ALTERNATIVE BEZEICHNUNG: X2CrNi18-9 AISI 304 L V2A Stahl
Der nichtrostende austenitische Chrom-Nickel-Edelstahl 1.4307 bzw. X2CrNi18-9 ist ein speziell entwickelter kohlenstoffarmer Edelstahl mit optimierten Schweißeigenschaften. Das Material bietet eine ausgezeichnete Kombination aus Festigkeit und Duktilität bei sehr guter Zähigkeit (auch im Tieftemperaturbereich) und Verschleißfestigkeit. Der Stahl behält seine sehr guten mechanischen Eigenschaften sowie Zähigkeit auch bei sehr tiefen Temperaturen bei, aber auch ein kontinuierlicher Einsatz bis etwa 550°C ist möglich, kurzzeitig sogar auch darüber hinaus (mit Beeinträchtigungen bei der Korrosionsbeständigkeit).
Die austenitische Gefügestruktur in Kombination mit dem niedrigen Kohlenstoffgehalt gibt dem Material eine sehr gute Beständigkeit gegen verschiedene Korrosionsarten. Die Reduzierung von Kohlenstoff auf maximal 0,03% macht den Werkstoff 1.4307 besonders widerstandsfähig gegen interkristalline Korrosion.
Zudem ist der Edelstahl 1.4307 auch beständig gegen verschiedenen organisischen und anorganisischen Chemikalien und Säuren, da der Werkstoff auf einer Chromnickel-Legierung mit typischerweise 17-19 % Chrom und 8-10 % Nickel basiert. Das Material ist sehr beständig gegenüber atmosphärischer Korrosion wie Wasser, Wasserdampf oder Luftfeuchtigkeit. Aber in chloridhaltigen Medien wie Meerwasser oder Salzlösungen kann jedoch bei bei höheren Temperaturen Lochkorrosion auftreten. Besonderes Merkmal gegenüber 1.4301 ist die deutlich bessere Beständigkeit gegen interkristalline Korrosion, auch ohne nachträgliche Wärmebehandlung nach dem Schweißen.
Zum Schweißen ist 1.4307 hervorragend geeignet. Durch den niedrigen Kohlenstoffgehalt wird die Ausscheidung von Chromkarbiden an den Korngrenzen während des Schweißens weitgehend vermieden, was den Stahl X2CrNi18-9 zu einer hervorragenden Wahl für geschweißte Konstruktionen macht. Das Material lässt sich mit nahezu allen gängigen Schweißverfahren sehr gut verarbeiten. Durch den niedrigen Kohlenstoffgehalt ist keine Stabilisierung mit Titan oder Niob erforderlich, und in den meisten Fällen kann auf eine nachträgliche Wärmebehandlung verzichtet werden. Sogar die Schweißnaht weist eine ähnliche Korrosionsbeständigkeit wie das Grundmaterial auf, was 1.4307 für komplexe Schweißkonstruktionen geeignet macht.
Der Werkstoff 1.4307 besitzt eine hervorragende Kaltumformbarkeit: Tiefziehen, Biegen und andere Umformverfahren sind problemlos. Die hohe Bruchdehnung ermöglicht auch extreme Umformgrade ohne Rissbildung, was den Werkstoff für komplexe Geometrien und Formteile geeignet macht.
Der Stahl ist gut schmiedbar (900 - 1200 °C) und sehr gut (hochglanz-) polierfähig mit ausgezeichneter Oberflächenqualität. Das macht ihn auch für Anwendungen im Architekturbereich oder für hygienische Anwendungen in der Lebensmittel-, Pharma- und Medizintechnik interessant.
Der Stahl 1.4307 weist eine gute Zähigkeit (auch bei niedrigen Temperaturen) und Verschleißfestigkeit auf. Zum Härten ist 1.4307 aufgrund der stabilen austenitischen Gefügestruktur nicht geeignet. Eine Festigkeitssteigerung kann ausschließlich durch Kaltumformung erreicht werden, wobei dann die Duktilität entsprechend abnimmt. Alternativ können Oberflächenhärteverfahren wie Nitrieren die Verschleißfestigkeit verbessern, ohne die Korrosionsbeständigkeit wesentlich zu beeinträchtigen.
Die Zerspanbarkeit des Werkstoffs 1.4307 ist nur mäßig bis gut. Für Anwendungen mit hohen Anforderungen an die Zerspanbarkeit ist der schwefellegierte Automatenstahl 1.4305 die bessere Wahl. Der Werkstoff 1.4307 ist besonders dann die richtige Wahl, wenn geschweißte Konstruktionen mit hoher Korrosionsbeständigkeit, guter Umformbarkeit und/oder hoher Polierbarkeit gefordert sind.
Der Werkstoff 1.4307 bzw. X2CrNi18-9 hat eine Zugfestigkeit von 500 - 700 N/mm², eine Bruchdehnung von 35 % und eine Streckgrenze von 175 N/mm² und weist eine Härte von ≤ 215 HB auf.
