Edelstahl 201: Zusammensetzung, Eigenschaften, Namenskonvention und Anwendungen
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Überblick
Edelstahl 201 ist eine wirtschaftliche Alternative mit angemessener Korrosionsbeständigkeit. Seine Zusammensetzung umfasst Eisen, Chrom und Nickel, weist jedoch im Vergleich zu anderen Edelstahlsorten wie 304 einen geringeren Chrom- und Nickelgehalt auf, was zu einer geringeren Korrosionsbeständigkeit führt. Dieser Stahl ist magnetisch, kostengünstig und vielseitig. Es eignet sich gut für Innenanwendungen wie Küchengeräte, Haushaltsgeräte und Autoabgassysteme, bei denen die Kosten eine entscheidende Rolle spielen. Obwohl es möglicherweise nicht für stark korrosive Umgebungen geeignet ist, ist es aufgrund seiner Formbarkeit und Schweißbarkeit für verschiedene kostenbewusste Anwendungen wertvoll.
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Was ist Edelstahl 201?
Edelstahl 201 ist eine austenitische Edelstahllegierung mit einer Nennzusammensetzung, die 18-20% des Cr-Elements enthält und eine akzeptable Korrosionsbeständigkeit, gute Formbarkeit sowie wirtschaftliche Überlegungen aufweist. Diese Sorte besteht aus Cr, Ni, Mn und N und weist eine gute Korrosionsbeständigkeit auf, die für viele Anwendungen geeignet ist, jedoch nicht so hoch wie die von Premium-Sorten wie 304 und 316. Seine hohe Formbarkeit macht es zu einer guten Alternative sowohl zum Schweißen als auch zum Tischlerhandwerk in verschiedenen Branchen, darunter im Baugewerbe, in der Automobilindustrie, in der Küchen- und Geräteherstellung. Dennoch eignen sich Duplex-Edelstähle nicht für extrem korrosive Umgebungen, die spezielle Edelstähle höherer Güte erfordern.
Warum wird dieser Edelstahltyp 201 genannt?
Edelstahl 201 wird aufgrund seiner Klassifizierung innerhalb des Gütesystems des American Iron and Steel Institute (AISI) als solcher bezeichnet. Die rostfreien Stähle der „200er-Serie“ sind eine Untergruppe der austenitischen rostfreien Stähle, und innerhalb dieser Serie ist Edelstahl 201 speziell durch die Nummer „201“ gekennzeichnet. Diese numerische Bezeichnung dient zur Unterscheidung von anderen Edelstahllegierungen und weist auf die spezifische chemische Zusammensetzung und Eigenschaften hin.
Was ist die Grundlage für die Klassifizierung von Edelstahl?
Edelstahl wird auf der Grundlage seiner chemischen Zusammensetzung, Mikrostruktur und physikalischen Eigenschaften klassifiziert. Zu den Schlüsselelementen gehören Chrom, Nickel, Kohlenstoff und verschiedene Legierungselemente wie Mangan und Molybdän. Der für die Korrosionsbeständigkeit entscheidende Chromgehalt muss für die Bezeichnung Edelstahl mindestens 10,51 TP3T betragen. Nickel erhöht die Korrosionsbeständigkeit und erhöht die Festigkeit, während Kohlenstoff die Festigkeit und Härte beeinflusst. Verschiedene Serien wie die „200er-Serie“, „300er-Serie“ und „400er-Serie“ kategorisieren Edelstahlsorten anhand ihrer Eigenschaften. Internationale Normungsorganisationen wie ASTM und ISO bieten standardisierte Klassifizierungssysteme und Spezifikationen für Edelstahlsorten und erleichtern so deren Verwendung in verschiedenen Branchen und Anwendungen.
Welche Edelstahlsorten gibt es?
Die Edelstahlsorten werden in verschiedene Serien eingeteilt, z. B. austenitische (300er-Klasse), ferritische (400er-Klasse), martensitische, Duplex- und ausscheidungshärtende Edelstähle. Austenitische Edelstähle wie 304 und 316 bieten eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit und Formbarkeit, während ferritische Sorten wie 430 einen Magnetismus mit hervorragender Korrosionsbeständigkeit aufweisen. Die martensitischen Stähle wie 410 haben eine höhere Festigkeit, aber eine geringere Korrosionsbeständigkeit. Duplex-Edelstahlfamilien wie 2205 zeichnen sich durch Festigkeit und hervorragende Korrosionsbeständigkeit aus, da sie aus einer Mischung verschiedener Mikrostrukturen bestehen. Die Härtegrade des Typs 17-4 PH können wärmebehandelt werden, um eine hohe Zugfestigkeit zu erreichen. Diese verschiedenen Qualitäten verfügen über eine Reihe von Eigenschaften, die für den Einsatz in verschiedenen Branchen geeignet sind. Sie sind strukturell, korrosionsbeständig, verschleißfest und lassen sich leicht verarbeiten.
