304 und 316 sind die beiden am häufigsten verwendeten Edelstahlsorten, und der praktische Unterschied zwischen ihnen lässt sich auf ein Element zurückführen: Molybdän. 304 enthält etwa 18 Prozent Chrom und 8 Prozent Nickel, weshalb er als 18/8-Edelstahl bezeichnet wird.
316 enthält 2 bis 3 Prozent Molybdän, und genau dieser Zusatz verleiht ihm eine bessere Beständigkeit gegenüber Chloriden, Meerwasser und Säuren. Der Nachteil sind die Kosten: 316 ist in der Regel etwa 20 bis 40 Prozent teurer als 304.
Beide Sorten sind austenitische Edelstähle und weisen daher dieselbe Grundstruktur, eine ähnliche Festigkeit sowie eine gute Schweißbarkeit auf. Bei der Auswahl geht es nicht darum, welche Sorte generell besser ist, sondern welche für die Umgebung, in der Ihr Bauteil zum Einsatz kommt, am besten geeignet ist.
In diesem Leitfaden werden Zusammensetzung, Korrosionsbeständigkeit, Eigenschaften, Anwendungsbereiche und Kosten der verschiedenen Sorten verglichen, damit Sie die richtige Sorte auswählen können, bevor Sie sich für eine Konstruktion entscheiden.
Was ist Edelstahl 304?
304 ist die weltweit am häufigsten verwendete Edelstahlsorte. Der Chromanteil von 18 Prozent bildet eine schützende Oxidschicht, die vor Rost schützt, während der Nickelanteil von 8 Prozent die austenitische Struktur stabilisiert und die Formbarkeit verbessert. Der Werkstoff ist nicht magnetisch, leicht zu schweißen und erweist sich in Innenräumen sowie in leicht korrosiven Umgebungen als sehr beständig.
Zu den typischen Anwendungsbereichen zählen Küchengeräte und Kochgeschirr, Anlagen zur Lebensmittelverarbeitung, Befestigungselemente, Rohrleitungen und Wärmetauscher sowie architektonische Verkleidungen. 304 ist zudem in kohlenstoffarmen und kohlenstoffreichen Varianten erhältlich: Bei 304L ist der Kohlenstoffgehalt auf 0,03 Prozent begrenzt, um eine bessere Schweißbarkeit zu gewährleisten, während 304H einen höheren Kohlenstoffgehalt aufweist, um eine bessere Festigkeit bei hohen Temperaturen zu erzielen.
Was ist Edelstahl 316?
316 ist die für den Einsatz im maritimen Bereich geeignete Variante derselben Stahlsorte. Es behält die austenitische Struktur von 304 bei, ersetzt jedoch einen Teil des Chrom- und Nickelanteils durch 2 bis 3 Prozent Molybdän. Das Molybdän stärkt die passive Oxidschicht gegen Chloridangriffe, weshalb 316 gegen Meerwasser, Streusalz und viele Säuren beständig ist, die bei 304 zu Lochfraß führen. Sein höherer Nickel- und Molybdängehalt verleiht 316 zudem einen leichten Vorteil hinsichtlich der Festigkeit bei hohen Temperaturen.
Zu den typischen Anwendungsbereichen zählen Bootsbeschläge und Schiffsausrüstung, Küstenarchitektur und Geländer, chemische und petrochemische Anlagen, medizinische Implantate, Siebe für den Bergbau sowie den Einsatz bei hohen Temperaturen. Wie 304 gibt es auch von 316 eine kohlenstoffarme Variante: 316L reduziert den Kohlenstoffgehalt auf 0,03 Prozent und ist die bevorzugte Sorte für geschweißte medizinische und pharmazeutische Geräte.
Wesentliche Unterschiede zwischen den Edelstahlsorten 304 und 316
Beide Sorten basieren auf einer austenitischen Grundstruktur, und die wesentlichen Unterschiede liegen in drei Bereichen: der chemischen Zusammensetzung, der Korrosionsbeständigkeit und den mechanischen Eigenschaften. Von diesen ist ein Element ausschlaggebend für alle anderen: Molybdän.
Chemische Zusammensetzung
304 enthält 18 bis 20 Prozent Chrom und 8 bis 10,5 Prozent Nickel ohne Molybdän, während 316 16 bis 18 Prozent Chrom, 10 bis 14 Prozent Nickel und 2 bis 3 Prozent Molybdän enthält, wobei der Kohlenstoffgehalt bei beiden Sorten auf 0,08 Prozent begrenzt ist und der Rest aus Eisen besteht.
