306 Edelstahl: Eigenschaften und wichtige Anwendungen

306 Edelstahl wird als austenitischer Edelstahl klassifiziert, der hauptsächlich für seine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit und guten mechanischen Eigenschaften bekannt ist. Es handelt sich um eine kohlenstoffarme Variante des 304 Edelstahls, deren Zusammensetzung erhebliche Mengen an Chrom (Cr) und Nickel (Ni) sowie einen kleinen Prozentsatz an Molybdän (Mo) umfasst. Das Vorhandensein dieser Legierungselemente verbessert seine Beständigkeit gegen Oxidation und erhöht die Gesamtbeständigkeit.

Umfassende Übersicht

306 Edelstahl wird besonders in Umgebungen geschätzt, in denen Korrosionsbeständigkeit kritisch ist. Die Legierung enthält typischerweise etwa 18 % Chrom und 8 % Nickel, die zu ihrer austenitischen Struktur beitragen und es ermöglichen, die Festigkeit und Zähigkeit bei erhöhten Temperaturen aufrechtzuerhalten. Der niedrige Kohlenstoffgehalt minimiert das Risiko der Karbidniederschlagsbildung während des Schweißens und macht es geeignet für Anwendungen, die Schweißen und Fertigung erfordern.

Wesentliche Merkmale:
- Korrosionsbeständigkeit: Exzellente Beständigkeit gegenüber einer Vielzahl von korrosiven Umgebungen, einschließlich saurer und alkalischer Lösungen.
- Formbarkeit: Gute Formbarkeit und Schweißbarkeit, was es für verschiedene Fertigungsprozesse geeignet macht.
- Temperaturbeständigkeit: Beibehaltung von Festigkeit und Zähigkeit bei erhöhten Temperaturen.

Vorteile:
- Hohe Beständigkeit gegen Lochfraß und Spaltkorrosion.
- Gute mechanische Eigenschaften, einschließlich Zugfestigkeit und Verformbarkeit.
- Nicht magnetisch im annealierten Zustand.

Einschränkungen:
- Niedrigere Festigkeit im Vergleich zu anderen Edelstahlgüten wie 316.
- Nicht geeignet für Hochtemperaturanwendungen über 870 °C (1600 °F) aufgrund möglicher Oxidation.

Auf dem Markt wird 306 Edelstahl häufig in der Lebensmittelverarbeitung, chemischen Verarbeitung und in architektonischen Anwendungen aufgrund seiner ästhetischen Anziehungskraft und Langlebigkeit eingesetzt. Seine historische Bedeutung ergibt sich aus seiner Entwicklung als korrosionsbeständigere Alternative zu früheren Edelstahlsorten.

Alternative Namen, Standards und Äquivalente

Standardorganisation	Bezeichnung/Grad	Herkunftsland/-region	Hinweise/Anmerkungen
UNS	S30600	USA	Nähester Äquivalent zu AISI 304 mit geringfügigen Zusammensetzungsunterschieden.
AISI/SAE	306	USA	Kohlenstoffarme Variante von 304, welche die Schweißbarkeit verbessert.
ASTM	A240	USA	Standard-Spezifikation für Chrom- und Chrom-Nickel-Edelstahlplatten, -bleche und -streifen.
EN	1.4301	Europa	Entspricht 304 mit ähnlichen Eigenschaften.
JIS	SUS 306	Japan	Ähnlich wie AISI 306 mit geringfügigen Variationen in der Zusammensetzung.

Die Unterschiede zwischen 306 und seinen Äquivalenten, wie 304 und 316, liegen oft in ihrem Kohlenstoffgehalt und dem Vorhandensein von Molybdän in 316, das die Korrosionsbeständigkeit in Chloridumgebungen erhöht. Dies kann die Auswahl des Stahls für spezielle Anwendungen, insbesondere in maritimen oder chemischen Verarbeitungssystemen, beeinflussen.

