253MA Edelstahl: Eigenschaften und wichtige Anwendungen
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253MA Edelstahl wird als austenitischer Edelstahl klassifiziert, der sich durch seinen hohen Chrom- und Nickelgehalt sowie die Zugabe seltener Erden auszeichnet. Diese Stahlgüte ist darauf ausgelegt, hervorragende Oxidationsbeständigkeit und hohe Temperaturfestigkeit zu bieten, was sie für Anwendungen in Umgebungen geeignet macht, in denen Wärme und Korrosion erhebliche Bedenken darstellen.
Umfassende Übersicht
Der Edelstahl 253MA besteht hauptsächlich aus Chrom (20-22%), Nickel (10-12%) und einem kleinen Prozentsatz an Stickstoff (0,1-0,2%), mit der Zugabe seltener Erden wie Cer und Lanthan. Diese Legierungselemente tragen zu seinen einzigartigen Eigenschaften bei, wie z.B. verbesserter Oxidationsbeständigkeit und verbesserter mechanischer Festigkeit bei erhöhten Temperaturen.
Die bedeutendsten Eigenschaften von 253MA sind:
- Hohe Temperaturfestigkeit: Beibehaltung der mechanischen Integrität bei Temperaturen von bis zu 1150°C (2100°F).
- Exzellente Oxidationsbeständigkeit: Besonders in Hochtemperaturumgebungen, was sie für Ofenanwendungen geeignet macht.
- Gute Schweißbarkeit: Ermöglicht effektive Fertigungs- und Verbindungstechniken.
- Beständigkeit gegen Spannungsrisskorrosion: Besonders in Chloridumgebungen.
Vorteile:
- Außergewöhnliche Leistung in Hochtemperaturanwendungen.
- Gute Beständigkeit gegen Oxidation und Verkrustung.
- Vielseitig für verschiedene Fertigungsmethoden.
Beschränkungen:
- Höhere Kosten im Vergleich zu Standard-Edelstählen.
- Erfordert sorgfältige Handhabung beim Schweißen, um Mängel zu vermeiden.
Historisch wurde 253MA in Branchen wie der petrochemischen Industrie, der Energieerzeugung und der Abfallverbrennung eingesetzt, wo seine Eigenschaften entscheidend für die Aufrechterhaltung der strukturellen Integrität unter extremen Bedingungen sind.
Alternative Namen, Standards und Äquivalente
| Standardorganisation | Bezeichnung/Grad | Land/Region des Ursprungs | Hinweise/Anmerkungen |
|---|---|---|---|
| UNS | S30815 | USA | Nächster Äquivalent zu EN 1.4835 |
| AISI/SAE | 253MA | USA | Allgemein verwendete Bezeichnung |
| ASTM | A240 | USA | Standard-Spezifikation für Edelstahlplatten |
| EN | 1.4835 | Europa | Geringfügige Zusammensetzungsunterschiede zu beachten |
| JIS | SUS 310S | Japan | Ähnliche Eigenschaften, aber geringerer Nickelgehalt |
Die Unterschiede zwischen diesen Güten liegen oft in ihren spezifischen Legierungselementen und mechanischen Eigenschaften, die ihre Leistung in bestimmten Anwendungen beeinflussen können. Während 1.4835 eine ähnliche Oxidationsbeständigkeit aufweist, könnte sie unter kontinuierlichen Hochtemperaturbedingungen im Vergleich zu 253MA nicht so gut abschneiden.
Wesentliche Eigenschaften
Chemische Zusammensetzung
| Element (Symbol und Name) | Prozentsatzbereich (%) |
|---|---|
| Cr (Chrom) | 20.0 - 22.0 |
| Ni (Nickel) | 10.0 - 12.0 |
| N (Stickstoff) | 0.1 - 0.2 |
| Ce (Cer) | 0.1 - 0.5 |
| La (Lanthan) | 0.01 - 0.1 |
| Fe (Eisen) | Rest |
Die Hauptfunktion von Chrom besteht darin, die Korrosionsbeständigkeit zu erhöhen, während Nickel zur Zähigkeit und Duktilität des Stahls beiträgt. Stickstoff erhöht die Festigkeit und verbessert die Beständigkeit gegen Lochkorrosion. Die Zugabe seltener Erden wie Cer und Lanthan hilft, die Mikrostruktur zu verfeinern und die Hochtemperaturleistung zu verbessern.
Mechanische Eigenschaften
| Eigenschaft | Zustand/Temperatur | Prüftemperatur | Typischer Wert/Bereich (metrisch) | Typischer Wert/Bereich (imperial) | Referenzstandard für Prüfmethoden |
|---|---|---|---|---|---|
| Zugfestigkeit | Geglüht | Raumtemperatur | 550 - 750 MPa | 80 - 110 ksi | ASTM E8 |
| Streckgrenze (0,2% Offset) | Geglüht | Raumtemperatur | 250 - 350 MPa | 36 - 51 ksi | ASTM E8 |
| Dehnung | Geglüht | Raumtemperatur | 40 - 50% | 40 - 50% | ASTM E8 |
| Härte (Rockwell B) | Geglüht | Raumtemperatur | 85 - 95 HRB | 85 - 95 HRB | ASTM E18 |
| Schlagfestigkeit (Charpy) | Geglüht | -196°C | 40 J | 30 ft-lbf | ASTM E23 |
Die Kombination dieser mechanischen Eigenschaften macht 253MA geeignet für Anwendungen, die hohe Festigkeit und Duktilität erfordern, insbesondere unter mechanischer Belastung und thermischem Stress.
Physikalische Eigenschaften
| Eigenschaft | Zustand/Temperatur | Wert (metrisch) | Wert (imperial) |
|---|---|---|---|
| Dichte | Raumtemperatur | 7.9 g/cm³ | 0.286 lb/in³ |
| Schmelzpunkt/-bereich | - | 1400 - 1450 °C | 2552 - 2642 °F |
| Wärmeleitfähigkeit | Raumtemperatur | 15 W/m·K | 87 BTU·in/h·ft²·°F |
| Spezifische Wärmekapazität | Raumtemperatur | 500 J/kg·K | 0.12 BTU/lb·°F |
| Elektrische Widerstandsfähigkeit | Raumtemperatur | 0.72 µΩ·m | 0.72 µΩ·in |
| Wärmeausdehnungskoeffizient | 20 - 100 °C | 16.5 x 10⁻⁶/K | 9.2 x 10⁻⁶/°F |
Die Dichte und der Schmelzpunkt zeigen, dass 253MA hohen