304 und 316 Edelstähle sind eisenhaltige Metalle, die häufig eingesetzt werden, wenn Korrosionsbeständigkeit gefragt. Auch wenn sie als rostfrei bezeichnet werden, sind sie es nicht vollständig. Es dauert lediglich länger und erfordert här Bedingungen, bis erste Verschleißerscheinungen sichtbar werden.

Trotzdem stellen sie in anspruchsv Umgebungen eine ausgezeichnete Lösung dar und sorgen in vielen Bereichen für langlebige Produkte. Lassen Sie uns tiefer in die Welt der Edelstähle eintauchen und die Unterschiede zwischen den Qualitäten 304 und 316 näher betrachten.

Typische Anwendungen für AISI 304 & 316

Edelstähle bekannt für ihre Korrosionsbeständigkeit. Die Kombination aus Festigkeit und geringem Wartungsaufwand macht sie zu einer hervorragenden Wahl für eine Vielzahl von Anwendungen.

Sie finden überall Verwendung – von Gebäuden und Bauwerken bis hin zu medizinischen Geräten und Lebensmittelausrüstungen. In manchen Fällen entscheidet der Schutz vor Rost über die Lebensdauer einer Konstruktion. Korrosion kann das Metall angreifen und so die Tragfähigkeit Ihrer Konstruktion mit der Zeit erheblich verringern.

Temperaturschwankungen können einen großen Einfluss auf die Korrosion haben. Sie beschleunigen diesen Prozess und verschärfen so die Bedingungen. Edelstahl ist für solche Umgebungen besonders geeignet – weit mehr als beschichtete Baustähle, da deren Beschichtung unter solchen Bedingungen schneller beschädigt werden kann.

Edelstahl-Medizingeräte

Edelstähle sind die ideale Lösung für hygienische Umgebungen – hierzu zählen die bereits erwähnten medizinischen und lebensmittelverarbeitenden Geräte. Einerseits reagieren sie nicht mit aggressiven Säuren (wie zum Beispiel mit Orangensaft). Gleichzeitig lassen sich chirurgische Instrumente und Besteck aus Edelstahl einfach reinigen und desinfizieren.

Ein weiterer Grund für den Einsatz von Edelstahl ist das ästhetische Erscheinungsbild. Eine Pulverbeschichtung zum Schutz vor Korrosion ist nicht nötig – so bleibt der ansprechende Metallglanz ohne störende Rostflecken erhalten.

Zudem steht Ihnen eine große Auswahl an Edelstahl-Oberflächen zur Verfügung, die für jede Anwendung die passende Optik bieten.

Schicht aus oxidiertem Chrom

Bei Baustählen muss eine Schutzschicht aufgetragen werden, um Korrosion zu verhindern. Andernfalls setzt die Natur ihren Lauf fort: Das Eisen beginnt zu korrodieren und es bildet sich Eisenoxid. Die Rostflocken blättern ab und das darunterliegende Metall wird weiter der Witterung ausgesetzt – am Ende bleibt nur noch Schrott übrig.

Bei Edelstahl hingegen bildet sich eine selbstheilende Schutzschicht. Es finden zwar weiterhin chemische Reaktionen statt, diese betreffen jedoch nicht das Eisen. Chrom, das in jedem Edelstahl (mindestens 11 %) enthalten ist, oxidiert und bildet diese Schicht.

Die oxidierte Chromschicht ist nur wenige Moleküle dick, aber äußerst widerstandsfähig und reaktionsträge. Wird sie beschädigt, regeneriert sie sich selbstständig – die Geschwindigkeit dieses Prozesses hängt vom Chromgehalt des Stahls ab.

Mechanische Eigenschaften von AISI 304 & AISI 316

Edelstähle werden in fünf Familien unterteilt: austenitisch, ferritisch, martensitisch, duplex (eine Mischung aus ferritisch und austenitisch) und PH – Ausscheidungshärtung (martensitisch, halb-austenitisch oder austenitisch). AISI 304 und AISI 316 verfügen dank ihres Nickelgehalts über eine austenitische Mikrostruktur, wie etwa 90 % aller verwendeten Edelstähle. Was bedeutet das konkret?