Wesentliche Eigenschaften

Chemische Zusammensetzung

Element (Symbol und Name)	Prozentsatzbereich (%)
Cr (Chrom)	18.0 - 20.0
Ni (Nickel)	8.0 - 10.0
Mo (Molybdän)	0.0 - 0.5
C (Kohlenstoff)	0.0 - 0.03
Mn (Mangan)	2.0 - 2.5
Si (Silicium)	0.0 - 1.0
P (Phosphor)	0.0 - 0.045
S (Schwefel)	0.0 - 0.03

Die primären Legierungselemente in 306 Edelstahl spielen entscheidende Rollen:
- Chrom: Bietet Korrosionsbeständigkeit und erhöht die Härte.
- Nickel: Verbessert Zähigkeit und Verformbarkeit, was zur austenitischen Struktur des Stahls beiträgt.
- Molybdän: Obwohl in geringeren Mengen vorhanden, kann es die Beständigkeit gegen Lochfraß in bestimmten Umgebungen erhöhen.

Mechanische Eigenschaften

Eigenschaft	Zustand/Temperatur	Testtemperatur	Typischer Wert/Bereich (metrisch)	Typischer Wert/Bereich (imperial)	Referenzstandard für Testmethode
Zugfestigkeit	Annealiert	Raumtemperatur	520 - 750 MPa	75 - 109 ksi	ASTM E8
Streckgrenze (0,2 % Offset)	Annealiert	Raumtemperatur	205 - 310 MPa	30 - 45 ksi	ASTM E8
Dehnung	Annealiert	Raumtemperatur	40 - 50%	40 - 50%	ASTM E8
Härte (Rockwell B)	Annealiert	Raumtemperatur	70 - 90 HB	70 - 90 HB	ASTM E18
Kerbschlagzähigkeit	Charpy V-Kerbe	-20°C	40 - 60 J	30 - 45 ft-lbf	ASTM E23

Die mechanischen Eigenschaften von 306 Edelstahl machen ihn geeignet für Anwendungen, die gute Festigkeit und Verformbarkeit erfordern. Die Zugfestigkeit und Streckgrenze zeigen, dass er erheblichen Belastungen standhalten kann, während der Dehnungsprozentanteil zeigt, dass er sich ohne Bruch verformen kann, was ihn ideal für Umform- und Schweißverfahren macht.

Physikalische Eigenschaften

Eigenschaft	Zustand/Temperatur	Wert (metrisch)	Wert (imperial)
Dichte	Raumtemperatur	8.0 g/cm³	0.289 lb/in³
Schmelzpunkt/-bereich	-	1400 - 1450 °C	2552 - 2642 °F
Wärmeleitfähigkeit	Raumtemperatur	16 W/m·K	9.3 BTU·in/(hr·ft²·°F)
Spezifische Wärmefähigkeit	Raumtemperatur	500 J/kg·K	0.12 BTU/lb·°F
Elektrische Widerstandsfähigkeit	Raumtemperatur	0.72 µΩ·m	0.0000013 Ω·in
Thermischer Ausdehnungskoeffizient	Raumtemperatur	16.0 x 10⁻⁶/K	8.9 x 10⁻⁶/°F

Wichtige physikalische Eigenschaften wie Dichte und Wärmeleitfähigkeit sind signifikant für Anwendungen, bei denen Gewicht und Wärmeübertragung kritisch sind. Der relativ hohe Schmelzpunkt ermöglicht die Verwendung in Hochtemperaturumgebungen, während die Wärmeleitfähigkeit darauf hinweist, dass er Wärme effizient übertragen kann, was ihn für Wärmeübertrager und ähnliche Anwendungen geeignet macht.

Korrosionsbeständigkeit

Korrosives Mittel	Konzentration (%)	Temperatur (°C)	Beständigkeitsbewertung	Hinweise
Chloride	0 - 10	20 - 60	Gut	Risiko von Lochfraß bei höheren Konzentrationen.
Schwefelsäure	0 - 10	20 - 50	Befriedigend	Empfindlich gegenüber lokalisierter Korrosion.
Essigsäure	0 - 10	20 - 60	Gut	Allgemein beständig, aber Vorsicht geboten.
Meerwasser	-	20 - 30	Exzellent	Hochgradig beständig gegenüber marinen Umgebungen.

