Niedrigtemperatur-Edelstähle: Typen 304 und 304L

Edelstahl ist für seine Korrosionsbeständigkeit bekannt, aber bestimmte Typen wie Edelstahl 304 und 304L eignen sich besonders gut für den Einsatz bei niedrigen Temperaturen. In diesem Blog werden die einzigartigen Eigenschaften, Anwendungen und Vorteile dieser Stähle in solchen Umgebungen untersucht und fundierte und detaillierte Einblicke geboten.
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Niedrigtemperatur-Edelstähle: Typen 304 und 304L
304 und 316L Lieferant

Einführung in Niedertemperatur-Edelstähle

Niedrigtemperatur-Edelstähle, insbesondere Typen 304 und 304L, werden häufig in Umgebungen eingesetzt, in denen die Temperaturen weit unter den Gefrierpunkt fallen können. Diese Stähle sind in Branchen wie der Petrochemie, der Tieftemperaturtechnik und der Lebensmittelverarbeitung unverzichtbar, in denen die Aufrechterhaltung der strukturellen Integrität bei niedrigen Temperaturen von entscheidender Bedeutung ist.

Die rostfreien Stähle der Typen 304 und 304L sind austenitische Sorten, die Chrom und Nickel enthalten, was sie sehr korrosions- und oxidationsbeständig macht. Das „L“ in 304L steht für kohlenstoffarm, was seine Schweißbarkeit und minimiert die Karbidausfällung beim Schweißen.

Eigenschaften von Edelstahl Typ 304

Edelstahl Typ 304 ist der vielseitigste und am weitesten verbreitete Edelstahl. Seine chemische Zusammensetzung umfasst etwa 18 % Chrom und 8 % Nickel, was ihm eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit und Festigkeit bei niedrigen Temperaturen verleiht.

  • Korrosionsbeständigkeit: Edelstahl Typ 304 bietet hervorragende Beständigkeit gegenüber einer Vielzahl von atmosphärischen Umgebungen und vielen korrosiven Medien.
  • Zugfestigkeit: Bei Raumtemperatur hat es eine Zugfestigkeit von ca. 515 MPa.
  • Streckgrenze: Die Streckgrenze liegt bei Raumtemperatur bei ca. 205 MPa.
  • Duktilität: Es verfügt über eine gute Duktilität, die es ermöglicht, es in verschiedene Formen zu bringen.

Eigenschaften von Edelstahl Typ 304L

Edelstahl Typ 304L ist eine kohlenstoffarme Version von 304. Er hat ähnliche mechanische Eigenschaften wie 304, jedoch einen geringeren Kohlenstoffgehalt, was dazu beiträgt, Karbidausfällungen beim Schweißen zu verhindern. Dadurch ist er ideal für schwere Bauteile, die geschweißt werden müssen.

  • Korrosionsbeständigkeit: Wie 304 verfügt auch 304L über eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit in zahlreichen Umgebungen.
  • Zugfestigkeit: Etwas niedriger als 304, mit einer Zugfestigkeit von etwa 485 MPa.
  • Streckgrenze: Ungefähr 170 MPa.
  • Duktilität: Ähnlich wie 304, behält jedoch die gute Duktilität für die Formgebung bei.
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Anwendungen von Niedertemperatur-Edelstählen

Die Einsatzmöglichkeiten von rostfreiem Stahl der Typen 304 und 304L sind vielfältig, insbesondere in Umgebungen mit niedrigen Temperaturen. Diese Anwendungen nutzen die Fähigkeit der Materialien, ihre Festigkeit beizubehalten und Korrosion unter extremen Bedingungen zu widerstehen.

  • Kryogene Ausrüstung: Wird häufig bei der Produktion und Lagerung von Flüssiggasen wie Sauerstoff, Stickstoff und Argon verwendet.
  • Lebensmittelverarbeitung: Ideal für Anwendungen, die Sauberkeit und Beständigkeit gegenüber organischen und anorganischen Chemikalien erfordern.
  • Petrochemische Industrie: Wird in Rohrleitungen und Geräten eingesetzt, die Flüssigkeiten und Gase mit niedrigen Temperaturen handhaben.
  • Pharmaindustrie: Wird aufgrund seiner Beständigkeit gegen aggressive Chemikalien und einfachen Reinigung in Fertigungs- und Lagergeräten verwendet.

