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309 Edelstahl: Zusammensetzung, Eigenschaften, Anwendungen, Formen, Vergleich und mehr
- John
Wir werden uns Edelstahl 309 eingehend ansehen, einschließlich seiner chemischen Zusammensetzung, mechanischen und physikalischen Eigenschaften, verschiedenen Formen, Anwendungen und Vergleichen mit anderen Edelstahlsorten. Gleichzeitig werden wir die Vor- und Nachteile der Verwendung dieses Materials und seiner Verarbeitungsmethoden beschreiben.
Was ist Edelstahl 309?
Edelstahl 309 ist ein austenitischer Edelstahl der 300er-Serie. Dank des hohen Chrom- und Nickelgehalts weist er trotz extremer Umgebungsbedingungen eine hervorragende Oxidations- und Korrosionsbeständigkeit auf. Im Vergleich zu anderen Edelstahlsorten kann 309 seine strukturelle Integrität auch bei anhaltender Hitzeeinwirkung beibehalten und wird häufig in Umgebungen mit hohen Temperaturen eingesetzt.
309 Edelstahl-Äquivalentqualitäten
Verschiedene Länder und Branchen verwenden unterschiedliche Standards zur Klassifizierung von Edelstahl. Hier sind die entsprechenden Güteklassen von Edelstahl 309:
- UNS: S30900
- DE: X15CrNiSi20-12
- DIN: 1.4828
- JIS: SUH 309
- DE: 1Cr20Ni14Si2
309 Edelstahl Standard
ASTM A240, ASTM A167, ASTM A276, ASTM A312, ASTM A580, ASTM A479, ASTM A473, ASTM A314
Chemische Zusammensetzung von Edelstahl 309
Die chemische Zusammensetzung von Edelstahl 309 ist entscheidend für seine Hitze- und Korrosionsbeständigkeit. Er enthält einen höheren Chrom- und Nickelanteil als viele andere Güten, was zu vorteilhaften Eigenschaften führt.
| Element | Zusammensetzung Bereich |
| Kohlenstoff (C) | ≤ 0,20% |
| Mangan (Mn) | ≤ 2.00% |
| Silizium (Si) | ≤ 1.00% |
| Chrom (Cr) | 22.0% – 24.0% |
| Nickel (Ni) | 12.0% – 15.0% |
| Schwefel (S) | ≤ 0,030% |
| Phosphor (P) | ≤ 0,045% |
Eigenschaften von Edelstahl 309
Wesentliche Merkmale
Edelstahl 309 bietet mehrere wichtige Vorteile:
Hitzebeständigkeit: Es hält Temperaturen bis zu 1900 °F (1038 °C) im Dauerbetrieb und 2000 °F (1093 °C) im intermittierenden Betrieb stand, was es äußerst nützlich für Anwendungen macht, bei denen es über längere Zeit Hitze ausgesetzt ist.
Korrosionsbeständigkeit: Aufgrund des hohen Chromanteils bietet es eine bemerkenswerte Korrosionsbeständigkeit, insbesondere bei hohen Temperaturen.
Stärke: Da es seine mechanische Integrität auch bei erhöhten Temperaturen behält, eignet es sich ideal für Anwendungen in Industrieöfen, Kesselinnenräumen und anderen Hochtemperaturmaschinen.
Physikalische Eigenschaften
Edelstahl 309 hat die folgenden physikalischen Eigenschaften:
| Eigentum | Metrisch | Kaiserlich |
| Dichte | 8,00 g/cm³ | 0,289 lb/in³ |
| Schmelzpunkt | 1400–1455 °C | 2550–2651°F |
| Wärmeleitfähigkeit | 15,6 W/mK | 108 BTU-Zoll/Std.-Fuß²-°F |
| Wärmeausdehnungskoeffizient | 14,9 µm/m°C | 8,28 µZoll/Zoll°F |
| Spezifische Wärme | 0,12 J/g°C | 0,12 BTU/lb°F |
| Elektrischer spezifischer Widerstand | 468 μΩ-cm | 468 μΩ-cm |
Mechanische Eigenschaften
Aufgrund seiner mechanischen Eigenschaften ist Edelstahl 309 besonders für Anwendungen mit hoher Beanspruchung und hohen Temperaturen geeignet:
| Eigentum | Metrisch | Kaiserlich |
| Zugfestigkeit (maximal) | 620 MPa | 89.900 psi |
| Streckgrenze (0,2%-Versatz) | 290 MPa | 42.100 psi |
| Dehnung beim Bruch | 50% | 50% |
| Härte (Rockwell B) | 85 | 85 |
| Elastizitätsmodul | 200 GPa | 29000 ksi |
| Schermodul | 77 GPa | 11200 ksi |
Formen aus Edelstahl 309
Edelstahl 309 ist in verschiedenen Formen erhältlich, die jeweils für unterschiedliche industrielle Anwendungen geeignet sind. Hier ist eine Übersicht über die verfügbaren Formen und ihre typischen Anwendungen:
- Stangen, Rundstäbe, Stangenmaterial: Wird im Bauwesen, in Industriemaschinen und bei Hochtemperaturbefestigungen verwendet.
