Edelstahl 410 ist ein wärmebehandelbarer martensitischer Edelstahl, der in Bezug auf Leistung und Kosten zwischen Kohlenstoffstahl und 304/316 liegt. In diesem Leitfaden wird erklärt, was 410/CA15 ist, welche Eigenschaften er hat, wie er im Vergleich zu 304 und 316 aussieht und wann er die richtige Wahl für Pumpen, Ventile und Turbinenkomponenten ist.
Was ist 410 Edelstahl?
410 Edelstahl ist ein typischer martensitischer rostfreier Stahl, der nach den AISI-Normen als 410 / UNS S41000 bezeichnet wird. Er enthält ca. 11,5-13,5% Chrom und kann wärmebehandelt (vergütet) werden, um eine hohe Festigkeit und Härte bei mäßiger Korrosionsbeständigkeit zu erreichen.
In der Gießereiindustrie entspricht der rostfreie Knetstahl 410 in der Regel der Gussqualität CA15 (ASTM A743 / A217 / A487). Als wärmebehandelbare Eisen-Chrom-Legierung bietet CA15 im vergüteten Zustand mechanische Eigenschaften, die denen von legierten Edelstählen nahe kommen, was es zu einem bevorzugten Werkstoff für Pumpen- und Ventilkomponenten, Turbinen und mechanische Übertragungsteile macht.
Chemische Zusammensetzung von rostfreiem Stahl 410
Die typische chemische Zusammensetzung von rostfreiem Stahl 410 (einschließlich des Gussäquivalents CA15) basiert auf gängigen Normen und Datenblättern und lautet wie folgt:
| Element | Typischer Inhalt (Gew.%) | Rolle und Auswirkungen |
| Cr (Chrom) | 11.5 - 13.5 | Bietet grundlegende Korrosions- und Oxidationsbeständigkeit |
| C (Kohlenstoff) | 0.05 - 0.15 | Bestimmt Abschreckhärte und Festigkeitswerte |
| Ni (Nickel) | ≤ 0.75 | Verbessert die Zähigkeit und Korrosionsbeständigkeit geringfügig |
| Mn (Mangan) | ≤ 1.0 | Desoxidationsmittel, verbessert Härtbarkeit und Gießbarkeit |
| Si (Silizium) | ≤ 1.0 | Desoxidationsmittel, verbessert die Fließfähigkeit von geschmolzenem Stahl |
| P (Phosphor) | ≤ 0.04 | Verunreinigungselement, streng kontrolliert |
| S (Schwefel) | ≤ 0.03 | Hohe Werte verringern die Zähigkeit und Korrosionsbeständigkeit |
| Fe (Eisen) | Bilanz | Unedles Metall |
410 ist eine hochchromhaltige Legierung mit mittlerem Kohlenstoffgehalt und geringem Nickelanteil. Diese Zusammensetzung ist der Hauptgrund dafür, dass sie wärmebehandelbar und kostengünstig ist, aber in extremen Korrosionsumgebungen nur begrenzt einsetzbar ist.
Eigenschaften von 410 Edelstahl
Mechanische und physikalische Eigenschaften
| Kategorie | Eigentum | Geglühter Zustand (typisch) | Gehärtet und angelassen (typisch) |
| Mechanisch | Zugfestigkeit (UTS) | 480 - 550 MPa | 650 - 850 MPa |
| Streckgrenze (YS) | 275 - 350 MPa | 450 - 600 MPa | |
| Härte | 180 - 220 HBW | 35 - 45 HRC | |
| Dehnung | 20 - 25 % | 12 - 18 % | |
| Physikalisch | Dichte | 7,75 g/cm³ | 7,75 g/cm³ |
| Schmelzpunkt | 1425 - 1510 °C | 1425 - 1510 °C | |
| Wärmeleitfähigkeit (bei 100°C) | 24,9 W/m-K | 24,9 W/m-K | |
| Koeffizient der thermischen Ausdehnung | 9,9 x 10-⁶ /K | 9,9 x 10-⁶ /K |
Korrosionsbeständigkeit
410 weist eine gute Beständigkeit gegenüber atmosphärischen Bedingungen, Süßwasser, Öl und den meisten milden Industriemedien auf und übertrifft damit den Kohlenstoffstahl deutlich. Im Vergleich zu austenitischen Sorten wie 304 und 316 ist seine Beständigkeit jedoch mäßig. Er ist anfällig für Lochfraß und Spaltkorrosion in Umgebungen mit hohem Chloridgehalt, starken Säuren oder im Meer.
Fähigkeit zur Wärmebehandlung
Eines seiner stärksten Merkmale ist die Fähigkeit, durch "Glühen → Abschrecken → Anlassen" eine große Bandbreite an Festigkeit und Härte zu erreichen. Seine endgültige Leistung hängt in hohem Maße von der Anlasstemperatur ab, was ihn vielseitig für verschiedene technische Anforderungen einsetzbar macht.
Schweißen und Bearbeitbarkeit
410 ist mäßig schweißbar, aber aufgrund seiner Lufthärtung rissanfällig. In der Regel ist ein Vorwärmen auf 200-300 °C erforderlich, gefolgt von einer Wärmebehandlung nach dem Schweißen (PWHT), um den spröden Martensit zu beseitigen. In Bezug auf die Bearbeitung ist der Werkstoff im geglühten Zustand gut geeignet; nach dem Härten nimmt der Werkzeugverschleiß jedoch erheblich zu.
