Nitronic 30 Edelstahl: Eigenschaften und wichtige Anwendungen

340 Edelstahl, auch bekannt als Nitronic 30, wird als austenitischer Edelstahl klassifiziert. Diese Legierung zeichnet sich durch ihre einzigartige Kombination aus hoher Festigkeit und hervorragender Korrosionsbeständigkeit aus, was sie für eine Vielzahl von Anwendungen geeignet macht. Die wichtigsten Legierungselemente in Nitronic 30 sind Chrom, Nickel und Mangan, die zu seinen grundlegenden Eigenschaften beitragen.

Umfassende Übersicht

Nitronic 30 ist durch seine außergewöhnliche Korrosionsbeständigkeit gekennzeichnet, insbesondere in Umgebungen, die für herkömmliche Edelstähle eine Herausforderung darstellen würden. Der hohe Gehalt an Chrom verbessert seine Widerstandsfähigkeit gegen Oxidation und Lochfraß, während die Zugabe von Nickel die Zähigkeit und Verformbarkeit erhöht. Mangan spielt eine entscheidende Rolle bei der Stabilisierung der austenitischen Struktur, die für die Erhaltung seiner mechanischen Eigenschaften bei erhöhten Temperaturen unerlässlich ist.

Die Vorteile von Nitronic 30 umfassen seine überlegene Abriebfestigkeit, die insbesondere in Anwendungen von Vorteil ist, die Reibung und Abrieb beinhalten. Darüber hinaus zeigt es eine hervorragende Beständigkeit gegen Spannungskorrosionsrissbildung (SCC) und kann hohen Temperaturen standhalten, ohne seine mechanische Integrität zu verlieren. Zu den Einschränkungen gehören jedoch höhere Kosten im Vergleich zu herkömmlichen Edelstählen und mögliche Schwierigkeiten bei der Bearbeitung aufgrund seiner Festigkeit.

Historisch gesehen hat Nitronic 30 seine Nische in Branchen gefunden, die Materialien benötigen, die extremen Bedingungen standhalten können, wie beispielsweise in der Marine-, chemischen Verarbeitung und Luftfahrt. Seine einzigartigen Eigenschaften haben es zu einer bevorzugten Wahl für Komponenten gemacht, die sowohl Festigkeit als auch Korrosionsbeständigkeit erfordern.

Alternative Namen, Standards und Äquivalente

Normungsorganisation	Bezeichnung/Grad	Land/Region der Herkunft	Bemerkungen/Hinweise
UNS	S34000	USA	Nächster Äquivalent zu AISI 316L
AISI/SAE	340	USA	Kleine Zusammensetzungsunterschiede zu beachten
ASTM	A240	USA	Häufig verwendet für Blech- und Plattenanwendungen
EN	1.3964	Europa	Äquivalent zu Nitronic 30 mit leichten Variationen
JIS	SUS 304	Japan	Ähnliche Eigenschaften, aber geringere Korrosionsbeständigkeit
ISO	1.3964	International	Standardisierte Bezeichnung für den globalen Einsatz

Nitronic 30s nächstgelegene Äquivalente, wie AISI 316L, bieten möglicherweise ähnliche Korrosionsbeständigkeit, jedoch ohne die verbesserte Abriebfestigkeit und Festigkeitsmerkmale, die Nitronic 30 bietet. Diese Unterscheidung ist entscheidend bei der Auswahl von Materialien für spezifische Anwendungen, insbesondere in Umgebungen, die anfällig für Abrieb oder hohe Belastungen sind.

Wichtige Eigenschaften

Chemische Zusammensetzung

Element (Symbol und Name)	Prozentsatzbereich (%)
Cr (Chrom)	18.0 - 20.0
Ni (Nickel)	8.0 - 10.0
Mn (Mangan)	5.0 - 7.0
Si (Silizium)	1.0 max
C (Kohlenstoff)	0.08 max
P (Phosphor)	0.045 max
S (Schwefel)	0.03 max

Die wichtigsten Legierungselemente in Nitronic 30 spielen eine wesentliche Rolle in seinen Eigenschaften. Chrom verbessert die Korrosionsbeständigkeit und Oxidationsstabilität, während Nickel zur Zähigkeit und Verformbarkeit beiträgt. Mangan stabilisiert nicht nur die austenitische Struktur, sondern verbessert auch die Verfestigungsfähigkeit des Stahls, wodurch er widerstandsfähiger gegen Abrieb wird.

