Schutz oder aus ästhetischen Gründen lackiert oder beschichtet werden. Gängige Beschichtungen sind:

  • Pulverbeschichtung: Verleiht Farbe und erhöht die Haltbarkeit.
  • PVD (Physical Vapor Deposition): Fügt dekorative Farben wie Gold, Schwarz oder Bronze hinzu, während die Haltbarkeit des Edelstahls erhalten bleibt.
  • Epoxidharzbeschichtungen: Werden in rauen Umgebungen für zusätzlichen Korrosionsschutz eingesetzt.
Ist Edelstahl magnetisch?2024-12-26T23:28:13+00:00

Das hängt von der Art des Edelstahls ab:

  • Austenitische Edelstähle (z.B. 304 und 316): Sind im geglühten Zustand typischerweise nicht magnetisch, können aber nach Kaltverformung leicht magnetisch werden.
  • Ferritische und Martensitische Edelstähle (z.B. 430 und 410): Sind aufgrund ihres höheren Eisengehalts und ihrer Kristallstruktur magnetisch.
Welche Herausforderungen treten bei der Verarbeitung von Edelstahl auf?2024-12-26T23:28:53+00:00

Einige Herausforderungen umfassen:

  • Kaltverfestigung: Edelstahl neigt dazu, sich bei der Bearbeitung zu verhärten, was das Schneiden und Formen erschwert.
  • Wärmeausdehnung: Aufgrund der hohen Wärmeausdehnung muss beim Schweißen besondere Sorgfalt aufgewendet werden, um ein Verziehen zu vermeiden.
  • Korrosion während der Bearbeitung: Unsachgemäße Handhabung, wie der Einsatz kontaminierter Werkzeuge, kann Rostbildung oder Oberflächenschäden verursachen.
  • Präzises Schweißen: Das Schweißen von Edelstahl erfordert eine genaue Temperaturkontrolle, um Überhitzung, Verfärbungen oder Materialschwächung zu vermeiden.
Wie verhält sich Edelstahl im Vergleich zu Aluminium in der Fertigung?2024-12-26T23:29:55+00:00
  • Korrosionsbeständigkeit: Edelstahl ist im Allgemeinen korrosionsbeständiger als Aluminium.
  • Festigkeit: Edelstahl ist stärker und haltbarer, aber auch schwerer.
  • Gewicht: Aluminium ist leichter und daher ideal für Anwendungen, bei denen das Gewicht eine Rolle spielt.
  • Kosten: Aluminium ist typischerweise kostengünstiger, kann aber im Laufe der Zeit mehr Wartung erfordern.
  • Anwendungen: Aluminium wird häufig in Leichtbaustrukturen verwendet, während Edelstahl für Festigkeit, Haltbarkeit und hygienische Anforderungen bevorzugt wird.
Was ist der Unterschied zwischen kaltgewalztem und warmgewalztem Edelstahl?2024-12-26T23:30:33+00:00
  • Kaltgewalzter Edelstahl: Bei Raumtemperatur gewalzt, hat er eine glatte Oberfläche, präzise Abmessungen und erhöhte Festigkeit. Er wird für Anwendungen verwendet, die enge Toleranzen und eine polierte Oberfläche erfordern
  • Warmgewalzter Edelstahl: Bei hohen Temperaturen gewalzt, ist er leichter zu formen und kostengünstiger, hat aber eine rauere Oberfläche und weniger Präzision. Er wird oft für strukturelle oder hochbelastbare Anwendungen verwendet.
Wie verhindern Sie Verformungen bei der Herstellung von Edelstahl?2024-12-26T23:31:04+00:00

Um ein Verziehen zu verhindern:

  • Richtige Schweißtechniken: Verwenden Sie eine kontrollierte Wärmezufuhr und schweißen Sie abwechselnd auf den gegenüberliegenden Seiten.
  • Einspannen: Sichern Sie den rostfreien Stahl beim Schweißen oder Schneiden fest.
  • Abkühlung: Lassen Sie das Material natürlich abkühlen oder wenden Sie kontrollierte Kühlmethoden an.
  • Behandlungen zum Spannungsabbau: Nach der Herstellung können spannungsabbauende Verfahren dazu beitragen, die Restspannung zu minimieren.

Wissenszentrum

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Edelstahl in Wasseranwendungen
Ein Vergleich von Edelstahlgüten
Rohrleitungsherstellung

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Für alle Anfragen kontaktieren Sie bitte: info@noveltystructures.com

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