431 Edelstahl: Eigenschaften, Merkmale, Verwendung

Edelstahl 431 ist eine flexible, langlebige martensitische Legierung, die für ihre hervorragende Rostbeständigkeit, Zähigkeit und leichte Formbarkeit bekannt ist. Edelstahl 431 wird häufig in der Industrie verwendet und bietet ein Gleichgewicht aus Zähigkeit und Haltbarkeit. 

In diesem Leitfaden untersuchen wir seine Eigenschaften, Anwendungen, gleichwertigen Qualitäten und Verarbeitungsoptionen, um Ihnen zu helfen zu verstehen, warum es eine zuverlässige Wahl für anspruchsvolle Umgebungen ist.

Was ist Edelstahl 431?

431 Edelstahl (UNS S43100) besteht zu 80-85% aus Eisen, zu 15-17% aus Chrom sowie Kohlenstoff und Nickel. Es handelt sich um martensitischen Edelstahl, der den ASTM A276-Standards entspricht und Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Bearbeitbarkeit bietet. Die Verarbeitung von 431 Edelstahl bei 600 °C bis 800 °C optimiert seine Leistung. Durch Wärmebehandlung verarbeitet wird 431 Edelstahl in der Luft- und Raumfahrt, im Schiffbau und in der Automobilindustrie für Wellen, Bolzen und Befestigungselemente verwendet. Durch Kaltbearbeitung können seine Härte und Festigkeit erhöht werden. 

Eigenschaften von Edelstahl 431

Edelstahl 431 zeichnet sich durch seine überragende Haltbarkeit, hervorragende Rostbeständigkeit und solide Zähigkeit aus. Sein Chrom- und Nickelgehalt erhöht die Haltbarkeit und Oxidationsbeständigkeit. Er bietet außerdem hervorragende Elastizität und Verschleißfestigkeit und ist daher perfekt für anspruchsvolle Bedingungen geeignet.

Chemische Zusammensetzung von SS 431

Die Zusammensetzung von SS 431 zeichnet sich durch einen hohen Chromgehalt aus, der für eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit sorgt, sowie durch moderate Mengen an Kohlenstoff und Nickel für eine verbesserte Festigkeit. Genauere Angaben finden Sie in der Tabelle unten.

Mechanische Eigenschaften von Edelstahl 431

SS 431 zeichnet sich vor allem durch seine hohe Zugfestigkeit und Härte aus, selbst nach der Wärmebehandlung, wodurch es für anspruchsvolle mechanische Anwendungen geeignet ist. Spezifische Werte bei unterschiedlichen Glühbedingungen finden Sie in der folgenden Tabelle.

Physikalische Eigenschaften von 431

Die physikalischen Eigenschaften von SS 431 zeichnen sich durch seine hohe Dichte und gute Wärmeleitfähigkeit aus, wodurch es sich für Umgebungen mit hoher Beanspruchung eignet. Diese Werte stellen allgemeine Eigenschaften unter Standardglühbedingungen dar und können bei unterschiedlichen Wärmebehandlungen variieren.

Äquivalente Güteklassen von 431 Edelstahl

Edelstahl 431 weist eine ähnliche chemische Zusammensetzung und mechanische Eigenschaften auf wie vergleichbare Güten, die in anderen Ländern verwendet werden. Diese Güten bieten vergleichbare Leistung in verschiedenen Anwendungen. Nachfolgend finden Sie eine Tabelle mit vergleichbaren Güten aus verschiedenen Regionen.

Mögliche alternative Güten zu Edelstahl 431

Aufgrund ihrer ähnlichen Zusammensetzung oder Anwendung können mehrere Edelstahlsorten Alternativen zu 431 sein:

1. Klasse 410: Martensitischer Edelstahl mit Chrom. Er hat eine gute Korrosionsbeständigkeit und Festigkeit, aber eine etwas geringere Zähigkeit im Vergleich zu 431.
2. Klasse 420: Höherer Kohlenstoffgehalt als 431. Es bietet eine bessere Härte nach der Wärmebehandlung, ist für verschleißfeste Anwendungen geeignet, hat jedoch eine geringere Korrosionsbeständigkeit.
3. Güteklasse 304: Austenitischer Edelstahl mit höherem Nickelgehalt. Er verfügt über eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit und kann 431 ersetzen, wenn die Korrosionsbeständigkeit wichtiger ist als die Festigkeit.
4. Güteklasse 316: Enthält mehr Molybdän als 431. Bietet eine bessere Korrosionsbeständigkeit, insbesondere in Meeresumgebungen, hat aber eine geringere Festigkeit.