In der europäischen Bezeichnung entspricht 304 der Sorte 1.4301 und 316 der Sorte 1.4401. Der einzige wesentliche Unterschied besteht im Molybdänanteil, weshalb die Wahl der Sorte in erster Linie von der Einsatzumgebung und nicht von der Festigkeit abhängt.
Korrosionsbeständigkeit
Bei der Korrosionsbeständigkeit unterscheiden sich die Stahlsorten voneinander. Der Schutz wird durch eine passive Chromoxidschicht auf der Oberfläche gewährleistet: In sauberen Umgebungen regeneriert sich diese Schicht schnell, doch Chloridionen greifen Schwachstellen an und verursachen Lochfraß, der sich zu Spaltkorrosion ausweitet.
304 ist beständig gegen atmosphärische Korrosion, Wasser und die meisten Lebensmittelumgebungen, ist jedoch anfällig gegenüber Meerwasser, Küstenluft oder Streusalz. 316 kommt mit diesen Bedingungen zurecht, da Molybdän den Korrosionsschutzfilm stabiler macht und dessen Selbstheilungsfähigkeit verbessert.
Mechanische Eigenschaften
Die mechanischen Eigenschaften der beiden Werkstoffe liegen nahe beieinander. Beide sind austenitisch, nichtmagnetisch und lassen sich nicht durch Wärmebehandlung härten. 304 weist eine typische Zugfestigkeit von 500 bis 700 MPa auf, während 316 in einem ähnlichen Bereich liegt und bei erhöhten Temperaturen eine etwas höhere Festigkeit aufweist.
Beide lassen sich gut schweißen und umformen, und die kohlenstoffarmen Varianten verringern die Karbidausfällung nach dem Schweißen. Wenn die Belastungssituation ausschlaggebend ist, sind die Sorten 304 und 316 in der Regel austauschbar; der Unterschied zwischen ihnen liegt in der Einsatzumgebung, nicht in der Festigkeit.
So entscheiden Sie sich zwischen Edelstahl 304 und 316
Die Kosten richten sich nach der Legierung. Da 316 zusätzliches Molybdän und einen höheren Nickelgehalt benötigt, liegt der Rohstoffpreis etwa 20 bis 40 Prozent über dem von 304. Die Bearbeitungs- und Fertigungskosten sind ähnlich, was bedeutet, dass der Aufpreis hauptsächlich auf das Material selbst entfällt.
Der Aufpreis lohnt sich, wenn das Bauteil mit Meerwasser, Streusalz, Säuren oder langfristiger Einwirkung der Küstenumgebung in Berührung kommt; im trockenen Innenbereich weist 304 identische Eigenschaften auf, sodass die Mehrkosten verschwendet sind.
Die Auswahlregel ist einfach: Wenn das Bauteil in Innenräumen oder unter leicht korrosiven Bedingungen eingesetzt wird, ist 304 in der Regel ausreichend und kostengünstiger. Wenn es mit Chloriden in Berührung kommt, sollten Sie den Aufpreis für 316 zahlen und vor der Zustimmung zu einem Ersatz die Chloridkonzentration sowie die Betriebstemperatur mit Ihrem Lieferanten abklären.
Wenn die Rahmenbedingungen unsicher sind, überprüfen Sie die Überlegungen zur Gussgestaltung mit dem Lieferanten, bevor das Material fest zugesagt wird. Wenn Sie bereits mit Gussteilen arbeiten, gilt dieselbe Logik auch für Gusseisensorten, wobei die Wahl der Legierung sowohl das Korrosionsverhalten als auch die Kosten bestimmt.
Sphäroguss – Hersteller von Gusseisenteilen
Das günstigste Material ist nur dann günstig, wenn es den Einsatzbedingungen standhält. Senden Sie Ihre Zeichnung, die Einsatzbedingungen und die erwartete Lebensdauer an unsere Ingenieure, und wir können die richtige Güteklasse bestätigen, bevor die Werkzeuge in Auftrag gegeben werden.
Die Klärung der Materialfrage bereits in der Angebotsphase ist kostengünstiger als der Austausch eines korrodierten Teils nach der Fertigung.