Mechanische Eigenschaften

Eigenschaft	Zustand/Temperatur	Testtemperatur	Typischer Wert/Bereich (metrisch)	Typischer Wert/Bereich (imperial)	Referenzstandard für Testmethode
Zugfestigkeit	Gestrickt	Raumtemperatur	620 - 800 MPa	90 - 116 ksi	ASTM E8
Streckgrenze (0,2%-Offset)	Gestrickt	Raumtemperatur	310 - 450 MPa	45 - 65 ksi	ASTM E8
Dehnung	Gestrickt	Raumtemperatur	40% min	40% min	ASTM E8
Härte (Rockwell B)	Gestrickt	Raumtemperatur	85 - 95 HRB	85 - 95 HRB	ASTM E18
Kerbschlagfestigkeit (Charpy)	Gestrickt	-20°C	40 J	30 ft-lbf	ASTM E23

Die mechanischen Eigenschaften von Nitronic 30 machen ihn geeignet für Anwendungen, die hohe Festigkeit und Verformbarkeit erfordern. Seine Zugfestigkeit ermöglicht es ihm, erheblichen Belastungen standzuhalten, während seine Dehnung eine gute Formbarkeit anzeigt. Die Schlagfestigkeit bei niedrigen Temperaturen stellt sicher, dass er in kalten Umgebungen gut funktioniert, was ihn vielseitig für verschiedene Ingenieuranwendungen macht.

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	25 W/m·K	14.5 BTU·in/h·ft²·°F
Spezifische Wärmekapazität	Raumtemperatur	500 J/kg·K	0.12 BTU/lb·°F
Elektrischer Widerstand	Raumtemperatur	0.73 μΩ·m	0.0000013 Ω·in
Wärmeausdehnungskoeffizient	Raumtemperatur	16.0 x 10⁻⁶ /K	8.9 x 10⁻⁶ /°F
Magnetische Permeabilität	Raumtemperatur	Nicht-magnetisch	Nicht-magnetisch

Die Dichte von Nitronic 30 deutet auf ein robustes Material hin, während sein Schmelzpunkt auf eine gute thermische Stabilität hinweist. Die Wärmeleitfähigkeit und die spezifische Wärmekapazität sind entscheidend für Anwendungen, die Wärmeübertragung erfordern, während der niedrige elektrische Widerstand es für bestimmte elektrische Anwendungen geeignet macht. Sein nicht-magnetisches Verhalten ist vorteilhaft in Umgebungen, in denen magnetische Störungen minimiert werden müssen.

Korrosionsbeständigkeit

Korrsionsmittel	Konzentration (%)	Temperatur (°C/°F)	Widerstandswertung	Hinweise
Chloride	3-10	20-60 °C / 68-140 °F	Ausgezeichnet	Risiko von Lochfraß bei höheren Konzentrationen
Schwefelsäure	10-30	20-60 °C / 68-140 °F	Gut	Begrenzter Widerstand bei erhöhten Temperaturen
Salzsäure	1-5	20-60 °C / 68-140 °F	Befriedigend	Nicht empfohlen für hohe Konzentrationen
Seewasser	-	Umgebung	Ausgezeichnet	Hochgradig widerstandsfähig gegenüber maritimen Umgebungen
Ammoniak	-	Umgebung	Gut	Empfindlich gegenüber Spannungskorrosionsrissbildung

Nitronic 30 zeigt eine hervorragende Beständigkeit gegenüber einer Vielzahl von korrosiven Stoffen, insbesondere in maritimen Umgebungen, wo Chloride vorherrschen. Seine Leistung in Schwefel- und Salzsäuren ist bemerkenswert, obwohl Vorsicht bei höheren Konzentrationen geboten ist. Im Vergleich zu anderen Edelstählen, wie AISI 316L, bietet Nitronic 30 eine überlegene Beständigkeit gegen Lochfraß und Spaltkorrosion, was ihn zu einer bevorzugten Wahl für Anwendungen in aggressiven Umgebungen macht.

