317 Edelstahl: Eigenschaften und wichtige Anwendungen

317 Edelstahl wird als austenitischer Edelstahl klassifiziert, der für seine hohe Korrosionsbeständigkeit und hervorragenden mechanischen Eigenschaften bekannt ist. Diese Legierung ist hauptsächlich mit Chrom (Cr), Nickel (Ni) und Molybdän (Mo) legiert, was ihre Widerstandsfähigkeit gegen Loch- und Spaltkorrosion, insbesondere in chloridhaltigen Umgebungen, erheblich erhöht. Das Vorhandensein von Molybdän ist besonders vorteilhaft, da es die Leistung des Stahls unter sauren Bedingungen verbessert und seine Gesamtfestigkeit erhöht.

Umfassender Überblick

317 Edelstahl wird für seine überlegene Korrosionsbeständigkeit im Vergleich zu anderen Edelstahlsorten anerkannt, wodurch er eine bevorzugte Wahl in verschiedenen Anwendungen, insbesondere in der chemischen Verarbeitung und in maritimen Umgebungen, ist. Seine einzigartige Zusammensetzung, die typischerweise etwa 18% Chrom, 14% Nickel und 3% Molybdän umfasst, trägt zu seinen hervorragenden mechanischen Eigenschaften, einschließlich hoher Zugfestigkeit und Duktilität, bei.

Vorteile:
- Korrosionsbeständigkeit: Ausgezeichnete Beständigkeit gegenüber einer Vielzahl von korrosiven Umgebungen, einschließlich Chloriden und Schwefelsäure.
- Hohe Festigkeit: Beibehaltung der Festigkeit bei erhöhten Temperaturen, was ihn für hochbelastete Anwendungen geeignet macht.
- Vielfalt: Kann in verschiedenen Anwendungen eingesetzt werden, von der Lebensmittelverarbeitung bis zur chemischen Herstellung.

Einschränkungen:
- Kosten: Allgemein teurer als niedrigere Edelstahlqualitäten aufgrund seiner Legierungselemente.
- Bearbeitbarkeit: Obwohl er gute Formbarkeit hat, kann die Bearbeitung im Vergleich zu weniger legierten Stählen schwieriger sein.

Historisch wurde 317 Edelstahl in Industrien eingesetzt, in denen Korrosionsbeständigkeit kritisch ist, wie z.B. in der Herstellung von chemischen Geräten, in maritimen Anwendungen und in der Lebensmittelindustrie. Seine Marktposition bleibt stark aufgrund seiner einzigartigen Eigenschaften, was ihn zu einer häufigen Wahl für Ingenieure und Designer macht.

Alternative Namen, Standards und Äquivalente

Normungsorganisation	Bezeichnung/Grad	Land/Region des Ursprungs	Bemerkungen/Hinweise
UNS	S31700	USA	Nächster Äquivalent zu AISI 317L
AISI/SAE	317	USA	Ähnlich wie 317L, aber mit höherem Kohlenstoffgehalt
ASTM	A240	USA	Standard-Spezifikation für Chrom- und Chrom-Nickel-Edelstahlbleche, -folien und -streifen für Druckbehälter und allgemeine Anwendungen
EN	1.4449	Europa	Äquivalent zu 317 mit geringfügigen Zusammensetzungsunterschieden
JIS	SUS317	Japan	Ähnliche Eigenschaften wie AISI 317
ISO	1.4449	International	Nächster Äquivalent zu AISI 317

Die Unterschiede zwischen äquivalenten Grades können die Leistung beeinflussen, insbesondere in Bezug auf Korrosionsbeständigkeit und mechanische Eigenschaften. Beispielsweise hat 317L einen niedrigeren Kohlenstoffgehalt, was seine Schweißbarkeit verbessert und das Risiko der Karbidablagerung beim Schweißen verringert.

