304 Edelstahl Leitfaden: Eigenschaften, Vorteile und industrielle Verwendung

Edelstahl 304 ist ein Allzweckstahl austenitische Beizeweniger Stahl. Er besteht aus mehr als 18% Chrom (Cr) und mehr als 8% Nickel (Ni), mit geringen Mengen an Kohlenstoff, Mangan und anderen Elementen. Dieses Material ist weithin als eine der gebräuchlichsten Arten von rostfreiem Stahl anerkannt und macht mehr als 30% des gesamten jährlich weltweit verbrauchten rostfreien Stahls aus.

Warum ist sie am weitesten verbreitet?

• Kostengünstig: im Vergleich zu molybdänhaltigen Edelstahl 316, 304 ist billiger in der Herstellung
• Breites Spektrum an Anwendungen: von Ausrüstungen für die Lebensmittelverarbeitung bis hin zu architektonischen Dekorationen
• Gute Verarbeitbarkeit: geeignet zum Stanzen, Schweißen, Biegen usw.

Überblick über die Branchen

• Lebensmittel- und Getränkeindustrie: Geräte, die säurehaltigen Flüssigkeiten oder Hochtemperaturdämpfen ausgesetzt sind, usw.
• Medizinische Ausrüstung: chirurgische Instrumente, sterilisierte Utensilien, usw.
• Industrielle Ausrüstung: elektrische SchrankscharniereMaschinengehäuse, usw.
• Dekoration des Gebäudes: Handläufe, Halterungen für Vorhangfassaden, usw.

Chemische Zusammensetzung von rostfreiem Stahl 304

Verhältnis der Hauptelemente (Massenprozent)

Element	Inhaltsbereich (Massenprozent)	Rolle
Chrom (Cr)	18.0% – 20.0%	Bildung einer Schutzschicht aus Chromoxid, die für Korrosionsbeständigkeit sorgt
Nickel (Ni)	8.0% – 10.5%	Stabilisiert die Austenitstruktur, verbessert die Duktilität, die Hochtemperaturleistung und die Korrosionsbeständigkeit
Kohlenstoff (C)	≤ 0,08%	Niedriger Kohlenstoff reduziert Karbidausscheidungen und verbessert die Schweißbarkeit (304L: ≤ 0,03%; 304H: ≥ 0,04%)
Mangan (Mn)	≤ 2.0%	Verbesserung der Kraft und der Aushärtungsfähigkeit
Silizium (Si)	≤ 1,0%	Erhöhte Oxidationsbeständigkeit und Hochtemperaturfestigkeit
Phosphor (P)	≤ 0,045%	Verunreinigungen, die streng kontrolliert werden müssen, um die Zähigkeit der Materialien zu erhalten
Schwefel (S)	≤ 0,030%	Verunreinigungen, ein Überschuss verringert die Korrosionsbeständigkeit und die Verarbeitungsleistung
Eisen (Fe)	Bilanz	als Basismetall den Hauptteil der Legierung bilden
Stickstoff (N)	≤ 0,10% (Spur)	können in geringen Mengen vorhanden sein, sind aber nicht die wichtigsten zugesetzten Elemente
Molybdän (Mo)	Normalerweise nicht vorhanden	Die molybdänhaltige Version ist aus 316er Edelstahl (höhere Korrosionsbeständigkeit)

Merkmale von molybdänfreien

• Schwächere Beständigkeit gegen Chloridkorrosion als Edelstahl 316
• Kostenreduzierung um ca. 20-30%
• Besser geeignet für nicht maritime Umgebungen

Einfluss der Zusammensetzung auf die Eigenschaften

• Hoher Chromgehalt: bildet eine dichte Chromoxidschicht auf der Oberfläche, die weitere Korrosion verhindert.
• Nickel: sorgt dafür, dass das Material auch bei niedrigen Temperaturen zäh bleibt (bis -196°C)
• Kohlenstoffarmes Design: reduziert das Risiko der interkristallinen Korrosion nach dem Schweißen