Hitzebeständigkeit

Eigenschaft/Grenzwert	Temperatur (°C)	Temperatur (°F)	Bemerkungen
Maximale kontinuierliche Betriebstemperatur	800 °C	1472 °F	Geeignet für Hochtemperaturanwendungen
Maximale intermittierende Betriebstemperatur	900 °C	1652 °F	Nur kurzfristige Exposition
Skalierungstemperatur	1000 °C	1832 °F	Risiko von Oxidation über diese Grenze
Überlegungen zur Kriechfestigkeit	600 °C	1112 °F	Beginnt bei erhöhten Temperaturen zu degradieren

Nitronic 30 behält seine mechanischen Eigenschaften bei erhöhten Temperaturen bei, wodurch es sich für Anwendungen mit Wärme eignet. Es ist jedoch wichtig, die Expositionszeiten und Temperaturen zu überwachen, um Oxidation und Skalierung zu vermeiden, die seine Integrität gefährden können. Die Kriechfestigkeit ist ein kritischer Faktor für Komponenten, die längeren hohen Temperaturen ausgesetzt sind, da sie im Laufe der Zeit zu Verformungen führen kann.

Bearbeitungsmerkmale

Schweißbarkeit

Schweißverfahren	Empfohlener Fülldraht (AWS-Klassifikation)	Typisches Schutzgas/Flussmittel	Hinweise
TIG	ER308L	Argon	Gut für dünne Abschnitte
MIG	ER308L	Argon + CO2	Geeignet für dickere Abschnitte
SMAW	E308L	-	Erfordert Vorwärmung für dickere Materialien

Nitronic 30 wird im Allgemeinen eine gute Schweißbarkeit zugeschrieben, insbesondere bei Verwendung geeigneter Füllmetalle. Vorwärmen kann für dickere Abschnitte erforderlich sein, um Risse zu vermeiden. Eine Nachbehandlung der Schweißnähte kann die mechanischen Eigenschaften der Schweißnähte verbessern und Restspannungen reduzieren.

Zerspanbarkeit

Zerspanungsparameter	Nitronic 30	AISI 1212	Hinweise/Tipps
Relativer Zerspanungsindex	50	100	Schwieriger zu bearbeiten aufgrund der Festigkeit
Typische Vorschubgeschwindigkeit (Drehen)	30 m/min	60 m/min	Verwenden Sie Hartmetallwerkzeuge für beste Ergebnisse

Die Bearbeitung von Nitronic 30 kann aufgrund seiner Festigkeit und Verfestigungsmerkmale herausfordernd sein. Der Einsatz von Hartmetallwerkzeugen und die Optimierung der Schneidgeschwindigkeiten können die Zerspanbarkeit verbessern. Es wird empfohlen, geeignetes Kühlmittel zu verwenden, um die Wärme während der Bearbeitungsarbeiten zu managen.

Formbarkeit

Nitronic 30 weist eine gute Formbarkeit auf, die kaltes und heißes Umformen ermöglicht. Aufgrund seiner Neigung zur Verfestigung ist jedoch eine sorgfältige Steuerung des Umformprozesses erforderlich, um Risse zu vermeiden. Empfohlene Biegeradien sollten eingehalten werden, um die Integrität des Materials während der Umformarbeiten zu gewährleisten.