306 Edelstahl zeigt in einer Vielzahl von Umgebungen, insbesondere in chloridreichen Umgebungen wie Meerwasser, eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit. Er ist jedoch anfällig für Lochfraßkorrosion bei hohen Chloridkonzentrationen, was in maritimen Anwendungen eine kritische Überlegung sein kann. Im Vergleich zu 316 Edelstahl, der Molybdän zur Verbesserung der Beständigkeit gegen Chloride enthält, schneidet 306 möglicherweise nicht so gut in hochkorrosiven Umgebungen ab, bleibt aber trotzdem ein starker Kandidat für viele Anwendungen.

Hitzebeständigkeit

Eigenschaft/Grenze	Temperatur (°C)	Temperatur (°F)	Bemerkungen
Maximal kontinuierliche Betriebstemperatur	870	1600	Ab diesem Punkt kann Oxidation auftreten.
Maximal intermittierende Betriebstemperatur	925	1700	Geeignet für kurzfristige Exposition.
Skalierungstemperatur	600	1112	Risiko von Skalierung über dieser Temperatur.

Bei erhöhten Temperaturen behält 306 Edelstahl seine mechanischen Eigenschaften bei, kann jedoch Oxidation erfahren, wenn er über längere Zeit exponiert wird. Die maximale kontinuierliche Betriebstemperatur zeigt die Obergrenze für den sicheren Betrieb ohne signifikante Verschlechterung an, während die Skalierungstemperatur das Risiko der Oberflächenoxidation hervorhebt.

Fertigungseigenschaften

Schweißbarkeit

Schweißverfahren	Empfohlenes Zusatzmaterial (AWS-Klassifizierung)	Typisches Schutzgas/Flussmittel	Hinweise
TIG	ER308L	Argon	Ausgezeichnet für Dünnbleche.
MIG	ER308L	Argon/CO2	Gut für dickere Abschnitte.
Stab	E308L	-	Geeignet für Feldeinsätze.

306 Edelstahl ist sehr schweißbar, insbesondere unter Verwendung von kohlenstoffarmen Zusatzwerkstoffen wie ER308L, was das Risiko der Karbidniederschlagsbildung minimiert. Vorwärmen ist in der Regel nicht erforderlich, aber eine Wärmebehandlung nach dem Schweißen kann vorteilhaft sein, um Spannungen abzubauen.

Zerspanbarkeit

Zerspanungsparameter	306 Edelstahl	AISI 1212	Hinweise/Tipps
Relativer Zerspanungsindex	50	100	Moderate Zerspanbarkeit.
Typische Schnittgeschwindigkeit (Drehen)	30 m/min	60 m/min	Verwenden Sie scharfe Werkzeuge und Kühlmittel.

Obwohl 306 Edelstahl eine moderate Zerspanbarkeit aufweist, erfordert er eine sorgfältige Handhabung, um der Verfestigung zu entgehen. Die Verwendung geeigneter Schnittgeschwindigkeiten und Werkzeuge kann die Leistung während der Zerspanungsoperationen verbessern.

Formbarkeit

306 Edelstahl zeigt eine gute Formbarkeit, die kalte und warme Arbeitsprozesse ermöglicht. Die austenitische Struktur bietet eine hervorragende Zähigkeit, sodass komplexe Formen ohne Rissbildung gebildet werden können. Es muss jedoch darauf geachtet werden, übermäßige Verfestigung zu vermeiden, da dies zu Schwierigkeiten bei der weiteren Bearbeitung führen kann.

Wärmebehandlung

Behandlungsprozess	Temperaturbereich (°C)	Typische Haltezeit	Kühlungsmethode	Primäres Ziel / Erwartetes Ergebnis
Glühen	1010 - 1120	30 Minuten	Luft	Spannungen abbauen, Zähigkeit verbessern.
Lösungsbehandlung	1000 - 1100	1 Stunde	Wasser	Karbid lösen, Korrosionsbeständigkeit erhöhen.

