Die Eigenschaften ferritischer Edelstahlmaterialien können in einem Artikel verstanden werden!
01Was ist ferritischer Edelstahl? Als bevorzugtes Alternativmaterial zu austenitischem Edelstahl
Ferritischer Edelstahl bezieht sich auf Edelstahlmaterialien mit einem Chromgehalt zwischen 10,5 % und 30 %, einer kubisch-raumzentrierten Kornstruktur und einer hauptsächlich Ferritstruktur. Da diese kubisch-raumzentrierte Kornstruktur typisch für Alpha-Eisen ist, ist ferritischer Edelstahl magnetisch.
Ferrit ist ein wichtiges Mitglied der Edelstahlfamilie und steht nach austenitischem Edelstahl an zweiter Stelle. Aufgrund historischer Gründe und Einschränkungen der frühen Schmelztechnologie weist ferritischer Edelstahl eine schlechte Korrosionsbeständigkeit auf und wird aufgrund seiner magnetischen Eigenschaften oft mit „falschem“ Edelstahl verwechselt.
Daher herrschte lange Zeit die falsche Vorstellung, dass ferritischer Edelstahl eine schlechte Leistung habe, während austenitischer Edelstahl der echte Edelstahl mit hervorragender Leistung sei.
Mit der allgemeinen Weiterentwicklung der Technologie entstehen ständig moderne ferritische Edelstähle mit hoher Qualität und niedrigen Kosten. Unter diesen hat sich die Serie 4XX zum bevorzugten Alternativmaterial für austenitischen Edelstahl entwickelt und wird sogar als Ersatz für Rohre aus Rotkupfer und Weißkupfer verwendet.
Die Entstehung dieser Substitutionsnachfrage ist zunächst einmal kostenintensiv. Da der Preis für Chrom relativ stabil ist, während der Kupfer-Nickel-Markt häufig und mit großen Schwankungen schwankt, bietet nickelfreier ferritischer Edelstahl einen Kostensubstitutionsvorteil. Zweitens verbessert sich die moderne metallurgische Technologie von Tag zu Tag und die gleiche Leistung von austenitischem Edelstahl wurde in derselben Umgebung erreicht. Beispielsweise entspricht die lokale Korrosionsbeständigkeit von 444 mit Molybdänzusatz grundsätzlich der von austenitischem 316.
02 Klassifizierung von ferritischem Edelstahl Anwendungsszenarien verschiedener Arten von ferritischem Edelstahl
Ferritischer Edelstahl kann in zwei Kategorien unterteilt werden: gewöhnlicher und hochreiner Ferrit, je nachdem, ob der Gesamtgehalt an Kohlenstoff und Stickstoff weniger als 0,05 % beträgt. Entsprechend dem Chromgehalt wird gewöhnlicher ferritischer Edelstahl in ferritischen Edelstahl mit niedrigem Chromgehalt, mittlerem Chromgehalt und ferritischem Edelstahl mit hohem Chromgehalt unterteilt.
Der Chromgehalt von ferritischem Edelstahl mit niedrigem Chromgehalt liegt im Allgemeinen zwischen 10,5 % und 14 %. Es hat den niedrigsten Chromgehalt aller ferritischen Edelstähle und ist außerdem das günstigste Material. Diese Art von Edelstahl eignet sich für den Einsatz in leicht korrosiven Umgebungen oder Bereichen, in denen lokaler Rost möglich ist. Beispielsweise ist 409 speziell für Auto-Abgasschalldämpfer konzipiert; 410L wird für Behälter und LCD-Displayrahmen verwendet.
Der Chromgehalt von ferritischem Edelstahl mit mittlerem Chromgehalt liegt zwischen 14 % und 19 % und seine Leistung kommt der von austenitischem Edelstahl 304 nahe. Es ist das am häufigsten verwendete Material im ferritischen System. Aufgrund seines hohen Chromgehalts und seiner hervorragenden Korrosionsbeständigkeit wird 430 häufig in Waschmaschinentrommeln, Geschirrspülern, Herden und Küchengeräten verwendet. Es ist die bevorzugte Alternative zu austenitischen 304-Materialien.
Der Chromgehalt von ferritischem Edelstahl mit hohem Chromgehalt liegt zwischen 19 % und 30 %. Durch eine weitere Erhöhung des Chromgehalts und die Zugabe von Molybdän und anderen Elementen werden die Korrosionsbeständigkeit und Oxidationsbeständigkeit verbessert. Diese Art von Edelstahl hat Vorteile gegenüber austenitischem Edelstahl 316 und wird daher häufig in Küstengebäuden und korrosiven Umgebungen mit hohem Chlorgehalt verwendet.