Vereinfacht gesagt, beeinflusst diese Struktur die mechanischen Eigenschaften eines Werkstoffs. Zu den Merkmalen austenitischer Edelstähle zählen:

• Hervorragende Korrosionsbeständigkeit in normalen bis leicht aggressiven Umgebungen
• Sehr gute Leistung bei tiefen Temperaturen
• Gute Eigenschaften bei hohen Temperaturen
• Leicht durch Kaltverformung härtbar
• Gute Duktilität und Umformbarkeit
• Exzellente Schweißeignung
• Besonders gut geeignet für hygienische Bereiche
• Nicht magnetisch

Die Tabelle der mechanischen Eigenschaften zeigt, dass die Streckgrenze von AISI 304 und AISI 316 mit der von Baustählen vergleichbar ist, sie aber bei der Zugfestigkeit deutlich überlegen sind. Dennoch sind beide Varianten nicht die erste Wahl, wenn eine außergewöhnliche Abriebfestigkeit oder Verschleißbeständigkeit gefragt ist. Hier sind verschleißfeste Stähle wie Hardox die bessere Lösung.

Bedeutung der Güteklassen

AISI steht für American Iron and Steel Institute. Sowohl Edelstahl 304 als auch 316 entsprechen somit dem amerikanischen Standard. Die europäischen Äquivalente sind 1.4301 bzw. 1.4401. Daher greifen viele Anwender lieber auf die amerikanischen Standards zurück.

Aber was bedeuten die Güteklassen bei Edelstahl? Im Wesentlichen geben sie Auskunft über die Struktur des Stahls. Die 3xx-Reihe steht beispielsweise für austenitische Stähle.

Einige Legierungen tragen das Suffix L. Vergleicht man AISI 316 und AISI 316L, so sind die chemischen Zusammensetzungen nahezu identisch. Der kleine Unterschied: Das L steht für „low“ (engl. für „niedrig“) und bezeichnet einen geringeren Kohlenstoffgehalt.

Dies führt zu einem leichten Unterschied in der Festigkeit – zugunsten von AISI 316. Wozu dann AISI 316L verwenden? Schweißnähte sind damit weniger anfällig gegenüber korrosiven Umgebungen. Ein nachträgliches Glühen der Schweißverbindung entfällt. Auch im maritimen Bereich ist 316L dank seiner hohen Korrosionsbeständigkeit besonders geeignet.

Die gleichen Prinzipien gelten für AISI 304 und AISI 304L. AISI 304 ist günstiger, bietet aber auch eine geringere Korrosionsresistenz.

Chemische Zusammensetzung

Auf den ersten Blick unterscheiden sich die chemischen Zusammensetzungen von AISI 304 und AISI 316 kaum – nur wenige Prozentpunkte bei Chrom und Nickel. Der entscheidende Unterschied liegt im Molybdän-Anteil: Während Edelstahl 304 nur Spuren davon enthält, ist in AISI 316 deutlich mehr Molybdän vorhanden.

Die Zugabe von Molybdän erhöht die Korrosionsbeständigkeit von 316 insbesondere gegen Loch- und Spaltkorrosion in chloridhaltigen Umgebungen.

AISI 304 vs. AISI 316 – Welche Variante wählen?

Wie zu erwarten, gibt es keine pauschale Antwort. Andernfalls wären die unterschiedlichen Güteklassen überflüssig. Jede hat ihre spezifischen Einsatzgebiete und sollte entsprechend der Anforderungen ausgewählt werden. Zur Orientierung helfen folgende Fragen und Antworten:

Wie sieht die korrosive Umgebung aus? Bei salzhaltigen oder säurehaltigen Bedingungen empfiehlt sich AISI 316. Das ist der wichtigste und klarste Unterschied zwischen den beiden Edelstählen – wie erwähnt, macht Molybdän hier den Unterschied.

Welche Betriebstemperatur liegt an? Hohe Temperaturen beschleunigen die Korrosion, daher ist eine höhere Güteklasse besser geeignet.

Wie hoch ist Ihr Budget? Wenn die Einsatzbedingungen es erlauben, ist AISI 304 die günstigere Wahl – AISI 316 ist etwa 25 % teurer.