204 Edelstahl: Eigenschaften und wichtige Anwendungen
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204 Edelstahl wird als austenitischer Edelstahl klassifiziert, der sich durch seinen hohen Chrom- und Nickelgehalt auszeichnet, was zu seiner hervorragenden Korrosionsbeständigkeit und mechanischen Eigenschaften beiträgt. Diese Legierung enthält hauptsächlich etwa 18 % Chrom und 4 % Nickel sowie geringe Mengen an Mangan, Silizium und Kohlenstoff. Das Vorhandensein dieser Elemente verbessert die Gesamtfestigkeit, Zähigkeit und Oxidationsbeständigkeit.
Umfassende Übersicht
204 Edelstahl ist bekannt für seine einzigartige Kombination von Eigenschaften, die ihn für verschiedene Anwendungen in Branchen wie Lebensmittelverarbeitung, chemische Verarbeitung und Bauwesen geeignet machen. Sein hoher Chromgehalt bietet hervorragenden Korrosionsschutz, während der Nickelgehalt zu seiner Zähigkeit und Duktilität beiträgt. Die Fähigkeit des Stahls, hohen Temperaturen standzuhalten und Oxidation zu widerstehen, macht ihn zur bevorzugten Wahl für Anwendungen in rauen Umgebungen.
Vorteile:
- Korrosionsbeständigkeit: Außergewöhnliche Beständigkeit gegen eine Vielzahl von korrosiven Umgebungen, einschließlich saurer und alkalischer Lösungen.
- Mechanische Eigenschaften: Gute Festigkeit und Duktilität, die eine einfache Verarbeitung und Formgebung ermöglichen.
- Temperaturbeständigkeit: Erhält die strukturelle Integrität bei erhöhten Temperaturen.
Einschränkungen:
- Kosten: Höherer Legierungsgehalt kann zu höheren Materialkosten im Vergleich zu niedriglegierten Stählen führen.
- Schweißbarkeit: Obwohl er geschweißt werden kann, muss darauf geachtet werden, Probleme wie Sensibilisierung und interkristalline Korrosion zu vermeiden.
Historisch wurde 204 Edelstahl als kostengünstige Alternative zu 304 Edelstahl in Anwendungen verwendet, in denen eine hohe Korrosionsbeständigkeit erforderlich ist, jedoch zu einem niedrigeren Preis. Seine Marktposition ist stabil, mit einer steigenden Nachfrage in verschiedenen Sektoren aufgrund seiner vorteilhaften Eigenschaften.
Alternative Namen, Standards und Äquivalente
| Standardorganisation | Bezeichnung/Grad | Land/Region des Ursprungs | Hinweise/Anmerkungen |
|---|---|---|---|
| UNS | S20400 | USA | Nächste Entsprechung zu AISI 304 mit geringfügigen Zusammensetzungsunterschieden. |
| AISI/SAE | 204 | USA | Wird oft als kostengünstigere Alternative zu 304 verwendet. |
| ASTM | A240 | USA | Standard-Spezifikation für Chrom- und Chrom-Nickel-Edelstahlplatten, -bleche und -streifen. |
| EN | 1.4306 | Europa | Ähnliche Eigenschaften, kann jedoch unterschiedliche mechanische Spezifikationen aufweisen. |
| JIS | SUS 204 | Japan | Vergleichbar mit AISI 204, mit leichten Variationen in der Zusammensetzung. |
Die Unterschiede zwischen diesen Graden liegen oft in den spezifischen Legierungselementen und deren Prozentsätzen, die Eigenschaften wie Korrosionsbeständigkeit und mechanische Festigkeit beeinflussen können. Während 204 Edelstahl ähnlich wie 304 ist, hat er einen niedrigeren Nickelgehalt, was seine Leistung in bestimmten korrosiven Umgebungen beeinflussen kann.
Wichtige Eigenschaften
Chemische Zusammensetzung
| Element (Symbol und Name) | Prozentsatzbereich (%) |
|---|---|
| Cr (Chrom) | 18.0 - 20.0 |
| Ni (Nickel) | 3.5 - 5.0 |
| Mn (Mangan) | 0.5 - 2.0 |
| Si (Silizium) | 0.5 - 1.0 |
| C (Kohlenstoff) | ≤ 0.03 |
| P (Phosphor) | ≤ 0.045 |
| S (Schwefel) | ≤ 0.03 |
Die Hauptrolle von Chrom in 204 Edelstahl besteht darin, die Korrosionsbeständigkeit zu verbessern, während Nickel zur Zähigkeit und Duktilität beiträgt. Mangan hilft bei der Entgasung und verbessert die Festigkeit, und Silizium erhöht die Oxidationsbeständigkeit.
Mechanische Eigenschaften
| Eigenschaft | Zustand/Temperatur | Prüftemperatur | Typischer Wert/Bereich (metrisch) | Typischer Wert/Bereich (imperial) | Referenzstandard für Prüfmethoden |
|---|---|---|---|---|---|
| Zugfestigkeit | Geglüht | Raumtemperatur | 520 - 750 MPa | 75 - 109 ksi | ASTM E8 |
| Streckgrenze (0,2 % Offset) | Geglüht | Raumtemperatur | 210 - 310 MPa | 30 - 45 ksi | ASTM E8 |
| Dehnung | Geglüht | Raumtemperatur | 40 - 50% | 40 - 50% | ASTM E8 |
| Härte (Rockwell B) | Geglüht | Raumtemperatur | 80 - 90 HRB | 80 - 90 HRB | ASTM E18 |
| Schlagfestigkeit | Charpy V-Notch | -20 °C | 30 - 50 J | 22 - 37 ft-lbf | ASTM E23 |
Die mechanischen Eigenschaften von 204 Edelstahl, insbesondere seine Zug- und Streckgrenze, machen ihn geeignet für Anwendungen, die eine gute strukturelle Integrität unter mechanischer Belastung erfordern. Seine Dehnung zeigt eine hervorragende Duktilität, die Formungsprozesse ohne Rissbildung ermöglicht.
Physikalische Eigenschaften
| Eigenschaft | Zustand/Temperatur | Wert (metrisch) | Wert (imperial) |
|---|---|---|---|
| Dichte | Raumtemperatur | 7.93 g/cm³ | 0.286 lb/in³ |
| Schmelzpunkt/-bereich | - | 1400 - 1450 °C | 2552 - 2642 °F |
| Wärmeleitfähigkeit | Raumtemperatur | 16.2 W/m·K | 112 BTU·in/(hr·ft²·°F) |
| Spezifische Wärmekapazität | Raumtemperatur | 500 J/kg·K | 0.12 BTU/lb·°F |
| Elektrische Widerstandsfähigkeit | Raumtemperatur | 0.73 µΩ·m | 0.00000073 Ω·m |
| Wärmeausdehnungskoeffizient | Raumtemperatur |