Wie können Sie Produkte von höchster Qualität und Leistung herstellen? Wie können wir Produkte von vergleichbarer Qualität zu geringeren Kosten herstellen? Diese Fragen beschäftigen jeden, vom Produktdesigner über den Produktionsleiter bis hin zum Einkäufer, und sie sind auch für Produkthersteller wichtig, um einen Wettbewerbsvorteil auf dem Markt zu wahren. Im Bereich der nickelhaltigen Edelstähle weisen verschiedene Legierungen unterschiedliche Eigenschaften auf. Wie wählt ein Materialwähler bei rostfreien Stählen die richtige Legierungsart aus?
Duplex-Edelstähle
Duplex-Edelstähle (austenitisch-ferritisch) weisen eine viel höhere Streckgrenze und Zugfestigkeit auf als austenitische oder ferritische Edelstähle. Daher kann die Verwendung von Materialien der Duplex-Serie mit höherer Festigkeit die Wandstärke von Lagertanks oder Druckbehältern reduzieren, was zu einem Marktinteresse geführt hat. Die höhere Duktilfestigkeit von Duplex-Edelstahl wirkt sich jedoch auf die Formbarkeit des Produkts aus. Darüber hinaus unterscheidet sich Duplex-Edelstahl von herkömmlichen austenitischen Legierungen, was ebenfalls zu Schwierigkeiten beim Schweißprozess führen kann. Auch beim Schweißen kann es erhebliche Unterschiede zwischen verschiedenen Unterserien von Duplex-Edelstählen geben, wie z. B. Economy-, Standard- und Super-Duplex-Edelstählen.
Auch die Temperatur, bei der die Anwendung stattfinden soll, ist wichtig, da es bei der Verwendung von Duplexlegierungen eine Reihe von Einschränkungen gibt. Die Ferritphase kann bei niedrigen Temperaturen spröde werden und auch bei Temperaturen ab 270 Grad schädliche Gefügeveränderungen hervorrufen. Jede Unterserie umfasst viele verschiedene Arten von Legierungen, was für Hersteller zu vielen Schwierigkeiten bei der Beschaffung kompletter Kits in verschiedenen Größen und Produktformen führt. Seit der Stickstofflegierung von Duplex-Edelstählen ist ihr Marktanteil deutlich gestiegen. Allerdings lag der Marktanteil von Duplex-Edelstahl in den letzten zehn Jahren aufgrund der Komplexität des Prozesses, in dem das Produkt verwendet wird, bei etwa 1 %.
Edelstahl der Serie 200
Der vollaustenitische Edelstahl der Serie 200 wird seit über 70 Jahren entwickelt. Aufgrund des hohen Mangangehalts dieser Legierung kann der Nickelgehalt entsprechend reduziert, jedoch nicht vollständig eliminiert werden. Heutzutage sind die meisten Produkte der 200er-Serie in Legierungen mit niedrigem Chromgehalt erhältlich, wobei der Chromgehalt typischerweise 16 bis 12 Prozent beträgt. Im Gegensatz dazu bietet Edelstahl 304 mit einem Chromgehalt von mindestens 17,5 Prozent eine höhere Korrosionsbeständigkeit. Wenn für ein Produkt nur eine minimale Korrosionsbeständigkeit erforderlich ist, kann die 200er-Serie verwendet werden. Edelstahl der Serie 200 härtet bei der Kaltumformung schnell aus und erzeugt manchmal nach einer Abkühlphase Kaltrisse. Daher wird diesen rostfreien Stählen häufig Kupfer zugesetzt, um die Geschwindigkeit der Kaltverfestigung zu verringern. Daher sollte bei der Auswahl von rostfreien Stählen der Serie 200 mit niedrigem Chromgehalt darauf geachtet werden, dass sie über eine ausreichende Korrosionsbeständigkeit und eine geeignete Bearbeitbarkeit verfügen.
Ferritische Edelstähle
Die einzigartigen Eigenschaften ferritischer Edelstähle wurden vor mehr als 110 Jahren entdeckt. Der Chromgehalt dieser Edelstahlfamilie reicht von einem absoluten Minimum von 10,5 % (die Definition von Edelstahl) bis fast 30 %. Ferritische Edelstähle werden am häufigsten für Blechdicken von weniger als oder gleich 4 mm verwendet, da extremes Kornwachstum im mittleren bis schweren Blechdickenbereich ein Problem darstellt, insbesondere beim Schweißen. Wie bei Duplex-Edelstählen gibt es Einschränkungen bei der Verwendung ferritischer Phasen sowohl bei niedrigen als auch bei hohen Temperaturen. Anfänglich waren die niedrigen Kosten der Hauptvorteil der ferritischen Serie für die Materialauswahl, da sie nickelfrei sind oder einen sehr geringen Nickelgehalt haben. Ihre Produktionskosten sind jedoch in der Regel höher als die von austenitischen Edelstählen und Einschränkungen hinsichtlich der Dicke und der Verwendung bei unterschiedlichen Temperaturen sowie der Schweißbarkeit haben die Entwicklung der ferritischen Serie eingeschränkt. Tatsächlich ist der Anteil ferritischer Edelstahlserien an der Gesamtproduktion seit 2010 um etwa 30 Prozent gesunken. Bei Anwendungen wie dünnwandigen Wärmetauscherrohren spielen jedoch die geringere Wärmeausdehnung und die höhere Wärmeleitfähigkeit ferritischer Edelstahlserien eine wichtige Rolle .