Hochreines Ferrit bedeutet, dass der Gesamtgehalt an Kohlenstoff und Stickstoff weniger als 0,05 % beträgt. Gleichzeitig werden Elemente wie Molybdän, Titan und Niob hinzugefügt, um die Beständigkeit gegen interkristalline Korrosion, Lochfraßkorrosion, Spaltkorrosion und die Schweißleistung zu erhöhen. Daher wird diese Art von Material häufiger in Mikrowellenherdteilen, Warmwasserspeichern, Solarwarmwasserbereitern oder elektrischen Heizkesseln verwendet.
03 Ferritischer Edelstahl vs. austenitischer Edelstahl, welcher hat eine bessere Leistung?
Austenitischer Edelstahl macht mehr als 70 % der gesamten Edelstahlproduktion weltweit aus und ist derzeit das am häufigsten verwendete Edelstahlmaterial.
Als nickelfreier Edelstahl auf Chrombasis wird ferritischer Edelstahl aufgrund seiner geringeren Kosten und der Haupteigenschaften von nickelhaltigem austenitischem Edelstahl als „wirtschaftlicher“ Edelstahl bezeichnet. Der Leistungsvergleich zwischen den beiden spiegelt sich hauptsächlich wider in:
√ Ferritischer Edelstahl ist magnetisch, austenitischer Edelstahl ist nicht magnetisch
√ Ferritischer Edelstahl hat eine geringere Wärmeausdehnungsrate
√ Ferritischer Edelstahl weist in Umgebungen mit hohen Temperaturen eine bessere Oxidationsbeständigkeit auf
√ Die Wärmeleitfähigkeit von ferritischem Edelstahl ist höher als die von austenitischem Edelstahl
√ Die Kriechfestigkeit von niobhaltigem ferritischem Edelstahl ist geringer
√ Ferritischer Edelstahl lässt sich leichter bearbeiten.
√ Geringere Rückfederungsneigung als austenitischer Edelstahl bei der Kaltumformung
√ Die Streckgrenze von ferritischem Edelstahl ist höher als die von Edelstahl 304
√ Ferritischer Edelstahl ist nicht anfällig für Spannungsrisskorrosion. 04 Umstellung ferritischer Edelstahlsorten zwischen den Ländern
Aufgrund unterschiedlicher gesetzlicher Standards in verschiedenen Ländern unterscheiden sich auch die Markennamen von ferritischem Edelstahl in verschiedenen Ländern und Organisationen. Obwohl es einige Unterschiede in den Standards und Namen verschiedener Länder gibt, repräsentieren sie im Allgemeinen dasselbe Material. Die Vergleichstabelle der Markennamenkonvertierungen in verschiedenen Ländern ist in Abbildung 7 dargestellt.
05Chemische Zusammensetzung von ferritischem Edelstahl
Erst wenn der Chromgehalt mehr als 10,5 % beträgt, darf von Edelstahl gesprochen werden. Wenn Chrom mit Luft oder Wasser in Kontakt kommt, bildet sich auf der Oberfläche eine dichte Schicht aus Chromtrioxid. Sobald sich dieser Oxidfilm gebildet hat, folgt er Wasser und Luft nicht mehr. Dies ist der Hauptgrund, warum Edelstahl rostfrei ist. Ferritischer Edelstahl hat einen hohen Chromgehalt und weist daher eine ausgezeichnete Korrosions- und Oxidationsbeständigkeit auf.
06Physikalische und mechanische Eigenschaften von ferritischem Edelstahl
Die Dichte von ferritischem Edelstahl liegt zwischen 7,64 und 7,75, wobei es geringfügige Unterschiede gibt, wenn sich der Legierungsgehalt ändert. Darüber hinaus ist auch eine gute Wärmeleitfähigkeit ein Vorteil seiner physikalischen Eigenschaften.
Im Vergleich zu anderen Serien sind die mechanischen Eigenschaften von ferritischem Edelstahl relativ mäßig. Da es keine Phasenänderung aufweist, kann es nicht durch Wärmebehandlung gestärkt werden. Es wird normalerweise bei 700 bis 800 Grad geglüht.
In den letzten Jahren war die Versorgung mit globalen Ressourcen knapp, die Handelskonflikte hielten an und der Preis für Nichteisenmetalle, insbesondere für Nickel, ist weiter gestiegen, was zu einem enormen Kostendruck bei den Edelstahlproduktionsunternehmen geführt hat, was unweigerlich der Fall sein wird führen zu austenitischem und nickelfreiem ferritischem Edelstahl mit niedrigem Nickelgehalt. Schaffung eines größeren Raums für Entwicklung und Anwendung.