- Blech, Platte: Ideal für Wärmetauscher, Öfen und Hochtemperaturbehälter.
- Tool Wrap, Folie: Wird bei der Wärmebehandlung kleinerer Teile verwendet.
- Rohr, Röhre: Wird häufig in Hochtemperatur-Flüssigkeitstransportsystemen und Rohrleitungen für petrochemische Anlagen verwendet.
- Schweißdraht, MIG-Draht, WIG-Draht: Wird zum Schweißen von Edelstahl 309 und anderen ähnlichen Legierungen verwendet.
- Unterlegscheiben, Befestigungselemente, Schrauben, Bolzen: Wird in Umgebungen mit hohen Temperaturen und hoher Belastung eingesetzt, in denen Korrosionsbeständigkeit von entscheidender Bedeutung ist.
- Masche, Winkel: Findet sich im Bauwesen, in Filtersystemen und mechanischen Anwendungen.
Anwendung von Edelstahl 309
Edelstahl 309 wird häufig in Umgebungen eingesetzt, in denen hohe Temperaturen und korrosive Bedingungen herrschen. Zu den üblichen Anwendungen zählen:
Ofenkomponenten: Wie etwa Feuerraumbleche und Ofenauskleidungen, bei denen das Material dauerhaft großer Hitze ausgesetzt ist.
Wärmetauscher: Aufgrund seiner Korrosions- und Oxidationsbeständigkeit ist das Material die erste Wahl für Wärmetauscher.
Kesselleitbleche: Wird in Industriekesseln verwendet, wo hohe Festigkeit und Hitzebeständigkeit erforderlich sind.
Ofenauskleidungen und Komponenten: Bei gewerblichen und industriellen Öfen gewährleistet Edelstahl 309 Langlebigkeit bei hohen Temperaturen.
Ofenauskleidungen: Wird in Keramik-, Glas- und anderen Brennöfen verwendet, die bei hohen Temperaturen arbeiten.
Petrochemische Ausrüstung: Ideal für chemische Prozesse, bei denen große Hitze und ätzende Gase auftreten.
Vor- und Nachteile von Edelstahl 309
Vorteile
- Überlegene Hochtemperaturbeständigkeit: Hält bis zu 2000 °F stand und ist daher perfekt für Anwendungen mit hohen Temperaturen geeignet.
- Hervorragende Korrosionsbeständigkeit: Bietet langfristige Beständigkeit gegen Oxidation in Umgebungen mit hohen Temperaturen.
- Vielseitige Anwendungen: Nützlich in verschiedenen Branchen, von der Petrochemie bis zur Lebensmittelverarbeitung.
- Gute Schweißbarkeit: Es kann mit den meisten herkömmlichen Methoden geschweißt werden.
Benachteiligungen
- Kosten: Aufgrund seiner speziellen Eigenschaften teurer als Edelstahl niedrigerer Qualität wie 304 oder 316.
- Kaltverfestigung: Verfügt über eine hohe Kaltverfestigungsrate, die die Bearbeitung erschweren kann.
- Begrenzte Kaltverformung: Diese Güte ist zwar kaltverformbar, jedoch weniger formbar als niedrig legierte Stähle.
Schweißen von Edelstahl 309
Schweißen is a common processing method for 309 stainless steel. The following introduces the main welding methods of 309 stainless steel and the key points of welding with carbon steel.
