Ferritischer rostfreier Stahl

Was ist ferritischer rostfreier Stahl?

Einfach ausgedrückt ist ferritischer nicht rostender Stahl eine chromreiche, kohlenstoffarme, nickelfreie Legierung. Im Gegensatz zu gewöhnlichen austenitischen rostfreien Stählen (wie 304) ist ferritischer rostfreier Stahl deutlich magnetisch aufgrund seiner spezifischen Kristallstruktur und kann von einem Magneten angezogen werden. Diese einzigartige Zusammensetzung und Struktur verleihen ihm eine hervorragende Korrosions- und Oxidationsbeständigkeit, ohne dass die hohen Kosten von Nickel anfallen.

Aus diesem Grund ist ferritischer rostfreier Stahl zum bevorzugten Material für verschiedene Anwendungen geworden, darunter Auspuffanlagen von Kraftfahrzeugen, Haushaltsgeräte und Küchenutensilien.

Wichtige Komponenten

Die Leistung von ferritischem nicht rostendem Stahl beruht auf dem genauen Verhältnis seiner Schlüsselelemente:

• Chrom (Cr): Dies ist das wichtigste Legierungselement in ferritischem rostfreiem Stahl mit einem Gehalt von typischerweise 10,5% bis 27%. Chrom ist entscheidend für die Bildung der dichten, selbstheilenden Chromoxid-Passivierungsschicht (der Grund für die Bezeichnung "rostfrei"). Ein höherer Chromgehalt führt zu einer besseren Korrosionsbeständigkeit.
• Kohlenstoff (C): Der Kohlenstoffgehalt von ferritischem nicht rostendem Stahl ist sehr niedrig und liegt in der Regel unter 0.1%. Dieser niedrige Kohlenstoffgehalt sorgt für eine stabile Körperzentrierte Kubikform (BCC) Kristallstruktur, die für eine gute Duktilität und Schweißbarkeit sorgt und gleichzeitig die Sprödigkeit bei der Verarbeitung verringert.
• Nickel (Ni): Dies ist der größte Unterschied zwischen ferritischen und austenitischen nichtrostenden Stählen. Ferritischer rostfreier Stahl ist weitgehend nickelfreidie ihm nicht nur magnetische Eigenschaften verleiht, sondern auch die Materialkosten erheblich senkt und wirksam verhindert, dass Spannungsrisskorrosion.
• Andere Legierungselemente: Zu den fortgeschrittenen Noten gehören Molybdän (Mo) um die Beständigkeit gegen Lochfraß und Spaltkorrosion zu erhöhen, oder Titan (Ti) und Niob (Nb) zur Stabilisierung von Kohlenstoff und Stickstoff, was die Schweißbarkeit weiter verbessert.

Mikrostruktur und Geschichte

• Mikrostruktur: Der Kern des ferritischen Edelstahls ist sein Körperzentrierte Kubikform (BCC) Kristallstruktur, die ihm eine gute Wärmeleitfähigkeit und magnetische Eigenschaften verleiht. Im Vergleich zu austenitischem rostfreiem Stahl ist er jedoch auch weniger dehnbar und zäh.

 

• Geschichte: Der Ursprung des ferritischen rostfreien Stahls lässt sich bis ins frühe 20. Jahrhundert zurückverfolgen, wo er zunächst für Besteck verwendet wurde. Mit den Fortschritten in der Metallurgie, insbesondere mit der Entwicklung von Ferritischer rostfreier Stahl mit niedrigem KohlenstoffgehaltSeine Korrosionsbeständigkeit und Schweißbarkeit haben sich erheblich verbessert, und der Anwendungsbereich hat sich rasch auf die Automobilindustrie, Haushaltsgeräte und andere Bereiche ausgeweitet.

Physikalische Eigenschaften des Kerns

Die physikalischen Eigenschaften von ferritischem rostfreiem Stahl verschaffen ihm erhebliche Vorteile beim Wärmemanagement und bei der Kostenkontrolle. In der nachstehenden Tabelle sind typische physikalische Eigenschaften einiger gängiger Sorten aufgeführt, gemessen bei Raumtemperatur (ca. 20°C):

Klasse	Wärmeleitfähigkeit (W/m-K)	Wärmeausdehnungskoeffizient (10-⁶/°C)	Elastizitätsmodul (GPa)	Spezifische Wärmekapazität (J/kg-K)
409	25	11.0	200	460
430	26	10.4	220	460
439	26.8	11.2	220	427
441	24	10.9	220	430
444	26.8	11.0	220	427
446	27.5	11.5	220	450
Austenitisch 304	16.2	17.2	193	500

Hinweis: Zum Vergleich sind Daten für austenitischen Edelstahl 304 enthalten, die die hohe Wärmeleitfähigkeit und geringe Wärmeausdehnung aus ferritischem rostfreiem Stahl.

