18-8 Edelstahl: Zusammensetzung, Leistung & Verwendungsmöglichkeiten

1. Zusammenfassung

„Edelstahl 18-8“ ist die gebräuchliche Bezeichnung für eine Familie austenitischer rostfreier Stähle, die sich durch grobe Eigenschaften auszeichnen 18% Chrom Und 8% Nickel (daher „18-8“).

Das bekannteste Mitglied ist Typ 304 (UNS S30400 / IN 1.4301). 18-8 Legierungen sind die Arbeitspferde der Edelstahltechnologie, da sie eine umfassende Korrosionsbeständigkeit vereinen, hervorragende Formbarkeit, hohe Zähigkeit, und einfache Herstellung.

Das sind sie nicht, Jedoch, die beste Wahl für aggressive Chloridumgebungen oder Hochtemperatur-Kriechanwendungen – in diesen Fällen Legierungen mit zugesetztem Molybdän, stabilisierte oder Duplex-Mikrostrukturen, oder Nickelbasislegierungen werden bevorzugt.

2. Was „18-8“ bedeutet – Definition und Geltungsbereich

„18-8“ ist eine informelle Angabe, historischer Deskriptor, der bezeichnet Edelstähle mit etwa 18 Gew.% Chrom Und 8 Gew.% Nickel– die klassische austenitische rostfreie Zusammensetzung, die im frühen 20. Jahrhundert eingeführt wurde.

Es bezieht sich typischerweise auf die 300-Reihe austenitisch Familie: hauptsächlich Typ 304 und seine Varianten (304L, 304H), plus zugehörige stabilisierte Qualitäten (z.B., 321, 347) die 18–20 % Cr enthalten / 8–10 % Ni-Basis, aber Titan oder Niob hinzufügen, um die Karbidausfällung zu kontrollieren.

Wichtige Punkte:

• „18-8“ ist eine praktische Abkürzung – geben Sie die genaue Note an (z.B., 304, 304L, 321) im Einkauf.
• Das austenitische Gefüge wird durch Ni stabilisiert; Cr sorgt für Passivität und Oxidationsbeständigkeit.

3. Typische Qualitäten und Standards

Häufig kommerziell genutzt 18-8 Varianten umfassen:

• Typ 304 (UNS S30400 / IN 1.4301) — Standard 18-8 rostfrei; Allgemeiner Zweck.
• Typ 304L (S30403 / 1.4306) — kohlenstoffarme Variante (≤ 0,03% c) um die Sensibilisierung beim Schweißen zu reduzieren.
• Typ 304H (S30409 / 1.4307) – höherer Kohlenstoffgehalt (≈0,04–0,10 %) für verbesserte Festigkeit bei erhöhten Temperaturen.
• Typ 321 (S32100 / 1.4541) — Ti-stabilisiert für bessere Beständigkeit gegen interkristalline Korrosion nach Einwirkung von Temperaturen im Bereich von 450–850 °C.
• Typ 347 (S34700 / 1.4550) — Nb-stabilisiertes Äquivalent zu 321.

Zu den Standards, die diese Qualitäten abdecken, gehören: ASTM A240 / A240M (Platte, Blatt), ASTM A276 (Barren), ASME/ASME II, und EN/ISO-Äquivalente. Geben Sie in den Spezifikationen immer die genaue Norm und die UNS/EN-Nummer an.

4. Chemische Zusammensetzung von 18-8 Edelstahl

5. Mechanische Eigenschaften von 18-8 Edelstahl

Die folgende Tabelle enthält repräsentative mechanische Eigenschaften für typische 18-8 austenitische Edelstähle (z.B., Typ 304 Familie) im lösungsgeglühten Zustand / geglühter Zustand.

6. Physisch & Thermische Eigenschaften

• Dichte: ≈ 7.9 g·cm⁻³.
• Elastizitätsmodul (E): ≈ 193–200 GPa.
• Wärmeleitfähigkeit: relativ niedrig für ein Metall, ≈ 14–16 W·m⁻¹·K⁻¹ bei 100 °C (fällt mit der Temperatur).
• Wärmeausdehnungskoeffizient: ≈ 16–17×10⁻⁶ K⁻¹ (20–100 ° C.) – höher als Kohlenstoffstahl, wichtig für die thermische Verbindungskonstruktion.
• Schmelzbereich: Solidus ~ 1375–1400 ° C., flüssig ~ 1400–1450 °C (Zusammensetzung abhängig).
• Magnetisches Verhalten: im Wesentlichen nicht magnetisch im geglühten Zustand; Kaltverformung oder Martensitbildung führen zu leichtem Ferromagnetismus.

Temperatur-Betriebsgrenzen: Dauereinsatz bis zu ~400–800 °C ist je nach Legierung und Umgebung möglich; Vorsicht vor der Sensibilisierungszone (~425–850 °C) und Aufkohlung/Oxidation bei hohen Temperaturen.

Für eine dauerhaft hohe T-Festigkeit sollten Sie 304H in Betracht ziehen, 309, 310 oder andere Hochtemperaturlegierungen.