Hauptschweißverfahren
WIG-Schweißen: WIG-Schweißen (Wolfram-Inertgasschweißen) eignet sich für hochpräzises Schweißen, und als Füllmaterial wird häufig ER309 oder ER309L verwendet. Der Argonschutz verhindert Oxidation und eignet sich für Anwendungen mit hohen Anforderungen an die Schweißqualität.
MIG-Schweißen: MIG-Schweißen (Schweißen mit Schutzgasschmelze) wird zum schnellen Schweißen dickerer Materialien verwendet. Es wird ER309-Schweißdraht verwendet, hat eine geringe Wärmezufuhr beim Schweißen und ist zum Schweißen großer Flächen geeignet.
Lichtbogenschweißen: Lichtbogenschweißen (SMAW) mit Elektroden der Güte E309 oder E309L eignet sich für Bau- und Wartungsarbeiten vor Ort und kann hochfeste, hochtemperaturbeständige Schweißnähte erzeugen.
Widerstandsschweißen: Geeignet für das Serienschweißen kleiner Teile, wie etwa Punktschweißen oder Rollnahtschweißen. Um Verformungen zu vermeiden, ist eine genaue Kontrolle der Schweißparameter erforderlich.
Schweißen von Edelstahl 309 mit Kohlenstoffstahl
Beim Schweißen von Edelstahl 309 mit Kohlenstoffstahl ist es wichtig, ER309- oder E309-Schweißstäbe als Füllmaterial zu verwenden, um den Unterschied in der Wärmeausdehnung der beiden Materialien auszugleichen und Schweißrisse zu vermeiden. Kontrollieren Sie die Wärmezufuhr und vermeiden Sie übermäßige Schweißtemperaturen, um die Spannungskonzentration in der Wärmeeinflusszone zu verringern. Darüber hinaus ist nach dem Schweißen eine geeignete Wärmebehandlung erforderlich, um Spannungen zu beseitigen und die Leistung der Verbindung zu verbessern.
Zu den Anlässen zum Verschweißen von Edelstahl 309 mit Kohlenstoffstahl gehören:
Kessel und Druckbehälter: Aufgrund seiner hohen Temperaturbeständigkeit eignet sich Edelstahl 309 für den Einsatz in Hochtemperaturbereichen von Kesseln und Druckbehältern, während Kohlenstoffstahl in Niedertemperaturbereichen verwendet wird.
Chemische Ausrüstung: In manchen chemischen Geräten werden häufig Edelstahl 309 und Kohlenstoffstahl in verschiedenen Teilen derselben Struktur verwendet, wobei diese eine hohe Temperaturbeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit kombinieren.
Automobilbranche: Bei einigen Auspuffsystemen wird Edelstahl 309 mit Kohlenstoffstahl verschweißt, um die Hochtemperaturbeständigkeit der Auspuffkomponenten zu erhöhen.
Verarbeitungsmethoden von Edelstahl 309
Edelstahl 309 kann mit verschiedenen Methoden verarbeitet werden. Diese Verfahren verbessern die Eigenschaften des Materials und machen es für bestimmte Anwendungen geeignet.
Bildung von
Edelstahl 309 ist aufgrund seiner austenitischen Struktur gut verformbar, sodass er gebogen, geformt und gestaltet werden kann, ohne dass er reißt. Er eignet sich für verschiedene Umformungsverfahren wie Tiefziehen und Rollformen. Aufgrund seiner hohen Festigkeit kann jedoch im Vergleich zu anderen Edelstahlsorten eine höhere Kraft erforderlich sein.
Schneiden
Das Schneiden von Edelstahl 309 kann mit Standardmethoden erfolgen, wie zum Beispiel:
- Plasmaschneiden
- Laserschneiden
- Wasserstrahlschneiden
- Mechanisches Trennen mittels Sägen oder Scheren
Aufgrund ihrer Härte, höheren Verschleißfestigkeit und Zähigkeit müssen Schneidwerkzeuge für eine längere Lebensdauer optimiert werden. Für Präzisionsschnitte werden Schneidwerkzeuge aus Schnellarbeitsstahl oder Hartmetall empfohlen.
Heißarbeit
Edelstahl 309 eignet sich gut für Warmumformungsverfahren wie Schmieden, Warmwalzen und Extrusion. Es behält seine Festigkeit bei hohen Temperaturen und ist daher ideal für solche Anwendungen.