Wärmebehandlungsverfahren wie Glühen und Lösungsbehandlung können die Mikrostruktur von 306 Edelstahl erheblich verändern und dessen Zähigkeit und Korrosionsbeständigkeit verbessern. Der Glühprozess gleicht interne Spannungen aus, während die Lösungsbehandlung hilft, Karbide aufzulösen, was die Gesamtleistung verbessert.

Typische Anwendungen und Endverwendungen

Branche/Sektor	Spezifisches Anwendungsbeispiel	Wesentliche Stahlmerkmale, die in dieser Anwendung genutzt werden	Wahlgrund (kurz)
Lebensmittelverarbeitung	Lebensmittelhandhabungsgeräte	Korrosionsbeständigkeit, einfache Reinigung	Hygiene und Langlebigkeit
Chemische Verarbeitung	Lagertanks	Hohe Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit	Sicherheit und Langlebigkeit
Architektur	Fassaden und Geländer	Ästhetische Anziehungskraft, Korrosionsbeständigkeit	Visuelle Attraktivität und Langlebigkeit
Marine Technik	Bootszubehör	Exzellente Beständigkeit gegen Meerwasser	Langlebigkeit in marinen Umgebungen

In der Lebensmittelverarbeitung wird 306 Edelstahl aufgrund seiner hygienischen Eigenschaften und der einfachen Reinigung gewählt, was ihn ideal für Geräte macht, die mit Lebensmitteln in Kontakt kommen. In der chemischen Verarbeitung sind seine Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit entscheidend für Sicherheit und Langlebigkeit.

Wichtige Überlegungen, Auswahlkriterien und weitere Einblicke

Merkmal/Eigenschaft	306 Edelstahl	304 Edelstahl	316 Edelstahl	Kurze Pro-/Kontra- oder Trade-off-Notiz
Wesentliche mechanische Eigenschaft	Moderat Festigkeit	Moderat Festigkeit	Hohe Festigkeit	316 bietet bessere Stärke.
Wesentliches Korrosionsmerkmal	Gut in vielen Umgebungen	Gut in vielen Umgebungen	Exzellent in Chloriden	316 ist überlegen in der Chloridbeständigkeit.
Schweißbarkeit	Exzellent	Exzellent	Gut	Alle sind schweißbar, aber 306 hat weniger Kohlenstoff.
Zerspanbarkeit	Moderat	Moderat	Moderat	Alle erfordern Vorsicht, um Verfestigung zu vermeiden.
Formbarkeit	Gut	Gut	Gut	Alle haben ähnliche Formbarkeit.
Ungefähre relative Kosten	Moderat	Moderat	Höher	316 ist typischerweise teurer.
Typische Verfügbarkeit	Allgemein	Allgemein	Allgemein	Alle sind weit verbreitet verfügbar.

Bei der Auswahl von 306 Edelstahl sind Überlegungen wie Kosten-Effektivität, Verfügbarkeit und Leistung in bestimmten Umgebungen zu berücksichtigen. Während er gute Gesamteigenschaften bietet, könnte 316 Edelstahl für Anwendungen mit hoher Chloridbelastung trotz höherer Kosten die bessere Wahl sein. Darüber hinaus sind Sicherheitsüberlegungen in Lebensmitteln und chemischen Verarbeitungsumgebungen ein Grund dafür, dass 306 aufgrund seiner Korrosionsbeständigkeit und der einfachen Reinigung bevorzugt wird.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass 306 Edelstahl ein vielseitiges Material mit einer ausgewogenen Kombination von Eigenschaften ist, die ihn für eine Vielzahl von Anwendungen, insbesondere dort, wo Korrosionsbeständigkeit und Formbarkeit erforderlich sind, geeignet machen. Seine Leistung kann durch sorgfältige Auswahl der Fertigungsmethoden und Berücksichtigung der Umweltfaktoren optimiert werden.