Ferritische Edelstahlsorten und Anwendungen

Es gibt zahlreiche Sorten von ferritischem rostfreiem Stahl, die in der Regel nach ihrer Zusammensetzung und ihren Leistungsunterschieden klassifiziert werden. In der nachstehenden Tabelle sind einige gängige Sorten und ihre typischen Anwendungen aufgeführt:

ASTM/AISI	GB-Norm	Wichtigste Elemente	Wesentliche Merkmale	Typische Anwendungen
409	00Cr11Ti	Cr, Ti	Gute Hochtemperaturbeständigkeit, gute Schweißbarkeit	Auspuffanlagen für Kraftfahrzeuge, Katalysatoren
430	1Cr17	Cr	Häufigste Allzwecksorte mit guter Korrosionsbeständigkeit und Kosteneffizienz	Haushaltsgeräte, Küchenutensilien, architektonische Verzierungen
434	01Cr17Mo	Cr, Mo	Molybdän modifiziert, hohe Beständigkeit gegen Lochfraß und Spaltkorrosion	Innentanks für Warmwasserbereiter, Überdachung, Außenarchitektur
436	00Cr18MoTi	Cr, Mo, Ti	Ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit und Verformbarkeit	Waschmaschinentrommeln, Automobilverkleidungen
439	00Cr18Ti	Cr, Ti	Titanstabilisiert, verbesserte Schweißbarkeit und Wärmeausdehnung	Auspuffrohre für Kraftfahrzeuge, Wärmetauscher für Öfen
441	00Cr18NbMo	Cr, Nb, Mo	Doppelt stabilisiert, ausgezeichnete Schweißbarkeit, höhere Wärmebeständigkeit	Küchengeräte, Auspuffrohre für Kraftfahrzeuge, Wärmetauscher
444	00Cr18Mo2	Cr, Mo, Ti/Nb	Hochwertiges Molybdän modifiziert, weitaus höhere Korrosionsbeständigkeit als 430	Solarkollektoren, Wasserspeicher, Wärmetauscher
446	1Cr25	Cr	Hoher Chromgehalt, ausgezeichnete Oxidationsbeständigkeit	Teile für Industrieöfen, Hochtemperatur-Wärmetauscher

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Häufig gestellte Fragen

Was sind die Herausforderungen bei der Verarbeitung von ferritischem rostfreiem Stahl?

Der größte Nachteil von ferritischem rostfreiem Stahl ist seine Sprödigkeit. Aufgrund seines geringen Kohlenstoffgehalts kann er beim Schweißen bei hohen Temperaturen spröde werden und neigt beim Formen komplexer Formen zu Rissen. Unsere professionelle Technologie ermöglicht eine präzise Steuerung der Verarbeitungsparameter, wodurch diese Probleme wirksam vermieden werden können.

Was ist der Unterschied zwischen ferritischem und austenitischem rostfreiem Stahl?

Die Hauptunterschiede zwischen diesen beiden Arten von rostfreiem Stahl sind ihre Zusammensetzung, ihr Magnetismus und ihre Anwendungen. Ferritischer nicht rostender Stahl ist nickelfrei und magnetisch und wird häufig für Anwendungen verwendet, bei denen Kosten und Hochtemperaturbeständigkeit eine wichtige Rolle spielen. Austenitischer rostfreier Stahl enthält Nickel und ist nicht magnetisch und wird für ein breiteres Spektrum von Anwendungen eingesetzt.

Rostet ferritischer rostfreier Stahl?

Ja, jeder nichtrostende Stahl kann rosten, wenn er in einer ungeeigneten Umgebung verwendet wird. Ferritischer nicht rostender Stahl ist durch seine Chromoxidschicht auf der Oberfläche korrosionsbeständig. Unter normalen Einsatzbedingungen ist seine Korrosionsbeständigkeit für die meisten Anwendungen ausreichend.