Wichtige Eigenschaften

Chemische Zusammensetzung

Element (Symbol und Name)	Prozentsatzbereich (%)
Cr (Chrom)	18.0 - 20.0
Ni (Nickel)	12.0 - 15.0
Mo (Molybdän)	2.5 - 3.0
C (Kohlenstoff)	0.08 max
Mn (Mangan)	2.0 max
Si (Silizium)	1.0 max
P (Phosphor)	0.045 max
S (Schwefel)	0.030 max

Die Hauptfunktion von Chrom besteht darin, die Korrosionsbeständigkeit zu verbessern, während Nickel zur Zähigkeit und Duktilität beiträgt. Molybdän verbessert weiter die Widerstandsfähigkeit gegen Loch- und Spaltkorrosion, insbesondere in chloridhaltigen Umgebungen. Kohlenstoff, obwohl in geringen Mengen vorhanden, kann die Schweißbarkeit und Korrosionsbeständigkeit beeinträchtigen.

Mechanische Eigenschaften

Eigenschaft	Zustand/Temperatur	Typischer Wert/Bereich (metrisch - SI-Einheiten)	Typischer Wert/Bereich (imperiale Einheiten)	Referenzstandard für Prüfmethoden
Zugfestigkeit	Angeglüht	515 - 690 MPa	75 - 100 ksi	ASTM E8
Streckgrenze (0,2% Offset)	Angeglüht	205 - 310 MPa	30 - 45 ksi	ASTM E8
Elongation	Angeglüht	40% - 50%	40% - 50%	ASTM E8
Flächenreduktion	Angeglüht	60% - 70%	60% - 70%	ASTM E8
Härte (Rockwell B)	Angeglüht	85 - 95 HRB	85 - 95 HRB	ASTM E18
Kerbschlagzähigkeit (Charpy V-Notch)	-40°C	40 J	30 ft-lbf	ASTM E23

Die Kombination aus hoher Zug- und Streckfestigkeit sowie guter Dehnung macht 317 Edelstahl geeignet für Anwendungen, die strukturelle Integrität unter mechanischer Belastung erfordern. Seine Kerbschlagzähigkeit bei niedrigen Temperaturen weist auch auf seine Zuverlässigkeit in kalten Umgebungen hin.

Physikalische Eigenschaften

Eigenschaft	Zustand/Temperatur	Wert (metrisch - SI-Einheiten)	Wert (imperiale Einheiten)
Dichte	Raumtemperatur	8.0 g/cm³	0.289 lb/in³
Schmelzpunkt	-	1400 - 1450 °C	2550 - 2642 °F
Wärmeleitfähigkeit	Raumtemperatur	16.2 W/m·K	112 BTU·in/(hr·ft²·°F)
Speicherfähigkeit	Raumtemperatur	500 J/kg·K	0.12 BTU/lb·°F
Elektrische Widerstandsfähigkeit	Raumtemperatur	0.72 µΩ·m	0.0000013 Ω·in
Wärmeausdehnungskoeffizient	20 - 100 °C	16.0 x 10⁻⁶ /K	8.9 x 10⁻⁶ /°F
Magnetische Permeabilität	Raumtemperatur	Nicht magnetisch	Nicht magnetisch

Die Dichte und der Schmelzpunkt zeigen, dass 317 Edelstahl hohen Temperaturen standhalten kann, ohne strukturelle Integrität zu verlieren. Seine Wärmeleitfähigkeit und spezifische Wärme sind wichtig für Anwendungen, die mit Wärmeübertragung zu tun haben, während seine nicht-magnetische Natur ihn für elektronische und medizinische Anwendungen geeignet macht.