Kosten-Wirksamkeit
Da es nur wenig Nickel und kein Molybdän enthält, ist 410 im Allgemeinen wirtschaftlicher als 304 oder 316. Er bietet das beste Preis-Leistungs-Verhältnis für Anwendungen, die eine hohe mechanische Festigkeit und einen grundlegenden Rostschutz erfordern.
Anwendungen von 410 Edelstahl
410 Edelstahl / CA15 wird häufig in den folgenden Bereichen verwendet:
- Pumpen und Ventile: Pumpenschäfte, Ventilschäfte, Sitze, Innenverkleidungen und Ventilgehäuse.
- Energie und Turbinen: Gas-/Dampfturbinenschaufeln, Düsen, Verschleißringe und Befestigungselemente.
- Mechanische Übertragung: Wellen, Kupplungen, Zahnradrohlinge und Buchsen.
- Industrielle Werkzeuge: Scherenmesser, Industriemesser und medizinische/chirurgische Instrumente.
Diese Anwendungen erfordern in der Regel eine Kombination aus hoher Tragfähigkeit, Verschleißfestigkeit und mäßigem Korrosionsschutz.
Vergleich: Edelstahl 410 vs. Edelstahl 304
Während 304 der "universelle" nichtrostende Stahl ist, ist 410 eine "funktionelle" hochfeste Legierung.
- Struktur: 410 ist martensitisch (härtbar); 304 ist austenitisch (nicht härtbar durch Hitze).
- Korrosionsbeständigkeit: 304 ist aufgrund des höheren Chrom- und Nickelgehalts besser.
- Stärke und Härte: 410 ist nach dem Anlassen viel härter und fester und eignet sich daher besser für verschleißfeste Teile.
- Magnetismus: 410 ist magnetisch, 304 ist im Allgemeinen nicht magnetisch.
Auswahl-Tipp: Verwenden Sie 304 für korrosionsgefährdete oder geschweißte Konstruktionen. Verwenden Sie 410 für Teile, die ein hohes Drehmoment, hohe Härte oder Verschleißfestigkeit erfordern.
Vergleich: 410 vs. 316 Edelstahl
316 ist eine verbesserte Version von 304, der Molybdän für extreme Umgebungen hinzugefügt wurde.
- Korrosionsbeständigkeit: 316 ist der Standard für die Schifffahrt und chemische Umgebungen. 410 wird unter diesen Bedingungen rosten.
- Mechanische Eigenschaften: 316 ist dehnbar und zäh, hat aber nicht die extreme Härte von gehärtetem 410.
- Kosten: 316 ist aufgrund des Nickel- und Molybdängehalts wesentlich teurer.
Auswahl-Tipp: Verwenden Sie 316 für Seewasser oder starke chemische Belastung. Verwenden Sie 410/CA15 für mechanische Komponenten in milderen Medien, bei denen Kosten und Festigkeit im Vordergrund stehen.
Rostet 410er-Edelstahl?
410 enthält etwa 12% Chrom, wodurch es einen basischen Passivfilm bilden kann. Es ist in trockener Luft und Süßwasser gut rostbeständig.
Dennoch kann 410 unter den folgenden Bedingungen Rost oder Lochfraß entwickeln:
- Extreme Umgebungen: Einwirkung von Salznebel, hoher Luftfeuchtigkeit oder starken Säuren.
- Unsachgemäße Wärmebehandlung: Beim Anlassen zwischen 450°C und 550°C kommt es zu einer "Chromverarmung" an den Korngrenzen, was die Korrosionsbeständigkeit erheblich verringert.
- Kontamination der Oberfläche: Reste von Eisenpartikeln durch Sandstrahlen oder fehlende Passivierung.
Ist 410-Edelstahl magnetisch?
Ja, rostfreier Stahl 410 ist stark magnetisch. Als martensitischer Stahl ist seine Kristallstruktur (kubisch-raumzentriert) von Natur aus ferromagnetisch. Dies unterscheidet ihn von den austenitischen Stählen der 300er-Reihe.
Dass er magnetisch ist, bedeutet nicht, dass er "falscher" Edelstahl ist. Im Gegenteil, sein Magnetismus ist ein funktionaler Vorteil, der es ermöglicht Magnetische Partikelprüfung (MPI) zur Erkennung von Oberflächenfehlern während des Gießprozesses.
Schlussfolgerung und Empfehlungen
410 Edelstahl (CA15) ist eine ideale Lösung für hochfeste Komponenten, die in mäßig korrosiven Umgebungen eingesetzt werden. Er dient als kostengünstiger Mittelweg zwischen Kohlenstoffstahl und teuren austenitischen Legierungen wie 316.
Wenn Sie 410/CA15-Edelstahlguss für Ihre Pumpen-, Ventil- oder Turbinenprojekte in Betracht ziehen, Sie können Ihre Zeichnungen gerne an unser Ingenieurteam senden. Wir bieten professionelle Materialauswahl, Beratung zur Wärmebehandlung und maßgeschneiderte Gusslösungen.