Wärmebehandlung

Behandlungsprozess	Temperaturbereich (°C/°F)	Typische Haltezeit	Kühlmethode	Primäres Ziel / Erwartetes Ergebnis
Lösungsannealing	1050 - 1150 °C / 1922 - 2102 °F	30 min	Luft oder Wasser	Karbid lösen, Korrosionsbeständigkeit erhöhen
Spannungsabbau	300 - 400 °C / 572 - 752 °F	1-2 Stunden	Luft	Reduzierung der Restspannungen

Wärmebehandlungsverfahren wie das Lösungs-Glühen sind entscheidend für die Optimierung der Mikrostruktur von Nitronic 30. Diese Behandlung löst Karbide und verbessert die Korrosionsbeständigkeit, während Spannungsabbau-Behandlungen dazu beitragen, Restspannungen zu verringern, die zu Rissen oder Verformungen führen können.

Typische Anwendungen und Verwendungszwecke

Industrie/Sektor	Beispiel für spezifische Anwendung	Wichtige Stahleigenschaften, die in dieser Anwendung genutzt werden	Grund für die Auswahl (kurz)
Marine	Propellerwellen	Hohe Korrosionsbeständigkeit, Festigkeit	Hält rauen marinen Bedingungen stand
Chemische Verarbeitung	Pumpenkomponenten	Verschleißfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit	Lange Lebensdauer in aggressiven Umgebungen
Luftfahrt	Verbindungsstücke	Hohe Festigkeit, geringes Gewicht	Kritisch für die strukturelle Integrität
Lebensmittelverarbeitung	Ausrüstungsteile	Korrosionsbeständigkeit, Hygiene	Erfüllt die Hygienevorschriften

Weitere Anwendungen von Nitronic 30 umfassen:

• • Komponenten der Öl- und Gasindustrie
• • Medizinische Geräte und chirurgische Instrumente
• • Automobilteile, die korrosiven Umgebungen ausgesetzt sind

Die Auswahl von Nitronic 30 für diese Anwendungen beruht hauptsächlich auf seiner einzigartigen Kombination aus Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Langlebigkeit, die für die Aufrechterhaltung der Leistung und Sicherheit in anspruchsvollen Umgebungen unerlässlich sind.

Wichtige Überlegungen, Auswahlkriterien und weitere Einblicke

Merkmal/Eigenschaft	Nitronic 30	AISI 316L	Duplex-Edelstahl	Kurz Pro-/Kontra- oder Handelsnotiz
Wichtige mechanische Eigenschaft	Hohe Festigkeit	Mittlere Festigkeit	Hohe Festigkeit	Nitronic 30 bietet überlegene Verschleißfestigkeit
Wichtiger Korrosionsaspekt	Ausgezeichnet	Gut	Ausgezeichnet	Nitronic 30 glänzt in der Lochfraßbeständigkeit
Schweißbarkeit	Gut	Ausgezeichnet	Moderat	Nitronic 30 erfordert sorgfältige Schweißpraktiken
Zerspanbarkeit	Moderat	Gut	Moderat	Nitronic 30 ist schwerer zu bearbeiten als 316L
Formbarkeit	Gut	Ausgezeichnet	Moderat	Nitronic 30 hat gute Formbarkeit, verfestigt sich aber
Ungefähr relativer Preis	Höher	Moderat	Höher	Kostenüberlegungen können die Auswahl beeinflussen
Typische Verfügbarkeit	Moderat	Hoch	Moderat	Verfügbarkeit kann den Projektzeitrahmen beeinflussen

Bei der Auswahl von Nitronic 30 sind Faktoren wie Kosten, Verfügbarkeit und spezifische Anwendungsanforderungen entscheidend. Obwohl es teurer sein kann als herkömmliche Edelstähle, rechtfertigt seine Leistung in anspruchsvollen Umgebungen oft die Investition. Darüber hinaus machen seine einzigartigen Eigenschaften es für Nischenanwendungen geeignet, in denen andere Materialien versagen könnten.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Nitronic 30 (340 Edelstahl) als vielseitiges und leistungsstarkes Material hervorsticht, insbesondere in Anwendungen, die außergewöhnliche Korrosionsbeständigkeit und mechanische Festigkeit erfordern. Seine einzigartigen Eigenschaften und Fähigkeiten machen es zu einer wertvollen Wahl in verschiedenen Branchen und gewährleisten Zuverlässigkeit und Langlebigkeit in herausfordernden Umgebungen.