Diese Optionen können je nach den jeweiligen Anforderungen an Haltbarkeit, Rostbeständigkeit oder Festigkeit ausgewählt werden.

Eigenschaften von Edelstahl 431

Edelstahl 431 ist für seine hohe Zugfestigkeit, hervorragende Rostbeständigkeit und solide Zähigkeit bekannt und eignet sich daher ideal für anspruchsvolle Bedingungen.

1. Hohe Zugfestigkeit

431 bietet eine erheblich höhere Zugfestigkeit als viele andere rostfreie Stähle und ist daher ideal für Anwendungen geeignet, die starke, langlebige Materialien erfordern, wie etwa in der Luft- und Raumfahrt und bei Schiffskomponenten.

2. Ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit

Aufgrund seines hohen Chromgehalts bietet Edelstahl 431 eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit, insbesondere in leicht korrosiven Umgebungen wie dem Meeres- und Industriebereich.

3. Gute Härte

431 can reach significant Härte through heat treatment, making it ideal for parts needing wear resistance, like shafts, bolts, and fasteners.

4. Magnetische Eigenschaften

Unlike austenitic stainless steels, 431 is magnetisch, which can be advantageous in certain mechanical and electrical applications.

5. Wärmebehandlungsleistung

431 reagiert gut auf Härten und Anlassen und ermöglicht so maßgeschneiderte mechanische Eigenschaften für verschiedene Anwendungen.

6. Abschreckbarkeit

• Härtezunahme: Nach dem Abschrecken und Anlassen kann die Härte von Edelstahl 431 360 bis 480 HB erreichen, was Rc44 entspricht.
• Kühlmethode: Kleine Abschnitte können luftgekühlt werden, während größere Abschnitte eine Ölabschreckung erfordern, um eine optimale Durchhärtung zu erreichen.

7. Tieftemperatureigenschaften

• Niedrigere Sprödübergangstemperatur: Edelstahl 431 wird bei niedrigen Temperaturen zäher und kann Stößen standhalten, ohne zu brechen.
• Mikrostruktur: Bei niedrigen Temperaturen enthält die Struktur Martensit und etwas Ferrit, was die Festigkeit und Zähigkeit verbessert.

Einschränkungen

• Schwieriges Schweißen: Aufgrund seines hohen Kohlenstoffgehalts ist Edelstahl 431 schwierig zu schweißen und erfordert eine Wärmebehandlung vor und nach dem Schweißen, um Rissbildung zu vermeiden.
• Anfälligkeit gegenüber starken Säuren: Obwohl 431 korrosionsbeständig ist, neigt es in stark säurehaltigen Umgebungen zu Lochfraß und Spaltkorrosion, was seine Verwendung bei aggressiver chemischer Einwirkung einschränkt.

Wie wird Edelstahl 431 hergestellt?

Die Herstellung von Edelstahl 431 umfasst mehrere wichtige Schritte, von denen jeder für die Sicherstellung seiner endgültigen Eigenschaften wie Festigkeit, Härte und Korrosionsbeständigkeit von entscheidender Bedeutung ist.

1. Schmelzen: Die Rohstoffe, hauptsächlich Eisen, Chrom, Kohlenstoff und Nickel, werden in einem Lichtbogenofen (EAF) bei hohen Temperaturen geschmolzen.

2. Besetzung: Der flüssige Stahl wird in Formen gegossen, um Knüppel oder Brammen zu formen, die dann abgekühlt und gehärtet werden.

3. Warmwalzen: Die erstarrten Brammen werden erneut erhitzt und gewalzt, um ihre Dicke zu verringern und den Stahl in Platten, Stangen oder andere gewünschte Formen zu bringen.