Chemische Zusammensetzung von Edelstahl 201
Element | Inhalt (%) |
Eisen, Fe | 72 |
Chrom, Cr | 16.0 – 18.0 |
Mangan, Mn | 5.50 – 7.50 |
Nickel, Ni | 3.50 – 5.50 |
Silizium, Si | 1.0 |
Stickstoff, n | 0.25 |
Kohlenstoff, C | 0.15 |
Der Einfluss verschiedener Elemente auf die Eigenschaften von Edelstahl 201
Die Eigenschaften von Edelstahl 201 hängen von den Legierungselementen wie Chrom ab, das Korrosionsbeständigkeit verleiht, Nickel für Duktilität und Zähigkeit und Mangan für Festigkeit. Stickstoff, der aufgrund seiner Anwesenheit in einem Material als Legierungselement für die Verfestigung entscheidend ist. Kohlenstoff allein beeinflusst die Härte und Festigkeit, während Silizium ein Verbündeter der Ablagerungs- und Oxidationsbeständigkeit bei steigenden Temperaturen ist. Andere kleinere Elemente wie Schwefel, Phosphor und Kupfer können jedoch effektiv für andere Zwecke genutzt werden. Die Edelstahlsorte 201 verfügt über eine mäßige Korrosionsbeständigkeit, eine ziemlich gute Formbarkeit und mechanische Eigenschaften und eignet sich ideal für verschiedene Anwendungen, bei denen kein Bedarf an teureren Edelstählen besteht.
Physikalische Eigenschaften von Edelstahl 201
Eigenschaften | Metrisch | Kaiserliche |
Dichte | 7,86 g/cm3 | 0,284 lb/in³ |
Mechanische Eigenschaften von Edelstahl 201
Eigenschaften | Metrisch | Kaiserliche |
Zugfestigkeit (quer bei Raumtemperatur) | 685 MPa | 99400 psi |
Zugfestigkeit (längs bei Raumtemperatur) | 696 MPa | 101000 psi |
Streckgrenze (quer bei Raumtemperatur) | 292 MPa | 42400 psi |
Streckgrenze (längs bei Raumtemperatur) | 301 MPa | 43700 psi |
Druckstreckgrenze | 365 MPa | 52900 psi |
Elastizitätsmodul | 197 GPa | 28573 ksi |
Poisson-Zahl | 0.27-0.30 | 0.27-0.30 |
Bruchdehnung (längs bei Raumtemperatur) | 56% | 56% |
Bruchdehnung (quer bei Raumtemperatur) | 62.50% | 62.50% |
Härte, Rockwell B (quer bei Raumtemperatur) | 85 | 85 |
Härte, Rockwell B (längs bei Raumtemperatur) | 85 | 85 |
Thermische Eigenschaften von Edelstahl 201
Eigenschaften | Metrisch | Kaiserliche |
Wärmeausdehnungskoeffizient (bei 20–100 °C/68–212 °F) | 16,6 µm/m°C | 9,22 µin/in°F |
Wärmeleitfähigkeit (bei 100 °C/212 °F) | 16,3 W/mK | 113 BTU in/h.ft².°F |
Herausforderungen bei der Verarbeitung von Edelstahl 201
Die Verarbeitung von rostfreiem Stahl 201 wird durch seine geringere Korrosionsbeständigkeit, seine Neigung zu einer durch Kaltumformung induzierten Kaltverfestigung und seine geringere Bearbeitbarkeit im Vergleich zu anderen rostfreien Stählen erschwert. Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf der Einhaltung der Anforderungen an die Oberflächenbeschaffenheit und die Formbarkeit bei gleichzeitiger Wahrung der Wirtschaftlichkeit der Materialien. Darüber hinaus erfordert die Schweißbarkeit eine korrekte Reihenfolge des Vorwärmens und der Wärmebehandlung nach dem Schweißen. Darüber hinaus sollte vorab die Kompatibilität mit bestimmten Umgebungen geprüft werden. Auch wenn es sich um eine kostengünstige Option handelt, wirken sich die Berücksichtigung von Materialeigenschaften, Verarbeitungstechniken und Qualitätskontrollmaßnahmen auf die Produktion aus und müssen sorgfältig angegangen werden.
Anwendungen von Edelstahl 201
Aufgrund seiner besonderen Eigenschaften wird Edelstahl 201 in verschiedenen Bereichen eingesetzt. Aufgrund seiner guten Korrosionsbeständigkeit und geringen Kosten ist es ein sehr beliebtes Material für Küchengeschirr und Küchengeräte, wodurch es sich für die Lebensmittelzubereitung eignet. Darüber hinaus wird es bei der Herstellung von Automobilkomponenten einschließlich Abgassystemen und Verkleidungen eingesetzt, wo Korrosionsbeständigkeit und ästhetisches Erscheinungsbild berücksichtigt werden. Im Bauwesen wird Edelstahl 201 für dekorative Zwecke und architektonische Zierelemente sowie für Strukturelemente verwendet, bei denen die Korrosionsbeständigkeit ausreichend ist. Darüber hinaus ermöglicht seine Erschwinglichkeit seine Vielseitigkeit, d. h. vielfältige Herstellungszwecke wie Regale, Möbel und Beschilderungen. Dennoch ist die Verwendung dieser Materialien in wasserbasierten oder stark ätzenden Umgebungen begrenzt, wo ihre Gebrauchstauglichkeit im Vergleich zu hochwertigen Edelstählen eingeschränkt ist.
Äquivalente Materialien von Edelstahl 201
EUEN | USA- | JapanJIS | FrankreichAFNOR |
X12CrMnNiN17-7-5 (1.4372) | 201 | SUS201 | Z12CMN17-07Az |
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