Vier Edelstahltypen: Können Sie sie CNC-bearbeiten?

„Edelstahlklassifizierungen basieren hauptsächlich auf Struktur und Chemie und umfassen austenitische, ferritische, martensitische und Duplex-Sorten.“

Edelstahl ist die Standardbezeichnung für bestimmte Stahllegierungen, die Chrom, Nickel und Kohlenstoff als Legierungselemente in unterschiedlichen Anteilen enthalten. Eine Änderung der Legierungszusammensetzung bewirkt einen Unterschied Edelstahltypen, wie austenitisch, ferritisch und martinistisch. Darüber hinaus basieren auch andere Typen auf anderen Kriterien, beispielsweise Duplex-Edelstahl und gehärtete Typen.

In diesem Artikel werden einige gängige Edelstahltypen und -legierungen behandelt, die in der Fertigung verwendet werden.

Was ist Edelstahl?

Diese Kohlenstoff-Eisen-Legierung ist ein äußerst korrosionsbeständiger und hochfester Stahl mit mehreren vorteilhaften mechanischen und physikalischen Eigenschaften. Der Chromgehalt verbessert die Korrosionsbeständigkeit erheblich, Nickel verbessert die Duktilität und Zähigkeit und andere Legierungsbestandteile tragen ebenfalls dazu bei, die Eigenschaften nach Bedarf anzupassen. Daher ist Edelstahl auch im Innenbereich sehr widerstandsfähig Legierter Stahl vs. Edelstahl.

Die typische Zusammensetzung des Edelstahls ist wie folgt:

• Chrom: ≥10.5 % 
• Nickel: 8 bis 10 %
• Molybdän (Mo): 2 % bis 3 % 
• Kohlenstoff (C): <1.2 %

Andere Legierungselemente wie Mangan (Mn) oder Silikon (Si) können in kleinen Mengen in bestimmten Qualitäten hinzugefügt werden, je nach den erforderlichen Eigenschaften für die geprägte Anwendung. Darüber hinaus sind auf dem Markt verschiedene Formen von Edelstahl erhältlich, z. B. Edelstahl,  Edelstahlbleche, Stangen, Stangen, Blöcke usw.

Darüber hinaus wird Edelstahl mithilfe von Fertigungstechnologien wie CNC-Bearbeitung, Blechbearbeitung, Schmieden und Gießen verarbeitet. 

Arten von Edelstahl

Je nach Zusammensetzung und angebotenen Eigenschaften sind auf dem Markt verschiedene Edelstahltypen erhältlich. Die Herstellung mehrerer Typen und Qualitäten erfordert die Bewältigung zahlreicher Bearbeitungs- und anderer Fertigungsanwendungen mit einzigartigen und unterschiedlichen Eigenschaften innerhalb der Edelstahlfamilie.

1. Austenitischer Edelstahl

Gasverteiler hergestellt mit austenitischer Edelstahl

Austenitische Edelstähle sind Legierungen mit hohem Chrom- und Nickelgehalt und hervorragender Korrosionsbeständigkeit, Duktilität und Zähigkeit. Darüber hinaus bietet diese Stahlsorte eine strahlend silberne Ästhetik.  Im Inneren enthält es eine raumzentrierte kubische Kristallstruktur (BCC). Die Edelstahlsorten 200 und 300 fallen unter die austenitischen Edelstahltypen.

2xx: Nickel-, Mangan- und Chromlegierung

3xx: Höchster Chrom- und Nickelgehalt (12 % und 6 %)

Die beliebtesten Edelstahlsorten austenitischem Edelstahl sind 304, 316 und 316l. Der Kohlenstoffgehalt ist jedoch der einzige Unterschied zwischen Edelstahl 316 und Edelstahl 316lDer höhere Kohlenstoffgehalt von 316L führt zu besseren Ergebnissen als bei 316. Hier erfahren Sie mehr über die Unterschiede zwischen Edelstahl 304 und 316..

