301 vs 304 Edelstahl: Der Unterschied wird erklärt

Was ist der Unterschied zwischen SUS301 und SUS304?

SUS304 (rostfreier Stahl):

SUS304, auch bekannt als rostfreier Stahl des Typs 304, ist der am häufigsten verwendete austenitische rostfreie Stahl in industriellen Anwendungen. Seine im Vergleich zu Chromstahl bessere Korrosionsbeständigkeit und Hitzetoleranz ist auf seinen Nickelgehalt zurückzuführen (in der Regel 8-10,5%). Diese Legierung weist hervorragende mechanische Eigenschaften auf, darunter eine hohe Zugfestigkeit (515-720 MPa) und Streckgrenze (205-310 MPa), verbunden mit einer hohen Kaltverfestigung.

Da das Material nicht magnetisch ist und ein günstiges Verhältnis zwischen Festigkeit und Gewicht aufweist, eignet es sich besonders für strukturelle Halterungen, die robust und korrosionsbeständig sein müssen. Die Kaltverfestigungseigenschaft von SUS304 verbessert seine Haltbarkeit unter Belastung und macht es ideal für Anwendungen mit wiederholter Belastung oder Vibration.

In der Elektronikindustrie, insbesondere bei Notebook-Anwendungen, wird SUS304 üblicherweise in Dicken von 0,4 mm bis 1,0 mm verwendet. Die Auswahl des geeigneten Härtegrads ist entscheidend für die Erfüllung bestimmter Konstruktionskriterien. Für die meisten Strukturbauteile wird die 3/4-Härte (3/4H) bevorzugt, da sie ein optimales Verhältnis zwischen Festigkeit und Umformbarkeit aufweist. Für Anwendungen, die komplexere Umformvorgänge erfordern, wie z. B. LCD-Halterungen, die gestreckt und gezogen werden, wird im Allgemeinen der Zustand 1/2 Hart (1/2H) empfohlen, um eine ausreichende Duktilität zu gewährleisten und gleichzeitig eine angemessene Festigkeit zu erhalten.

Es ist erwähnenswert, dass SUS304 zwar eine überlegene Leistung bietet, aber einige Hersteller aus Kostengründen dazu übergegangen sind, ihn durch SUS430 (einen ferritischen Edelstahl) zu ersetzen. Diese Substitution sollte jedoch sorgfältig geprüft werden, da SUS430 andere mechanische Eigenschaften und eine geringere Korrosionsbeständigkeit aufweist, was sich auf die Produktleistung und Langlebigkeit auswirken kann.

Bei der Auswahl von SUS304 für Präzisionsanwendungen ist es wichtig, nicht nur die Sorte und den Härtegrad zu berücksichtigen, sondern auch die Oberflächenbeschaffenheit, die Maßtoleranzen und das Potenzial für Spannungsrisskorrosion in bestimmten Umgebungen. Die richtige Materialauswahl und Verarbeitung kann die Qualität, Leistung und Lebensdauer des Endprodukts erheblich beeinflussen.

SUS301 (rostfreier Stahl):

SUS301, ein austenitischer rostfreier Stahl, enthält im Vergleich zu SUS304 einen geringeren Chromgehalt, was zu einer geringeren Korrosionsbeständigkeit führt. Seine besondere Eigenschaft liegt jedoch in seiner außergewöhnlichen Kaltverfestigungsfähigkeit. Durch Kaltverformung wie Walzen oder Ziehen kann SUS301 eine bemerkenswert hohe Zugfestigkeit und Härte erreichen, die im vollharten Zustand oft über 1.500 MPa liegt.

Die einzigartige Kombination aus Festigkeit und Elastizität dieses Materials macht es ideal für Anwendungen, die hohe Federeigenschaften erfordern. In der Elektronikindustrie, insbesondere bei Notebooks, wird SUS301 häufig zur EMI-Abschirmung (elektromagnetische Interferenz) und für elastische Kontaktkomponenten verwendet. Seine Fähigkeit, die Federeigenschaften im Laufe der Zeit konstant zu halten, gepaart mit einer guten elektrischen Leitfähigkeit, macht es zu einer hervorragenden Wahl für diese Anwendungen.

Normalerweise wird SUS301 in dünnen Dicken von 0,07 mm bis 0,4 mm (0,07T bis 0,4T) verwendet. Bei der Spezifikation dieses Werkstoffs ist es entscheidend, die richtige Sorte und den richtigen Härtegrad auszuwählen, um die spezifischen Konstruktionsanforderungen zu erfüllen. Das Material ist in verschiedenen Zuständen erhältlich, vom geglühten (weichen) bis zum extraharten Zustand, und bietet jeweils unterschiedliche Werte für Streckgrenze, Zugfestigkeit und Dehnung.

Es ist wichtig zu wissen, dass die kristallografische Textur, die sich während der Kaltumformung entwickelt, die mechanischen Eigenschaften des Werkstoffs erheblich beeinflusst. Die Walzrichtung richtet die Kornstruktur aus, was zu einem anisotropen Verhalten führt. Höhere Qualitäten (die auf mehr Kaltverformung hinweisen) weisen eine höhere Härte und Zugfestigkeit, aber eine geringere Duktilität auf. Diese Eigenschaft muss bei der Umformung sorgfältig berücksichtigt werden.