4. Glühen: Der gewalzte Stahl wird wärmebehandelt, um innere Spannungen abzubauen, das Material weicher zu machen und die Bearbeitbarkeit zu verbessern. Bei diesem Verfahren wird der Stahl auf eine bestimmte Temperatur erhitzt und dann allmählich abgekühlt.

5. Aushärtung: Um Härte und Festigkeit zu verbessern, wird 431 einem Abschreckprozess unterzogen, bei dem der Stahl nach dem Erhitzen auf hohe Temperaturen schnell abgekühlt wird.

6. Temperieren: Nach dem Härten wird der Stahl durch erneutes Erhitzen auf eine niedrigere Temperatur und anschließendes Abkühlen angelassen, um die endgültige Härte und Zähigkeit einzustellen.

7. Entkalken: Nach der Wärmebehandlung wird der bei der Verarbeitung entstandene Zunder durch Beizen oder mechanische Reinigung entfernt.

8. Fertigstellung: Der Stahl wird bearbeitet und auf die genaue Größe gebracht, normalerweise durch Schleifen oder Polieren, um die gewünschte Oberflächenqualität zu erreichen.

9. Inspektion und Prüfung: Das Endprodukt wird strengen Kontrollen und Tests unterzogen, um sicherzustellen, dass es die erforderlichen mechanischen und chemischen Eigenschaften wie Zugfestigkeit, Härte und Korrosionsbeständigkeit aufweist.

Diese Verfahren garantieren, dass Edelstahl 431 die für seine spezifischen Anwendungen erforderliche Festigkeit, Zähigkeit und Rostbeständigkeit erreicht.

Von uns angebotene Bearbeitungsoptionen für SS 431

Bei SteelProGroup bieten wir eine umfassende Palette an Verarbeitungs- und Produktanpassungsoptionen für Edelstahl SS 431, die auf die Erfüllung spezifischer Leistungsanforderungen und Anwendungsbedürfnisse ausgelegt sind.

Bearbeitung

Nachfolgend finden Sie die von uns angebotenen Bearbeitungsmöglichkeiten im Detail:

Schmelzen

• Lichtbogenofen (EAF): Produziert hochwertigen Stahl durch das Schmelzen von Rohstoffen mithilfe von Lichtbögen und gewährleistet so eine präzise Kontrolle der Zusammensetzung.
• Vakuum-Induktionsschmelzen (VIM): Entfernt Verunreinigungen im Vakuum und erzeugt ein saubereres, gleichmäßigeres Material mit weniger Einschlüssen, ideal für kritische Anwendungen.
• Argon-Sauerstoff-Entkohlung (AOD): Die Argon-Sauerstoff-Entkohlung (AOD) veredelt Stahl, indem sie den Kohlenstoffgehalt reduziert, die Korrosionsbeständigkeit verbessert und die gewünschte Zusammensetzung erreicht. Sie ist ideal für die Herstellung von hochwertigem Edelstahl wie 431, da sie den Legierungsgehalt kontrolliert und die Leistung verbessert.

Wärmebehandlung

• Glühen:Reduziert die Härte von 431er Edelstahl, um die Bearbeitbarkeit zu verbessern und innere Spannungen abzubauen. Dies erfolgt normalerweise bei 815–900 °C, wodurch die Verarbeitung in späteren Phasen erleichtert wird.
• Aushärtung: Erhöht die Festigkeit und Verschleißfestigkeit durch Erhitzen von 431 Edelstahl auf 980–1065 °C und anschließendes schnelles Abkühlen, ideal für hochfeste Anwendungen.
• Anlassen: Passt Härte und Zähigkeit nach dem Härten an, verbessert die Haltbarkeit und verringert die Sprödigkeit. Dies erfolgt normalerweise bei 600–650 °C für Edelstahl 431 für Anwendungen, die sowohl Festigkeit als auch Flexibilität erfordern.
• Abschrecken: Kühlt 431 Edelstahl nach dem Erhitzen schnell ab, um Härte und mechanische Eigenschaften zu erhalten, was für die Gewährleistung einer gleichbleibenden Leistung in anspruchsvollen Umgebungen unerlässlich ist.