Die typischen Anwendungen von Austenit sind:

• Medizinische Geräte und Implantate
• Automobilverkleidungen
• Industrielle Verarbeitungskomponenten
• Schiffsbeschläge, Bootsrümpfe und Propellerwellen 
• Wärmetauscher und Abgassysteme
• Energieerzeugungsausrüstung und Teile wie Dampfturbinen
• Küchenutensilien und Architekturartikel

2. Ferritischer Edelstahl

Ferritischer Edelstahl

Diese Art von Edelstahl ist billiger als andere, weil er aus mehreren Materialien besteht 10.5% bis 30% Chrom und weniger als 0.20 % Kohlenstoff, aber kein Nickel. Da Nickel ein relativ teures Metall ist, reduziert sein Fehlen die Kosten für ferritische Legierungen.

Eisenhaltiger Edelstahl ist magnetisch und weist typischerweise eine matte Texturoberfläche auf. Es gilt als robustere, aber weniger korrosionsbeständige Legierung als autentistische. Einige Qualitäten können jedoch die Widerstandsstufe erreichen. Weitere wertvolle Eigenschaften ferritischer Güten sind Beständigkeit gegen Spannungsrisskorrosion, geringere Wärmeausdehnung, hohe Leitfähigkeit usw.

Darüber hinaus fallen diese rostfreien Stähle unter die 400er-Serie, und die Güten werden als 4xx bezeichnet. Jede Sorte wird mit einem anderen Anteil an Chrom und Eisen hergestellt. Daher weisen die Qualitäten je nach Chromanteil unterschiedliche Eigenschaften auf.

Die bei der Herstellung üblicherweise verwendeten ferritischen Güten sind 405, 409, 430 und 430FSe.

Anwendungsbeispiele sind;

•  Abgassysteme für Kraftfahrzeuge
• Waschmaschinentrommeln
• Dekorative Architekturteile
• Industriedächer und Fassadenverkleidungen
• Aufzugstafeln
• Nahrungsmittelverarbeitungsausrüstung 
• Kesselkomponenten
• Warmwasserbereiter und Tanks

3. Martensitischer Edelstahl

Martinistischer Edelstahl

Darüber hinaus ist martensitischer Edelstahl im Vergleich zu anderen Edelstahltypen mäßig korrosionsbeständig. Seine hervorragende Schweißbarkeit und Zähigkeit machen es jedoch zu einem wertvollen Material bei der Bearbeitung und anderen Herstellungsprozessen. Allerdings weist Martensit eine geringere Verträglichkeit beim Metallschweißen auf. 

Die typische Zusammensetzung von Martensit umfasst 11.5 – 13 % Chrom, 0.15 % Kohlenstoff und 0.1 % Mangan. Quelle. Darüber hinaus fallen auch martensitische Güten unter die 400er-Edelstahlserie. Die Note 410 gilt als Grundnote, während die anderen Noten 420, 440, 414 und 431 sind.

Die Zusammensetzung wird mit hoher Geschwindigkeit abgeschreckt, um bei der Herstellung martensitischer Stähle Festigkeit und Härte zu erhalten. Daher werden martensitische Stähle manchmal vor der maschinellen Bearbeitung oder anderen Metallbearbeitungen leicht erhitzt, um die Verarbeitung zu erleichtern.

• Zahnärztliche und chirurgische Ausrüstung
• Nadelventile, Pumpenwellen und Turbinenschaufeln
• Besteck und Küchenmesser
• Werkzeuge und Matrizen
• Federn, Lagerwellen und Befestigungselemente
• Bei mechanischen Teilen besteht ein hohes Verschleißrisiko 

4. Duplex-Edelstahl

Es handelt sich um eine Mischung aus zwei Edelstahltypen, Ferrit und Austenistahl, mit Chrom und Nickel als Hauptlegierungsbestandteilen. Andere Elemente können je nach Bedarf Molybdän, Kupfer, Wolfram oder andere Elemente sein. 