Korrosionsbeständigkeit

Korrosives Mittel	Konzentration (%)	Temperatur (°C/°F)	Widerstandsbewertung	Bemerkungen
Chloride	3-10%	20-60°C / 68-140°F	Ausgezeichnet	Risiko von Lochkorrosion
Schwefelsäure	10-30%	20-40°C / 68-104°F	Gut	Mittlere Beständigkeit
Salzsäure	5-20%	20-50°C / 68-122°F	Ausreichend	Empfindlich gegenüber lokalisierter Korrosion
Essigsäure	5-20%	20-60°C / 68-140°F	Gut	Risiko von Spannungskorrosionsschäden
Salzwasser	-	Umgebungstemperatur	Ausgezeichnet	Hochgradig beständig

317 Edelstahl zeigt eine hervorragende Widerstandsfähigkeit gegenüber einer Vielzahl von korrosiven Mitteln, insbesondere in maritimen Umgebungen. Seine Leistung unter chloridhaltigen Bedingungen ist überlegen im Vergleich zu vielen anderen Edelstählen, wie den Graden 304 und 316, die anfälliger für Loch- und Spaltkorrosion sind. Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass, während er in Schwefelsäure und Essigsäure gut abschneidet, er in Salzsäure anfällig für lokalisierte Korrosion sein kann.

Hitzebeständigkeit

Eigenschaft/Grenze	Temperatur (°C)	Temperatur (°F)	Bemerkungen
Maximale kontinuierliche Betriebstemperatur	925 °C	1700 °F	Geeignet für Hochtemperaturanwendungen
Maximale intermittierende Betriebstemperatur	1035 °C	1900 °F	Hält kurzfristiger Exposition stand
Skalierungstemperatur	800 °C	1470 °F	Risiko von Skalierung über dieser Temperatur
Überlegungen zur Kriechfestigkeit beginnen bei	600 °C	1112 °F	Kriechbeständigkeit nimmt bei hohen Temperaturen ab

Bei erhöhten Temperaturen behält 317 Edelstahl seine Festigkeit und Oxidationsbeständigkeit bei, was ihn für Hochtemperaturanwendungen geeignet macht. Eine längere Exposition gegenüber Temperaturen über 800 °C kann jedoch zu Skalierung führen, was seine Oberflächen-Eigenschaften und Korrosionsbeständigkeit beeinträchtigen kann.

Bearbeitungseigenschaften

Schweißbarkeit

Schweißverfahren	Empfohlenes Füllmetall (AWS-Klassifizierung)	Typisches Schutzgas/Flussmittel	Bemerkungen
TIG	ER317 oder ER317L	Argon	Gut für dünne Abschnitte
MIG	ER317 oder ER317L	Argon + CO2-Mischung	Geeignet für dickere Abschnitte
SMAW	E317	-	Erfordert Vorwärmung

317 Edelstahl gilt allgemein als gut schweißbar, obwohl eine Vorwärmung erforderlich sein kann, um Rissbildung zu vermeiden. Eine Nachbehandlung nach dem Schweißen kann die Korrosionsbeständigkeit der geschweißten Verbindungen verbessern. Es sollte darauf geachtet werden, geeignete Füllmetalle auszuwählen, die zu den Eigenschaften des Grundmaterials passen.

Zerspanbarkeit

Zerspanungsparameter	317 Edelstahl	AISI 1212	Bemerkungen/Hinweise
Relativer Zerspanungsindex	40	100	Erfordert geringere Schnittgeschwindigkeiten
20 m/min	60 m/min	Verwenden Sie Hartmetallwerkzeuge für die besten Ergebnisse

317 Edelstahl hat im Vergleich zu freibearbeitbaren Stählen wie AISI 1212 einen niedrigeren Zerspanungsindex. Optimale Bedingungen umfassen die Verwendung von scharfen Werkzeugen und langsameren Schnittgeschwindigkeiten, um die Verfestigung durch Bearbeitung zu minimieren.

Formbarkeit

317 Edelstahl zeigt eine gute Formbarkeit, die kalte und warme Formung ermöglicht. Aufgrund seiner Verfestigungseigenschaften ist jedoch eine sorgfältige Kontrolle der Biegeradien und Formungsgeschwindigkeiten erforderlich, um Rissbildung zu vermeiden.