7. Korrosionsverhalten – Stärken und Grenzen

Stärken

• Gute allgemeine Korrosionsresistenz in oxidierenden Atmosphären und vielen Chemikalien (Säuren/Basen) bei Umgebungstemperaturen.
  Der passive Cr₂O₃-Film ermöglicht einen breiten Einsatz in Lebensmitteln, architektonische und viele Prozessumgebungen.
• Gute Hygiene und Reinigungsfähigkeit, Deshalb 18-8 wird häufig in Lebensmitteln verwendet, Getränke und medizinische Geräte.

Einschränkungen

• Lochfraß und Spaltkorrosion in Chloriden: ohne Mo, 18-8 ist anfällig für lokale Angriffe in chloridhaltigen Medien (Meerwasser, Salzlaken) insbesondere bei erhöhten Temperaturen oder in Spalten.
  Wenn Chloride vorhanden sind, Typ 316 (mit Mo) Oft werden Duplexlegierungen gewählt.
• Spannungsrisskorrosion (SCC): austenitisch 18-8 Stähle sind anfällig für chloridinduzierte Spannungsrisse unter Zugspannung und erhöhter Temperatur; Vermeiden Sie eine Kombination von Zugspannungen + Chloride + Temperatur.
• Intergranulare Korrosion (Sensibilisierung): Tritt nach Einwirkung von 425–850 °C auf, es sei denn, es liegt eine niedrige Temperatur vor (304L) oder stabilisierte Noten (321/347) werden verwendet.
• Galvanische Korrosion: in Verbindung mit edleren Legierungen, 18-8 kann in bestimmten Elektrolyten als Anode fungieren – Design zur Vermeidung unterschiedlicher Metallkontakte oder zur Bereitstellung von Isolierung.

Praktische Auswahlregel: Für allgemeine Anwendungen, bei denen Chloride oder stark reduzierende Bedingungen auftreten, auswerten 316 (Mo), Superaustenite, Duplex oder Nickellegierungen.

8. Herstellung: Bildung, Bearbeitung, Schweißen und Fügen

Bildung

• Hervorragende Formbarkeit im geglühten Zustand aufgrund der hohen Duktilität. Verwenden Sie geeignete Werkzeuge, um die Rückfederung zu berücksichtigen (höher als Baustahl) und das starke Kaltverfestigungsverhalten.
• Tiefes Zeichnen & Spinnen sind bei Kochgeschirr und dünnwandigen Gefäßen üblich.

Bearbeitung

• Notorisch „gummiartig“ im Vergleich zu Kohlenstoffstahl; Austenitische Edelstähle erhärten im Schnitt, was den Werkzeugverschleiß erhöht. Best Practice:

• • Verwenden Sie starre Werkzeuge, Hartmetallwerkzeuge mit positivem Spanwinkel.
  • Setzen Sie moderate Schnittgeschwindigkeiten ein, hoher Vorschub zum Schruppen, und reichlich Kühlmittel, um Kantenansammlungen und Hitze zu vermeiden.
  • Verwenden Sie scharfe Kanten und Spanbrecher.

Schweißen & Beitritt

• Hervorragende Schweißbarkeit nach gängigen Methoden (GTAW, GMAW, SMAW, FCAW). Wichtige Punkte:

• • Verwenden Sie kohlenstoffarme Produkte (304L) für geschweißte Baugruppen, bei denen eine Sensibilisierung nach dem Schweißen ein Problem darstellt.
  • Verwenden Sie geeignete Zusatzmetalle (z.B., 308Füller aus Edelstahl L/308 für 304 unedles Metall) um die Chemie anzupassen und Heißrisse zu vermeiden.
  • Steuern Sie den Wärmeeintrag & Zwischenlagentemperatur; Übermäßige Hitze erweitert die sensibilisierte Zone.
  • Lösungsglühen nach dem Schweißen (1050–1100 ° C.) Anschließendes schnelles Abschrecken kann die Korrosionsbeständigkeit wiederherstellen, sofern dies sinnvoll ist; bei zusammengebauten Strukturen oft nicht realisierbar.
    Alternativ, Verwenden Sie Sorten mit niedrigem C-Wert oder stabilisierte Sorten, um den Bedarf an PWHT zu vermeiden.
  • Achten Sie bei einigen Schweißkonfigurationen auf Erstarrungsrisse – befolgen Sie qualifizierte WPS und vorqualifizierte Verfahren.

Anderer Beitritt

• Löschen, Löten, Kleberbindung werden mit geeigneten Flussmitteln und Oberflächenvorbereitungen verwendet. Klebeverbindungen erfordern häufig eine Oberflächenaktivierung (Flamme, Plasma, chemische Ätzung).