- Schmiedetemperatur: Das Material sollte auf eine Temperatur zwischen 1175 °C bis 1260 °C (2150 °F bis 2300 °F). Es sollte bei über 982 °C (1800 °F) warmbearbeitet werden, um Risse und Verformungen zu vermeiden.
- Nachwarmbearbeitung: Um Kornwachstum zu vermeiden und eine ordnungsgemäße Mikrostruktur sicherzustellen, wird Luftkühlung oder schnelles Abschrecken empfohlen.
Kaltbearbeitung
Bei Edelstahl 309 können Kaltbearbeitungsverfahren wie Stanzen, Ziehen und Kaltwalzen angewendet werden, das Material härtet jedoch aufgrund seines höheren Chrom- und Nickelgehalts schneller aus als andere austenitische Stähle.
- Die Kaltverfestigung erfolgt schnell und erhöht die Festigkeit und Härte des Materials. Bei umfangreichen Kaltverformungsvorgängen kann eine Zwischenglühung erforderlich sein.
Wärmebehandlung
Bei Edelstahl 309 wird üblicherweise eine Wärmebehandlung durchgeführt, um Spannungen abzubauen und die Duktilität zu verbessern.
- Glühen: Die vollständige Glühung erfolgt durch Erhitzen auf 1040 °C bis 1150 °C (1900 °F bis 2100 °F), gefolgt von einer schnellen Abkühlung (normalerweise in Wasser oder Luft). Dieser Prozess stellt die Duktilität des Materials nach der Kaltbearbeitung wieder her und verbessert die Korrosionsbeständigkeit.
- Spannungsabbau: Zur Entspannung nach der Bearbeitung oder dem Schweißen kann das Material auf 400 °C bis 800 °C (750 °F bis 1475 °F).
Oberflächenbehandlung
Edelstahl 309 kann verschiedenen Oberflächenbehandlungen unterzogen werden, um seine Ästhetik zu verbessern oder die Korrosionsbeständigkeit zu erhöhen.
- Beizen: Bei diesem Vorgang wird die Oxidschicht nach der Warmbearbeitung oder Wärmebehandlung entfernt.
- Elektropolieren: Wird verwendet, um eine glatte, spiegelähnliche Oberfläche zu erzeugen und so die Oberflächenreinheit und Korrosionsbeständigkeit zu verbessern.
- Passivierung: Verbessert die schützende Chromoxidschicht auf der Stahloberfläche und erhöht so ihre Korrosionsbeständigkeit in rauen Umgebungen.
Diese Methoden stellen sicher, dass Edelstahl 309 in einer Vielzahl von Hochtemperatur- und korrosionsbeständigen Anwendungen optimale Leistung erbringt.
Unterschied zwischen 309 und anderen Qualitäten
Ist Edelstahl 309 besser als Edelstahl 304?
Ja, Edelstahl 309 ist aufgrund seines höheren Chrom- (22-24%) und Nickelgehalts (12-15%) in Hochtemperatur- und korrosiven Umgebungen besser als Edelstahl 304. Er hält Temperaturen bis zu 1100 °C (1900 °F) stand und ist daher ideal für Anwendungen wie Öfen und Wärmetauscher.
Für allgemeine Anwendungen jedoch Rostfreier Stahl 304 ist vielseitiger, leichter zu formen, zu schweißen und kostengünstiger. Es verträgt niedrigere Temperaturen (bis zu 870 °C oder 1600 °F) und wird häufig in Küchengeräten, Haushaltsgegenständen und architektonischer Dekoration verwendet.
Ist 308 oder 309 besser für Edelstahl?
Ja, Edelstahl 309 ist im Allgemeinen besser als Edelstahl 308 zum Schweißen von Edelstahl mit Edelstahl in Umgebungen mit hohen Temperaturen geeignet.
Edelstahl 309 hat einen höheren Chrom- und Nickelgehalt als 308, was ihm eine bessere Hitze- und Oxidationsbeständigkeit verleiht. Er wird häufig zum Schweißen von Edelstahl bevorzugt, wenn die Verbindung erhöhten Temperaturen oder rauen Umgebungen ausgesetzt sein kann.