Leistung bei niedrigen Temperaturen

Niedrigtemperatur-Edelstähle müssen ihre Zähigkeit und Sprödbruchfestigkeit auch bei niedrigen Temperaturen beibehalten. Die Edelstähle der Typen 304 und 304L schneiden in dieser Hinsicht besonders gut ab.

Zugeigenschaften bei niedrigen Temperaturen

Den Daten zufolge werden die Zugfestigkeitseigenschaften von rostfreiem Stahl der Typen 304 und 304L erheblich von der Temperatur beeinflusst. Selbst bei Temperaturen von bis zu -196 °C behalten diese Stähle beeindruckende mechanische Eigenschaften.

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Zugfestigkeitseigenschaften von rostfreiem Stahl der Typen 304 und 304L bei niedrigen Temperaturen
Temperatur (° C) Typ 304 (MPa) Typ 304L (MPa)
Zimmertemperatur 515 485
-100 760 750
-196 870 860

Schlagzähigkeit

Die Schlagzähigkeit dieser Stähle bleibt auch bei niedrigen Temperaturen hoch. Diese Eigenschaft ist entscheidend, um Sprödbrüche unter Schlagbelastung zu verhindern.

Schweißbarkeit und Fertigung

Der niedrigere Kohlenstoffgehalt des Typs 304L macht ihn besonders schweißgeeignet. Er verringert das Risiko einer Karbidausfällung, die zu interkristalliner Korrosion in Schweißbereichen führen kann.

ASME-Kessel- und Druckbehältercode-Bestimmungen

Sowohl der rostfreie Stahl 304 als auch der rostfreie Stahl 304L entsprechen dem ASME-Kessel- und Druckbehältercode und sind daher für den Einsatz in Hochdruck- und Niedertemperaturanwendungen geeignet. Der Code gibt maximal zulässige Spannungen an und gewährleistet so eine sichere und zuverlässige Leistung.

Verfügbarkeit und Kosten

Edelstahl der Typen 304 und 304L ist in verschiedenen Formen erhältlich, darunter Platten, Stangen und Bleche. Aufgrund ihrer weiten Verfügbarkeit und der wettbewerbsfähigen Kosten sind sie in vielen Branchen eine beliebte Wahl.

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Kostenvergleich von Niedertemperatur-Edelstählen
Typ Kosten ($/kg)
Typ 304 2.50
Typ 304L 2.60
Verfügbarkeit von Niedertemperatur-Edelstählen
Typ PLATTEN Bars Download
304 Ja Ja Ja
304L Ja Ja Ja

Fazit

Niedrigtemperatur-Edelstähle, insbesondere die Typen 304 und 304L, sind unverzichtbar in Anwendungen, in denen sowohl hohe Festigkeit als auch ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit bei niedrigen Temperaturen erforderlich sind. Ihre mechanischen Eigenschaften, Schweißbarkeit und Konformität mit Industrienormen machen sie zu einer zuverlässigen Wahl für Ingenieure und Designer.

Durch das Verständnis der einzigartigen Eigenschaften und Vorteile dieser Stähle können Branchenexperten fundierte Entscheidungen treffen, um die Langlebigkeit und Leistung ihrer Anwendungen sicherzustellen. Daher spielen Niedertemperatur-Edelstähle weiterhin eine entscheidende Rolle bei der Weiterentwicklung von Technologie und Industriestandards.

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Literaturhinweise
  • Nickel Institute. „Edelstähle der Typen 304 und 304L für den Einsatz bei niedrigen Temperaturen.“
  • ASME-Kessel- und Druckbehältercode.
  • Branchendaten zu mechanischen Eigenschaften und Leistung bei niedrigen Temperaturen.

Dieser umfassende Blick auf Niedertemperatur-Edelstähle unterstreicht deren Bedeutung und Vielseitigkeit in verschiedenen industriellen Anwendungen. Für diejenigen, die zuverlässige Materialien suchen, die unter extremen Bedingungen funktionieren, bleiben die Edelstähle der Typen 304 und 304L die erste Wahl.