Kaltbearbeitung

• Kaltwalzen: Reduziert die Dicke und verfeinert die Oberflächenqualität ohne Erhitzen, was zu einem stärkeren, glatteren Finish führt.
• Cold Drawing: Erhöht die Festigkeit, indem der Stahl durch eine Matrize gezogen wird, und ermöglicht so eine enge Maßkontrolle für präzise Anwendungen.
• Streckformen: Dehnt das Material ohne Hitze aus, verbessert die mechanischen Eigenschaften und bringt es gleichzeitig in komplexe Geometrien.

Other Cold Working Options Not Recommended for 431 Stainless Steel

• Tiefziehen: Aufgrund der begrenzten Duktilität neigt 431 beim Tiefziehen zur Rissbildung und ist daher für dieses Verfahren ungeeignet.
• Biegen bei niedrigen Temperaturen: Aufgrund der höheren Festigkeit und geringeren Duktilität kann Biegen ohne ausreichende Wärme zu Rissen führen.
• Kaltschmieden: Aufgrund der Härte und Sprödigkeit von 431 nach der Kaltbearbeitung ist es zum Schmieden ungeeignet, da es zu Brüchen kommen kann.

Mechanische Bearbeitung

• Schneiden: Wir bieten Präzisionsschnitte mit Sägen oder Lasern und sorgen für saubere und genaue Schnitte gemäß kundenspezifischen Spezifikationen bei minimalem Materialverlust.
• Mahlen: Hochpräzises Fräsen gewährleistet die Herstellung komplizierter Teile mit genauen Abmessungen, die für komplexe Formen und Designs geeignet sind.
• Bohren: Individuelles Bohren zum Erreichen exakter Lochgrößen und -tiefen, um eine perfekte Passform für Schrauben, Befestigungselemente oder andere Verbindungsmethoden sicherzustellen.

Oberflächenbehandlung

• Schleifen: Glättet raue Oberflächen und sorgt für ein gleichmäßiges Finish, wodurch das Gesamterscheinungsbild und die Leistung des Stahls verbessert werden.
• Polieren: Verleiht ein reflektierendes, hochglänzendes Finish, das die Korrosionsbeständigkeit und die ästhetische Attraktivität verbessert, insbesondere bei sichtbaren Komponenten.
• Beizen: Entfernt Oberflächenverunreinigungen wie Oxide oder Zunder, sorgt für eine saubere Oberfläche und verbessert die Haftung von Beschichtungen.
• Passivierung: Verbessert die Rostbeständigkeit durch die Bildung einer schützenden Oxidschicht und ist daher perfekt für den Einsatz in aggressiven Umgebungen geeignet.

Schweißen

• WIG-Schweißen (Wolfram-Inertgas).: Ermöglicht hochwertige, präzise Schweißnähte mit minimaler Verunreinigung, geeignet für dünne Abschnitte oder kritische Anwendungen.
• MIG-Schweißen (Metall-Inertgasschweißen): Effizient zum Verbinden dickerer Abschnitte mit hohen Abscheidungsraten, geeignet für industrielle und strukturelle Anwendungen.
• Widerstandsschweißen: Verwendet Hitze und Druck, um Stahl ohne Füllmaterialien zu verbinden und erzeugt saubere, starke Verbindungen für eine Vielzahl von Anwendungen.

Other Welding Options Not Recommended for 431 Stainless Steel

• Gasschweißen und CO2-Schweißen: Diese Methoden sind bei Edelstahl 431 schwierig.
• Niedertemperaturschweißen: Schweißen bei extrem niedrigen Temperaturen kann zu einer Verringerung von Zähigkeit und Festigkeit führen.
• Kein Vorheizen: Wenn auf das Vorwärmen verzichtet wird, erhöht sich die Gefahr von Sprödigkeit und Rissen. Daher wird für Edelstahl 431 ein Vorwärmen empfohlen.