Bei der Umformung von SUS301, insbesondere unter härteren Bedingungen, muss den Biegeradien und Umformrichtungen besondere Aufmerksamkeit gewidmet werden. Die Neigung des Werkstoffs zur Rückfederung und seine geringere Umformbarkeit unter härteren Bedingungen können zu Problemen wie Rissen in Ecken und Seitenwänden führen, wenn sie nicht richtig behandelt werden. Techniken wie das Spannungsarmglühen oder die Verwendung spezieller Umformwerkzeuge können erforderlich sein, um diese Probleme bei komplexen Teilen zu entschärfen.

Materialeigenschaften:

SUS301: Aufgrund seines hohen Kohlenstoffgehalts und seiner überragenden Härte sehr gut für elastische Anwendungen geeignet. Diese Sorte weist eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen elastische Ermüdung auf und ist daher ideal für Bauteile, die dauerhafte federähnliche Eigenschaften erfordern. Seine hohe Festigkeit geht jedoch auf Kosten einer geringeren Duktilität, was seine Umformbarkeit bei Ziehvorgängen einschränkt.

SUS304: Aufgrund des geringeren Kohlenstoffgehalts und der daraus resultierenden geringeren Härte weniger geeignet für elastische Anwendungen. Diese Sorte bietet zwar eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit und Umformbarkeit, ist aber aufgrund ihrer weicheren Beschaffenheit anfällig für elastische Ermüdung unter zyklischen Belastungsbedingungen.

SUS430: Ein ferritischer rostfreier Stahl, dessen Härte aufgrund des höheren Gehalts an Verunreinigungen, insbesondere Kohlenstoff und Stickstoff, variiert. Diese ungleichmäßige Härte kann zu unvorhersehbaren mechanischen Eigenschaften führen, wodurch er sich weniger gut für Anwendungen eignet, die präzise elastische Reaktionen erfordern.

Anmerkung:

Selbst wenn die nominellen Härtewerte ähnlich sind, wie z. B. bei SUS301 3/4H und SUS304 H, wirken sich die zugrundeliegenden mikrostrukturellen Unterschiede erheblich auf ihr elastisches Verhalten aus. SUS304 H ist trotz gleicher Härte anfälliger für elastische Ermüdung in Federanwendungen aufgrund seiner austenitischen Struktur und seines geringeren Kohlenstoffgehalts. Dies zeigt, wie wichtig es ist, bei der Werkstoffauswahl für elastische Bauteile sowohl die Zusammensetzung als auch das Gefüge zu berücksichtigen.

Die Materialdicke spielt eine entscheidende Rolle bei der Härtetoleranz, wobei dickere Materialien größere Härteabweichungen aufweisen. Dieses Phänomen wird auf unterschiedliche Abkühlungsraten und eine mögliche Entmischung der Zusammensetzung während des Herstellungsprozesses zurückgeführt. Ingenieure müssen diese dickenabhängigen Härteabweichungen bei der Konstruktion von Teilen mit spezifischen elastischen Anforderungen berücksichtigen, insbesondere bei Präzisionsbauteilen oder solchen mit unterschiedlichen Querschnitten.

SUS301

Chemische Zusammensetzung von SUS301:

Anmerkung:

Spezifikation der Wärmebehandlung: Lösungsbehandlung bei 1010-1150℃, gefolgt von schneller Abkühlung.

Metallographische Struktur: Das Mikrogefüge ist gekennzeichnet durch Austenit.

Lieferzustand: Im Allgemeinen wird das Material in wärmebehandeltem Zustand geliefert, wobei die Art der Wärmebehandlung im Vertrag festgelegt ist. Wenn keine Angaben gemacht werden, erfolgt die Lieferung im unbehandelten Zustand.

Mechanische Eigenschaften von SUS301

Härte: ≤187HB; ≤90HRB; ≤200HVK

SUS 301 Dichte

SUS 301 hat eine Dichte von 7,93 g/cm³.

SUS301 Härte

SUS304

"SUS" ist ein allgemeiner Begriff für japanische Stahlsorten. SUS304 ist ein japanischer JIS-Standard-Edelstahl, der dem chinesischen 0Cr18Ni9 und dem amerikanischen 304 entspricht.

Eigenschaften: Es hat eine gute Korrosionsbeständigkeit, Hitzebeständigkeit, Tieftemperaturfestigkeit und mechanische Eigenschaften. Es hat gute Warmverarbeitungseigenschaften, wie z. B. Stanzen und Biegen, und weist keine Härtung während der Wärmebehandlung auf. Es ist nichtmagnetisch.

Verwendet: Haushaltsgegenstände, Schränke, Rohrleitungen für den Innenbereich, Warmwasserbereiter, Boiler, Badewannen, Kfz-Teile, medizinische Geräte, Baumaterialien, Chemie, Lebensmittelindustrie, Landwirtschaft und Schiffskomponenten.

SUS304 Eigenschaften

Härte: ≤187HB; ≤90HRB; ≤200HV

SUS304 Dichte

SUS 304 hat eine Dichte von 7,85 g/cm³.

SUS304-Edelstahl-Zusammensetzung