308 rostfreier Stahl wird normalerweise zum Schweißen von rostfreiem Stahl niedrigerer Güte (wie 304) verwendet und funktioniert unter Standardbedingungen gut. Wenn jedoch Hitzebeständigkeit oder die Einwirkung extremer Temperaturen erforderlich ist, ist 309 die bessere Wahl.
Edelstahl 309 vs. Edelstahl 316
Edelstahl 316 enthält Molybdän, das die Korrosionsbeständigkeit verbessert und besser für Umgebungen geeignet ist, in denen Korrosionsbeständigkeit erforderlich ist. 309 hingegen ist auf hohe Temperaturbeständigkeit ausgelegt und enthält kein Molybdän. 316 wird in Meeres- und chemischen Verarbeitungsumgebungen verwendet, während 309 in Ofenauskleidungen und Industrieheizungen verwendet wird.
Edelstahl 309 vs. Edelstahl 310
Edelstahl 310 enthält im Vergleich zu 309 höhere Mengen an Chrom (25%) und Nickel (20%), was seine Hitzebeständigkeit noch weiter verbessert. 310 hält Temperaturen bis zu 2100 °F (1149 °C) stand und ist daher ideal für Anwendungen mit extremen Temperaturen wie Verbrennungsöfen und Kesseln. Im Vergleich dazu ist 309 besser für Umgebungen mit etwas niedrigeren Temperaturen geeignet, etwa 1900 °F (1038 °C), eignet sich aber dennoch hervorragend für viele industrielle Anwendungen mit hohen Temperaturen.
Edelstahl 309 vs. 321
321 Edelstahl enthält Titan, das interkristalline Korrosion bei hohen Temperaturen verhindert und es in Umgebungen zwischen 800 und 1500 °F (427–816 °C) stabil macht. Während 321 auf Widerstandsfähigkeit gegen thermische Ermüdung und Belastung ausgelegt ist, liegt die Stärke von 309 in seiner höheren Temperaturtoleranz, wodurch es sich für Ofenkomponenten und Wärmetauscher eignet. Im Gegensatz dazu wird 321 häufig in der Luft- und Raumfahrt verwendet, beispielsweise in Abgassystemen und Hochtemperaturkanälen.
Edelstahl 309 vs. 409
409 rostfreier Stahl ist ein ferritischer Edelstahl mit geringerem Chromgehalt (10,5-11,75%) und ohne Nickel. Dadurch ist er im Vergleich zu 309 weniger korrosions- und temperaturbeständig. 409 wird hauptsächlich in Autoabgassystemen und Industrierohren verwendet, wo die Umgebung in Bezug auf Hitze und Korrosion weniger anspruchsvoll ist. Im Gegensatz dazu wird 309 aufgrund seiner überlegenen Hitze- und Oxidationsbeständigkeit in Hochtemperaturanwendungen eingesetzt.
Ist Edelstahl 309 magnetisch?
In geglühter Form ist Edelstahl 309 im Allgemeinen nicht magnetisch. Durch Kaltbearbeitung kann jedoch ein leichter Magnetismus entstehen, insbesondere bei Anwendungen, die eine Formgebung oder Bearbeitung erfordern.
Rostet Edelstahl 309?
Edelstahl 309 ist äußerst rost- und korrosionsbeständig, insbesondere in Umgebungen mit hohen Temperaturen. Wie alle rostfreien Stähle kann er jedoch rosten, wenn er Umgebungen mit hohen Konzentrationen von Chlorid oder anderen korrosiven Substanzen ausgesetzt wird, insbesondere wenn er nicht ordnungsgemäß behandelt oder gewartet wird.
309 Edelstahl Hersteller
SteelPRO Group ist ein weltweit führender Hersteller und Lieferant von Produkten aus Edelstahl 309. Als einer der führenden chinesischen Hersteller von Edelstahl 309 gewährleistet ihre spezialisierte Fabrik für Edelstahlplatten 309 erstklassige Produktionsstandards und erfüllt die Anforderungen verschiedener Hochtemperaturanwendungen.
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Spezialisierte Fabrik: Ihre 309 Edelstahlfabrik konzentriert sich auf die Herstellung von kundenspezifischen 309 Pfeifen, Platten, Stangen usw., für anspruchsvolle Anwendungen wie Öfen und Wärmetauscher.
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