Gestalt und Formen, die wir haben

Nachfolgend sind die von uns angebotenen Form- und Ausgestaltungsoptionen aufgeführt:

• Bars:
  • Form: Rundstangen, Vierkantstangen, Flachstangen, Sechskantstangen.
  • Formular: Polierte Stangen, gebeizte Stangen.
• Bleche und Platten:
  • Form: Dünne Blätter, dicke Blätter.
  • Formular: Gebeizte Bleche, Blechrollen, Flachbleche, Lochbleche, Riffelbleche.
• Drähte und Streifen:
  • Form: Runddraht, Flachdraht, Vierkantdraht.
  • Formular: Gezogener Draht, gewickelter Draht, Litzendraht.
• Spulen:
  • Form: Schmale Spulen, breite Spulen.
  • Formular: Kaltgewalzte Coils, warmgewalzte Coils, geglühte Coils.
• Stäbe:
  • Form: Rundstäbe, Vierkantstäbe.
  • Formular: Warmgewalzte Stangen, kaltgezogene Stangen, polierte Stangen.
• Schläuche:
  • Form: Rundrohr, Vierkantrohr.
  • Formular: Nahtlose Rohre, geschweißte Rohre, polierte Rohre.
• Rohre:
  • Form: Rundrohre, Rechteckrohre.
  • Formular: Nahtlose Rohre, geschweißte Rohre, gebeizte Rohre.
• Kundenspezifisch gefertigte Formen: Wir bieten kundenspezifische Bearbeitungs- und Formgebungsdienste an, die Ihren spezifischen industriellen Anforderungen entsprechen.

Mit unseren umfassenden Verarbeitungsmöglichkeiten und der großen Auswahl an verfügbaren Formen garantieren wir, dass unsere Produkte aus Edelstahl 431 den höchsten Industriestandards entsprechen.

Anwendungen von Edelstahl 431

Edelstahl 431 wird häufig in Branchen eingesetzt, in denen hohe Festigkeit, Haltbarkeit und Rostbeständigkeit gefordert sind. Er eignet sich besonders gut für die Luft- und Raumfahrt, Schifffahrt, Automobilindustrie und Industrieanwendungen.

1. Luft- und Raumfahrtindustrie

Edelstahl 431 wird aufgrund seiner überlegenen Festigkeit und Widerstandsfähigkeit gegen Verschleiß und Ermüdung häufig in der Luft- und Raumfahrtbranche eingesetzt.

• Flugzeugfahrwerke: Aufgrund seiner Festigkeit und Haltbarkeit eignet sich 431 perfekt für Teile, die starker Beanspruchung und Stößen ausgesetzt sind.
• Befestigungselemente: Seine Korrosionsbeständigkeit und mechanischen Eigenschaften eignen sich für kritische Verbindungselemente im Flugzeugbau.
• Turbinenteile: Seine Fähigkeit, hohen Temperaturen standzuhalten und seine Festigkeit beizubehalten, ist für Turbinenkomponenten von entscheidender Bedeutung.

2. Schifffahrtsindustrie

Dank seiner hervorragenden Korrosionsbeständigkeit in Meeresumgebungen wird 431 häufig im Schifffahrtssektor eingesetzt.

• Schächte: 431 wird aufgrund seiner hohen Haltbarkeit und hervorragenden Beständigkeit gegen Seewasserkorrosion häufig für Propellerwellen verwendet.
• Bootsbefestigungen: Korrosionsbeständige Bolzen und Schrauben aus 431 sind ideal für den Einsatz in Salzwasserumgebungen.
• Pumpenkomponenten: Aufgrund seiner Zähigkeit und Korrosionsbeständigkeit eignet sich das Material für Schiffspumpenteile, bei denen eine lange Haltbarkeit erforderlich ist.

3. Automobilindustrie

Aufgrund seiner Festigkeit und Bearbeitbarkeit ist Edelstahl 431 eine gute Wahl für anspruchsvolle Anwendungen in der Automobilindustrie.

• Achsen: Seine hohe Festigkeit und Ermüdungsbeständigkeit machen ihn ideal für Fahrzeugachsen, die hohen Belastungen und Beanspruchungen ausgesetzt sind.
• Getriebe: Zahnräder aus 431 können hohe Drehmomente und Verschleiß ohne Leistungseinbußen bewältigen.
• Komponenten des Motors: Teile wie Ventilsitze und Kraftstoffeinspritzsysteme profitieren von der Härte und Korrosionsbeständigkeit des Materials.

4. Industrielle Ausrüstung

In industriellen Anwendungen wird Edelstahl 431 in Teilen verwendet, die Verschleißfestigkeit und die Fähigkeit erfordern, rauen Bedingungen standzuhalten.

