201 Edelstahl: Eigenschaften und wichtige Anwendungen
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201 Edelstahl wird als austenitischer Edelstahl klassifiziert, der hauptsächlich für seinen hohen Chrom- und Nickelgehalt bekannt ist. Er enthält typischerweise etwa 16-18% Chrom und 3-5% Nickel, mit einem niedrigen Kohlenstoffgehalt (weniger als 0,15%). Diese Zusammensetzung trägt zu seiner hervorragenden Korrosionsbeständigkeit, Formbarkeit und Schweißbarkeit bei, was ihn zu einer beliebten Wahl in verschiedenen Anwendungen macht.
Umfassende Übersicht
201 Edelstahl wird häufig in Umgebungen eingesetzt, in denen eine moderate Korrosionsbeständigkeit erforderlich ist, zusammen mit guten mechanischen Eigenschaften. Seine einzigartige Zusammensetzung ermöglicht es ihm, sowohl bei Raum- als auch bei erhöhten Temperaturen Festigkeit und Zähigkeit zu bewahren. Das Vorhandensein von Mangan (bis zu 7,5%) als Ersatz für Nickel erhöht seine Festigkeit und macht ihn kostengünstiger im Vergleich zu höheren Nickelgraden.
Wesentliche Merkmale:
- Korrosionsbeständigkeit: Bietet gute Beständigkeit gegen Oxidation und Korrosion, obwohl er weniger beständig ist als höhere Nickelgrade wie 304.
- Mechanische Eigenschaften: Zeigt gute Zugfestigkeit und Zähigkeit, was ihn für Form- und Fertigungsprozesse geeignet macht.
- Schweißbarkeit: Kann mit Standardtechniken geschweißt werden, obwohl darauf geachtet werden muss, Probleme wie interkristalline Korrosion zu vermeiden.
Vorteile und Einschränkungen:
| Vorteile (Pro) | Einschränkungen (Contra) |
|---|---|
| Kostengünstige Alternative zu höheren Nickelgraden | Niedrigere Korrosionsbeständigkeit im Vergleich zu 304 und 316 |
| Gute Formbarkeit und Schweißbarkeit | Empfindlich gegenüber Lochkorrosion in Chloridumgebungen |
| Hohe Festigkeit-zu-Gewicht-Verhältnis | Nicht geeignet für Hochtemperaturanwendungen |
201 Edelstahl hat in verschiedenen Sektoren, einschließlich Automobil, Bauwesen und Lebensmittelverarbeitung, an Beliebtheit gewonnen, aufgrund seines Gleichgewichts zwischen Leistung und Kosten. Historisch gesehen diente er als kostengünstigere Option für Anwendungen, die nicht die überlegene Korrosionsbeständigkeit höherwertiger Edelstähle erfordern.
Alternative Namen, Standards und Äquivalente
| Standardorganisation | Bezeichnung/Grad | Land/Region des Ursprungs | Hinweise/Anmerkungen |
|---|---|---|---|
| UNS | S20100 | USA | Nächster Äquivalent zu AISI 301 mit geringfügigen Zusammensetzungsunterschieden |
| AISI/SAE | 201 | USA | Allgemein verwendete Bezeichnung |
| ASTM | A240 | USA | Standard-Spezifikation für Edelstahlplatten |
| EN | 1.4372 | Europa | Äquivalent in europäischen Standards |
| JIS | SUS201 | Japan | Japanische Standardbezeichnung |
Die Unterschiede zwischen 201 und seinen Äquivalenten, wie 301, liegen hauptsächlich im Nickel- und Mangangehalt, was Eigenschaften wie Korrosionsbeständigkeit und Festigkeit beeinflussen kann. Während 301 einen höheren Nickelgehalt hat, was ihn korrosionsbeständiger macht, ist 201 kostengünstiger für Anwendungen, bei denen Korrosionsbeständigkeit nicht die Hauptsorge ist.
Wesentliche Eigenschaften
Chemische Zusammensetzung
| Element (Symbol und Name) | Prozentsatzbereich (%) |
|---|---|
| Cr (Chrom) | 16,0 - 18,0 |
| Ni (Nickel) | 3,0 - 5,0 |
| Mn (Mangan) | 5,5 - 7,5 |
| C (Kohlenstoff) | ≤ 0,15 |
| Si (Silizium) | ≤ 1,0 |
| P (Phosphor) | ≤ 0,045 |
| S (Schwefel) | ≤ 0,03 |
Die Hauptrolle von Chrom in 201 Edelstahl besteht darin, die Korrosionsbeständigkeit zu erhöhen, während Nickel zu seiner Zähigkeit und Duktilität beiträgt. Mangan dient als Stabilisator für die austenitische Struktur und hilft, die Abhängigkeit von Nickel zu verringern, wodurch die Kosten gesenkt werden.
Mechanische Eigenschaften
| Eigenschaft | Zustand/Temperatur | Typischer Wert/Bereich (metrisch - SI-Einheiten) | Typischer Wert/Bereich (imperiale Einheiten) | Referenzstandard für Prüfmethoden |
|---|---|---|---|---|
| Zugfestigkeit | Angeglüht | 520 - 750 MPa | 75 - 109 ksi | ASTM E8 |
| Streckgrenze (0,2% Offset) | Angeglüht | 205 - 310 MPa | 30 - 45 ksi | ASTM E8 |
| Dehnung | Angeglüht | 40 - 50% | 40 - 50% | ASTM E8 |
| Härte (Rockwell B) | Angeglüht | 70 - 90 | 70 - 90 | ASTM E18 |
| Schlagfestigkeit (Charpy) | -20°C | 30 J | 22 ft-lbf | ASTM E23 |
Die mechanischen Eigenschaften von 201 Edelstahl machen ihn geeignet für Anwendungen, die moderate Festigkeit und Zähigkeit erfordern. Seine Streckgrenze und Zugfestigkeit sind für strukturelle Anwendungen ausreichend, während seine Dehnung auf eine gute Formbarkeit hinweist, die es ihm ermöglicht, ohne Rissbildung geformt zu werden.
Physikalische Eigenschaften
| Eigenschaft | Zustand/Temperatur | Wert (metrisch - SI-Einheiten) | Wert (imperiale Einheiten) |
|---|---|---|---|
| Dichte | - | 7,93 g/cm³ | 0,286 lb/in³ |
| Schmelzpunkt | - | 1400 - 1450 °C | 2552 - 2642 °F |
| Wärmeleitfähigkeit | 20°C | 16,2 W/m·K | 112 BTU·in/(hr·ft²·°F) |
| Spezifische Wärmekapazität | 20°C | 500 J/kg·K | 0,12 BTU/lb·°F |
| Elektrische Widerstandsfähigkeit | 20°C | 0,73 µΩ·m | 0,73 µΩ·in |
Die Dichte von 201 Edelstahl