Wärmebehandlung

Behandlungsprozess	Temperaturbereich (°C/°F)	Typische Haltezeit	Kühlmethode	Primärer Zweck / Erwartetes Ergebnis
Glühen	1040 - 1120 °C / 1900 - 2050 °F	1-2 Stunden	Luft oder Wasser	Spannungen abbauen, Duktilität verbessern
Lösungsbehandlung	1000 - 1100 °C / 1830 - 2010 °F	30 Minuten	Wasser	Kohlenstoffe lösen, Korrosionsbeständigkeit verbessern

Bei der Wärmebehandlung durchläuft 317 Edelstahl metallurgische Umwandlungen, die seine Mikrostruktur und Eigenschaften verbessern. Das Glühen hilft, innere Spannungen abzubauen, während die Lösungsbehandlung die Korrosionsbeständigkeit durch das Lösen von Karbiden verbessert.

Typische Anwendungen und Endnutzungen

Industrie/Sektor	Beispiel für eine spezifische Anwendung	Schlüsselstahl Eigenschaften, die in dieser Anwendung genutzt werden	Grund für die Auswahl (Kurzfassung)
Chemische Verarbeitung	Reaktoren und Lagertanks	Hohe Korrosionsbeständigkeit, Festigkeit	Essentiell für den Umgang mit aggressiven Chemikalien
Marinetechnik	Schiffskomponenten	Ausgezeichnete Beständigkeit gegen Salzwasser	Verhindert Korrosion in maritimen Umgebungen
Lebensmittel und Getränke	Verarbeitungsgeräte	Nicht reaktiv, leicht zu reinigen	Entspricht Hygienestandards
Pharmazeutisch	Geräte und Rohrleitungen	Korrosionsbeständigkeit, Sauberkeit	Kritisch für sterile Umgebungen

Weitere Anwendungen umfassen:
- Komponenten der Öl- und Gasindustrie
- Wärmetauscher
- Zellstoff- und Papierherstellung

317 Edelstahl wird aufgrund seiner außergewöhnlichen Korrosionsbeständigkeit und seiner Fähigkeit zur Aufrechterhaltung der strukturellen Integrität unter anspruchsvollen Bedingungen für diese Anwendungen gewählt.

Wichtige Überlegungen, Auswahlkriterien und weitere Einblicke

Merkmal/Eigenschaft	317 Edelstahl	316 Edelstahl	304 Edelstahl	Kurzfassung Pro/Contra oder Trade-off Hinweis
Wichtigste mechanische Eigenschaft	Hohe Zugfestigkeit	Mittlere Zugfestigkeit	Mittlere Zugfestigkeit	317 bietet bessere Leistung in korrosiven Umgebungen
Wichtigster Korrosionsaspekt	Ausgezeichnet bei Chloriden	Gut bei Chloriden	Ausreichend bei Chloriden	317 ist überlegen in der Chloridbeständigkeit
Schweißbarkeit	Gut	Ausgezeichnet	Gut	316 wird oft für das Schweißen bevorzugt
Zerspanbarkeit	Moderat	Moderat	Hoch	304 ist einfacher zu zerspanen
Formbarkeit	Gut	Gut	Ausgezeichnet	304 hat bessere Formbarkeit
Ungefähre relative Kosten	Höher	Moderat	Geringer	317 ist aufgrund der Legierungselemente teurer
Typische Verfügbarkeit	Moderat	Hoch	Sehr hoch	304 ist am häufigsten verfügbar

Bei der Auswahl von 317 Edelstahl umfassen die Überlegungen seine Kosten-Nutzen-Relation in Bezug auf Leistung, Verfügbarkeit und spezifische Anwendungsanforderungen. Obwohl er teurer sein kann als andere Qualitäten, können seine überlegene Korrosionsbeständigkeit zu einer längeren Lebensdauer und reduzierten Wartungskosten in rauen Umgebungen führen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass 317 Edelstahl ein vielseitiges und leistungsfähiges Material ist, das für eine Vielzahl von Anwendungen geeignet ist, insbesondere wo Korrosionsbeständigkeit von größter Bedeutung ist. Seine einzigartigen Eigenschaften machen ihn zu einer wertvollen Wahl für Ingenieure und Designer in verschiedenen Branchen.