Der Standard-Duplex-Edelstahl besteht aus 21–25 % Chrom, 2–3 % Molybdän, 0.15 % Stickstoff und weniger als 0.06 % Kohlenstoff. Quelle.  Allerdings kann das Verhältnis der Legierungsbestandteile bei bestimmten Duplex-Qualitäten variieren. Die gängigen Duplex-Edelstahlsorten sind 2505, 2507 und 2707. 

Der geringere Kohlenstoffgehalt macht Duplex-Edelstahl für korrosionsanfällige Anwendungen geeignet. Sie bieten außerdem eine hervorragende Ermüdungsbeständigkeit und Leistungsstabilität bei bestimmten Temperaturen. Duplex-Edelstahl hingegen bietet keinen hochintensiven Magnetismus und keine Schweißbarkeit.

Anwendungsbeispiele für Duplex-Edelstahl sind wie folgt;

• Chemische Verarbeitung und Abwasserbehandlung 
• Kohlendioxid-Lagertanks
• Marine-Anwendungen
• Konstruktionselemente
• Rohrleitungen und Wärmetauscher 

CNC-Bearbeitung von Edelstahl

Da die Eigenschaften jeder Edelstahlsorte leicht unterschiedlich sind, variiert auch die Bearbeitbarkeit je nach Sorte. Typischerweise werden hauptsächlich austenitische Sorten verwendet CNC-Bearbeitung Projekte. Aufgrund ihrer guten Bearbeitbarkeit und Härte werden sie bevorzugt Edelstahlbearbeitung.

CNC-gefrästes Edelstahlteil

Darüber hinaus variieren die Werkzeugschneid- und Bearbeitungsparameter je nach rostfreiem Typ. Die gängigen CNC-Werkzeugmaterialien für Edelstahl sind Hartmetall oder Schnellarbeitsstahl.

Tabelle: CNC-Bearbeitung von rostfreien Stählen

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Kernpunkte des Artikels

1. Die primäre Grundlage für die verschiedenen Kategorisierungen von Edelstahltypen sind die Legierungsbestandteile von Stahl. 
2. Jeder Typ (austenitisch, ferritisch, martensitisch und Duplex) enthält unterschiedliche Prozentsätze an Chrom, Nickel, Molybdän und anderen Legierungselementen.
3. Diese rostfreien Stähle können CNC-bearbeitet oder mit anderen Fertigungstechniken für verschiedene Industriekomponenten verarbeitet werden.
4. Die richtigen CNC-Bearbeitungsparameter sind von entscheidender Bedeutung, je nachdem, welche Edelstahlsorten Sie bearbeiten. 

Häufig gestellte Fragen

Welche vier Arten von Edelstahl gibt es?

Die vier Haupttypen sind austenitischer, ferritischer, martensitischer und Duplex-Edelstahl. Jeder Typ variiert in Zusammensetzung, Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Bearbeitbarkeit.

Kann ich jede Stahlsorte für mein Bearbeitungsprojekt verwenden?

NEIN! Für einige Bearbeitungsprojekte sind nur einige Stähle geeignet. Die Wahl hängt von den spezifischen Anforderungen des Projekts ab, wie z. B. Haltbarkeit, Korrosionsbeständigkeit und Festigkeit. 

Welcher Edelstahl ist besonders korrosionsbeständig?

Austenitischer Edelstahl (Sorte 316) ist äußerst korrosionsbeständig. Sein Molybdängehalt erhöht seine Beständigkeit gegenüber Chloriden und aggressiven Umgebungen.

Was ist der Unterschied zwischen austenitischen und martensitischen Edelstählen?

Austenitische Edelstähle sind nicht magnetisch, äußerst korrosionsbeständig und aufgrund ihres hohen Chrom- und Nickelgehalts hervorragend schweißbar. Andererseits sind martensitische Edelstähle magnetisch und bieten eine höhere Festigkeit.