• Ventile: Aufgrund seiner Zähigkeit und Korrosionsbeständigkeit eignet sich das Material ideal für Ventilschäfte und Komponenten in der Chemie- und Ölindustrie.
• Pumpen und Kolben: Aufgrund seiner Beständigkeit gegen Beanspruchung und Einwirkung korrosiver Flüssigkeiten ist 431 für Pumpenwellen und Kolbenstangen geeignet.
• Schneidewerkzeuge: Aufgrund seiner Fähigkeit, auch bei starker Beanspruchung seine Schärfe zu behalten und Verschleiß zu widerstehen, eignet sich Edelstahl 431 ideal für die Herstellung von Schneidwerkzeugen.

431 Edelstahl wird auch verwendet in der Öl und Gas, Medizin, Lebensmittelverarbeitungund Pharmazeutika Industrien aufgrund seiner Korrosionsbeständigkeit, Robustheit und Sauberkeit.

Was ist der Unterschied zwischen Stahl 316 und 431?

316 ist ein austenitischer Edelstahl mit erhöhtem Chrom- und Nickelgehalt, der eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit bietet, insbesondere in Meeresumgebungen. 431, ein martensitischer Stahl, bietet eine höhere Festigkeit und Härte, weist jedoch im Vergleich zu 316 eine geringere Korrosionsbeständigkeit auf.

Was ist der Unterschied zwischen Edelstahl 420 und 431?

420 enthält mehr Kohlenstoff, wodurch es nach der Wärmebehandlung härter und verschleißfester wird, jedoch eine geringere Zähigkeit aufweist. 431 weist dank seines höheren Chromgehalts eine höhere Gesamtzähigkeit und verbesserte Korrosionsbeständigkeit auf und eignet sich daher gut für anspruchsvollere Umgebungen.

Kann Edelstahl 431 gehärtet werden?

Ja, Edelstahl 431 kann durch Wärmebehandlung, insbesondere durch Abschrecken und Anlassen, gehärtet werden, was seine Härte und Festigkeit verbessert.

Was ist der Unterschied zwischen Edelstahl 430 und 431?

430 is a ferritic stainless steel known for its good corrosion resistance and ease of forming, but it has lower strength compared to other grades. 431 is martensitic, offering higher strength, hardness, and better corrosion resistance, making it suitable for tougher applications.

Was entspricht Edelstahl 431?

Äquivalente Noten sind SUS 431 in Japan, 1Cr17Ni2 in China, X17CrNi16-2 in der EU, 1.4057 in Deutschland und 14Kh17N2 in Russland.

Professioneller Hersteller von Edelstahl 431

SteelPRO-Gruppe ist ein Hersteller und Lösungsanbieter für Spezialstahl und bietet kundenspezifische Dienstleistungen mit 100%-Qualitätssicherung! Wählen Sie unseren Edelstahl 431, wir bieten:

• Hohe Festigkeit und Haltbarkeit: Unser Edelstahl 431 verfügt über eine ausgezeichnete Zugfestigkeit und ist daher ideal für Anwendungen mit hoher Beanspruchung.
• Ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit: Edelstahl 431 ist ideal für den Einsatz in Meeres- und Chemieumgebungen geeignet und verfügt über eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit.
• Präzisionsbearbeitung: Unser 431-Edelstahl hat eine Form, die sich für eine Präzisionsbearbeitung eignet und so ein Endprodukt von höchster Qualität gewährleistet.
• Anpassbare Oberflächen: Optionen wie poliert, gebeizt und geglüht können an Ihre spezifischen Anwendungsanforderungen angepasst werden.
• Eine große Auswahl an Formen: Stangen, Stäbe, Platten, Bleche, Spulen, Rohre und mehr für vielfältige industrielle Anforderungen.
  Erweiterte Wärmebehandlungsoptionen: Maßgeschneiderte Wärmebehandlungsverfahren zur Verbesserung der Materialleistung und Lebensdauer.
• Globale Lieferkette: Zuverlässige weltweite Lieferung mit wettbewerbsfähigen Transportoptionen.
  Branchenkonformität und Zertifizierungen: ASTM-konforme Produkte, SGS/TÜV-zertifiziert für Qualität und Rückverfolgbarkeit.

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