9. Wärmebehandlung & thermische Verarbeitung

• Nicht durch Abschrecken härtbar & Temperament (austenitisch 18-8 bildet durch Wärmebehandlung kein Martensit wie Kohlenstoffstähle).
• Lösungsglühen: typisch bei 1010–1120 °C gefolgt von schnellem Abschrecken (Wasser) um Karbide aufzulösen und Korrosionsbeständigkeit und Duktilität wiederherzustellen. Wird, wenn möglich, nach dem Schweißen/schweren Kaltarbeiten verwendet.
• Spannungsarmglühen: begrenzter Nutzen; wenn durchgeführt, Vermeiden Sie Temperaturen im Sensibilisierungsbereich, es sei denn, es folgt ein Lösungsglühen.
• Altern: längere Exposition gegenüber 475 °C (475 °C Versprödung) In einigen Eisen-Nickel-Chrom-Legierungen kann das Material verspröden – was nicht typisch ist 304, Seien Sie jedoch vorsichtig bei Langzeitbelichtungen.

10. Oberflächenbearbeitung, Passivierung und Reinigung

• Mechanische Oberflächen: 2B, BA, Nr.1, Nr.4 (gebürstet) usw. Wählen Sie Finish für die Anwendung aus: poliert für Sanitär, matt für Architektur.
• Beizen & Passivierung: Durch chemisches Beizen werden Anlauffarben und eingebettetes Eisen entfernt; Passivierung (Salpeter- oder Zitronensäurebehandlungen) stellt den Passivfilm wieder her und stärkt ihn – wichtig nach dem Schweißen oder der Fertigung.
  Aus Sicherheits- und Umweltgründen wird die Passivierung mit Zitronensäure zunehmend bevorzugt.
• Elektropolieren: reduziert die Oberflächenrauheit und verbessert die Korrosionsbeständigkeit (nützlich in der Pharma-/Lebensmittelindustrie).
• Reinigung: Vermeiden Sie chlorhaltige Reiniger; Bevorzugen Sie milde alkalische Reiniger oder Reinigungsmittel, gefolgt von einer Spülung mit Trinkwasser. Für den kritischen Sanitärbereich, Reinigungsplan validieren.

11. Typische Anwendungen von 18-8 Edelstahl

• Lebensmittelservice- und Verarbeitungsgeräte: sinkt, Förderer, Tanks – hygienisch, leicht zu reinigen.
• Architektonische Oberflächen und Verkleidungen: dauerhaft, korrosionsbeständige Oberflächen.
• Haushaltswaren: Besteck, Kochgeschirr, Gerätepaneele.
• Chemische Prozessausrüstung (milde Dienstleistungen): Rohrleitungen, Ventile für chloridfreie Umgebungen.
• Befestigungselemente, Federn (wenn kaltverformt), Instrumentierung: Verwendung von Kaltverfestigung für mechanische Funktion.
• Medizinische Geräte und Implantate (Noten auswählen, kontrollierte Herstellung): aufgrund der Biokompatibilität und Sterilisierbarkeit (aber nicht alle 18-8 Varianten sind von medizinischer Qualität).

12. Vergleich mit verwandten Legierungen

13. Abschluss

18-8 Edelstahl stellt eines der ausgewogensten und am weitesten verbreiteten Materialsysteme in der modernen Technik dar.

Durch ungefähres Kombinieren 18% Chrom und 8% Nickel, Es wird eine stabile austenitische Mikrostruktur erreicht, die eine außergewöhnliche Mischung aus Korrosionsbeständigkeit bietet, mechanische Zuverlässigkeit, Formbarkeit, und Schweißbarkeit.

Diese Eigenschaften erklären seine langjährige Dominanz in der Lebensmittelverarbeitung, chemische Ausrüstung, architektonische Strukturen, Druckbehälter, und allgemeine industrielle Anwendungen.

 

FAQs

Was bedeutet „18-8“ bei Edelstahl??

„18-8“ bezieht sich auf die nominelle chemische Zusammensetzung von ungefähr 18% Chrom und 8% Nickel.

Diese Zusammensetzung stabilisiert ein austenitisches Gefüge, Bereitstellung von Korrosionsbeständigkeit, Duktilität, und nichtmagnetisches Verhalten im geglühten Zustand.

Ist 18-8 Edelstahl wie Typ 304?

Typ 304 ist die gebräuchlichste standardisierte Note innerhalb der 18-8 Familie.

Während „18-8“ ein allgemeiner Branchenbegriff ist, Typ 304 (und seine Varianten wie 304L und 304H) stellt eine genau definierte Spezifikation nach internationalen Standards dar.

Ist 18-8 Edelstahl magnetisch?

Im lösungsgeglühten Zustand, 18-8 Edelstahl ist im Wesentlichen nicht magnetisch. Jedoch, Kaltumformung kann eine teilweise martensitische Umwandlung induzieren, Dies führt zu einer leichten magnetischen Reaktion.

Was sind die Hauptvorteile von 18-8 Edelstahl über Duplex-Edelstählen?

18-8 Edelstahl bietet eine hervorragende Formbarkeit, einfacheres Schweißen, bessere Tieftemperaturzähigkeit, und geringere Material- und Herstellungskosten.

Duplex-Edelstähle bieten eine höhere Festigkeit und eine verbesserte Chloridbeständigkeit, sind jedoch anspruchsvoller in der Verarbeitung.