Mechanische Eigenschaften von rostfreiem Stahl 304

Leistungsindikatoren

Indikator	Typische Werte (geglühter Zustand)	Bemerkungen
Zugfestigkeit	515 - 620 MPa	Hohe Festigkeit bei gleichzeitig guter Plastizität, geeignet für Strukturbauteile.
Streckgrenze	205 - 310 MPa	Streckgrenze bei 0,2% Restverformung, die nach der Kaltumformung deutlich erhöht werden kann (z. B. ≥1000 MPa nach dem Kaltwalzen).
Dehnung	≥ 40% (50 mm)	Hohe Duktilität, geeignet zum Tiefziehen, Biegen und für andere Verarbeitungen.
Härte	Brinell (HB): ~201	Geringe Härte im geglühten Zustand, Härte steigt nach Kaltverformung (z.B. HRB 90 im geglühten Zustand, HRB 200+ nach Kaltwalzen).
Kerbschlagzähigkeit (Impact)	bei Raumtemperatur ≥ 100 J (Charpy-Schlagversuch)	Das austenitische Gefüge bietet eine gute Zähigkeit, die Tieftemperaturleistung ist besser als bei ferritischem Edelstahl (aber niedriger als bei Duplexstahl).
Elastizitätsmodul (Modulus)	193 - 200 GPa	Ähnlich wie bei anderen austenitischen nichtrostenden Stählen.

Mechanische Vorteile

• Hohe Duktilität: geeignet für Tiefziehverfahren (z. B. zur Herstellung von Töpfen und Pfannen)
• Ermüdungsfestigkeit: mehr als 10 % standhalten kann⁶ zyklische Belastungen (geeignet für Scharniere mit häufigem Öffnen und Schließen)
• Tieftemperatur-Zähigkeit: keine spröde Rissbildung selbst bei Temperaturen von flüssigem Stickstoff

Physikalische Eigenschaften

Eigenschaften	Numerischer Wert	Wirkung der Anwendung
Dichte	8,0 g/cm³	ca. 10% leichter als Kohlenstoffstahl, geeignet für Strukturbauteile, die eine Gewichtsreduzierung erfordern.
Koeffizient der thermischen Ausdehnung	17,2 μm/m-°C (20-100°C)	Eine Dehnungsfuge ist erforderlich.
Wärmeleitfähigkeit	16,2 W/m-K	Die Wärmezufuhr sollte während des Schweißens kontrolliert werden, um Verformungen zu vermeiden.
Widerstandsfähigkeit	0,73 μΩ-m	Kann für leitende Teile mit niedrigem Strom verwendet werden.

Vorteile des Kerns aus Edelstahl 304

Ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit

Nach Angaben des Outokumpu Stainless Steel Corrosion Handbook:

• Jährliche Korrosionsrate <0,01 mm bei pH 4-9
• Beständig gegen 85% Konzentration von Salpetersäure (bei Raumtemperatur)
• 10 Jahre lang kein sichtbarer Rost in Industrieatmosphäre bei 60% Luftfeuchtigkeit

Ausgezeichnete Verarbeitbarkeit

• Stanzen und Umformen: bis zu 2,2 LDR (Limit Depth Ratio)
• Kompatibilität mit dem Schweißen: WIG-Schweißen ohne Schweißzusatzwerkstoff für hochfeste Schweißnähte
• Oberfläche: Elektrolytisches Polieren auf Hochglanz mit Ra ≤ 0,1μm.

Hygiene und Ästhetik

• Oberflächengüte: Die Adhäsionsrate von Bakterien ist 90% niedriger als bei rauen Oberflächen.
• Bequeme Reinigung: kann mit starken Säuren und Laugen (z. B. Natriumhypochlorit-Desinfektionsmittel) gereinigt werden

Zusammenfassung

Mit seiner ausgewogenen Korrosionsbeständigkeit, der einfachen Verarbeitung und den kontrollierbaren Kosten dominiert der rostfreie Stahl 304 den Sektor der industriellen Eisenwaren. Da die Anforderungen der verarbeitenden Industrie an die Langlebigkeit des Materials und den Umweltschutz steigen, wird der rostfreie Stahl 304 weiterhin eine Schlüsselrolle in den Bereichen Schienenverkehr, neue Energieanlagen und intelligente medizinische Versorgung spielen.

FAQs

F: Kann rostfreier Stahl 304 in Meeresumgebungen verwendet werden?

A: Langfristiger Kontakt mit Meerwasser wird nicht empfohlen. In milden Salzsprühnebel Umgebung müssen mit Oberflächenbeschichtung verwendet werden.

F: Was ist der Unterschied zwischen Edelstahl 304 und 201?

A: 201 mit Mangan, um einen Teil des Nickels zu ersetzen, ist die Korrosionsbeständigkeit schlechter, die Kosten sind etwa 40% niedriger.

Q：Wie kann man den echten rostfreien Stahl 304 beurteilen?

A: Die professionelle Methode ist, den Nickelgehalt mit einem Spektrometer zu testen. Einfacher Test: Kupfersulfatlösung auf die Oberfläche tropfen, rot werden ist gefälschte 304.

Q：Rostet rostfreier Stahl 304?

A: Lochfraßkorrosion kann bei Vorhandensein von Chloridionen oder nicht rechtzeitig behandelten mechanischen Schäden auftreten.