Der Stahl 1.4307 wird im weichgeglühten Zustand mit einer Lieferzugfestigkeit von 500 - 700 N/mm2 und einer Härte von ≤ 215 HB geliefert.
| min. / mindestens | max. / maximal | |
| C (Kohlenstoff) | 0,03 | |
| Si (Silicium) | 1,0 | |
| Mn (Mangan) | 2,0 | |
| Cr (Chrom) | 17,5 | 19,5 |
| Mo (Molybdän) | ||
| S (Schwefel) | 0,015 | |
| P (Phosphor) | 0,045 | |
| Ni (Nickel) | 8,0 | 10,5 |
| V (Vanadium) | ||
| W (Wolfram) | ||
| N (Stickstoff) | 0,11 | |
| Cu (Kupfer) | ||
| Ti (Titan) |
| Lieferhärte | ≤ 215 HB | |
| Lieferzustand | weichgeglüht | |
| Zugfestigkeit Rm [N/mm2] | 500 - 700 | |
| Bruchdehnung A5 [%] | 35 | |
| Streckgrenze Rp0,2 [N/mm2] | 175 | |
| weichglühen | möglich | |
| spannungsarm glühen | bedingt möglich | |
| Warmverformung | 1200 - 900 °C | Luftabkühlung |
| Lösungsglühen | 1000 - 1100 °C | Luftabkühlung, Wasser |
| Dichte | 7,9 kg/dm3 | |
| Wärmeleitfähigkeit (20°C) | 15 W/m • K | |
| spezifische Wärme | 500 J/kg • K | |
| spezifischer elektr. Widerstand | 0,73 Ω·mm2/m | |
| 100 °C | nicht möglich |
| 200 °C | nicht möglich |
| 300 °C | nicht möglich |
| 400 °C | nicht möglich |
| 500 °C | nicht möglich |
X2CrNi18-9 ist die Werkstoffbezeichnung nach DIN:
X = hochlegierter Stahl, 2 = 0,02 % Kohlenstoff, Cr = Chrom, Ni = Nickel, 18 = 18 % Chrom, 9 = 9 % Nickel. Die „2" im Namen signalisiert also direkt den sehr niedrigen Kohlenstoffgehalt, der diesen Werkstoff von seinem “Bruder” 1.4301 (X5CrNi18-10) unterscheidet.
Ja, der Werkstoff 1.4307 gehört zur Gruppe der nichtrostenden austenitischen Chrom-Nickel-Edelstähle und ist damit ein vollwertiger Edelstahl. Er erfüllt die Anforderungen der DIN EN 10088 und wird im weichgeglühten Zustand geliefert.
Er ist auch unter dem Alternativnamen V2A Edelstahl gebräuchlich.
Der 1.4307 ist die kohlenstoffärmere Variante des 1.4301 – daher auch seine AISI-Bezeichnung 304L (L = „Low Carbon"). Der entscheidende Unterschied liegt im Kohlenstoffgehalt: Beim 1.4307 liegt er bei max. 0,030 %, beim 1.4301 bei max. 0,07 %. Dieser niedrigere Kohlenstoffgehalt macht den 1.4307 besonders vorteilhaft beim Schweißen, da die Gefahr der interkristallinen Korrosion im geschweißten Zustand deutlich geringer ist als beim 1.4301 – ohne aufwendige Nachbehandlung
| 1.4301 | 1.4305 | 1.4307 | 1.4404 | 1.4571 | 1.4112 | 1.4122 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| STAHLGRUPPE | austenititscher Chrom-Nickel-Stahl | austenititscher Chrom-Nickel-Stahl | austenititscher Chrom-Nickel-Stahl | austenititscher Chrom-Nickel-Stahl | austenititscher Chrom-Nickel-Stahl | nichtrostender martensitischer Chrom-Stahl | nichtrostender martensitischer Chrom-Stahl |
| ISO | X5CrNi18-10 | X8CrNiS18-9 | X2CrNi18-9 | X2CrNiMo17-12-2 | X6CrNiMoTi17-12-2 | X90CrMoV18 | X39CrMo17-1 |
| AISI | 304 | 303 | 304 L | 316 L | 316Ti | 440 B | 316 |
| ZERSPANBARKEIT | 4/8 | 8/8 | 4/8 | 4/8 | 3/8 | 4/8 | 3/8 |
| ZÄHIGKEIT | 6/8 | 6/8 | 6/8 | 6/8 | 4/8 | 7/8 | 6/8 |
| VERSCHLEISSFESTIGKEIT | 6/8 | 6/8 | 6/8 | 6/8 | 6/8 | 8/8 | 8/8 |
| SCHWEISSBARKEIT | 8/8 | 3/8 | 8/8 | 8/8 | 8/8 | 1/8 | 2/8 |
| KORROSIONS BESTÄNDIGKEIT | 7/8 | 5/8 | 7/8 | 8/8 | 6/8 | 6/8 | 6/8 |
| POLIERBARKEIT | 8/8 | 3/8 | 8/8 | 5/8 | 1/8 | 8/8 | 4/8 |
| HÄRTBARKEIT | nicht geeignet | nicht geeignet | nicht geeignet | nicht geeignet | nicht geeignet | 6/8 | 4/8 |
| MAGNETISCH / MAGNETISIERBAR | nein / sehr gering | nein / sehr gering | nein / sehr gering | nein / sehr gering | schwach / sehr gering | ja / ja | ja / ja |
| ZUGFESTIGKEIT Rm [N/mm2] | 500 - 700 | 500 - 700 | 500 - 700 | 500 - 700 | 500 - 700 | 750 - 900 | 750 - 900 |
| BRUCHDEHNUNG A5 [%] | 45 | 35 | 35 | 40 (längs) 30 (quer) | 40 (längs) 30 (quer) | 12 | 12 |
| STRECKGRENZE Rm [N/mm2] | 200 | 190 | 175 | 200 | 200 | 550 | 550 |
| NITRIERBAR / ERODIERBAR | ja / ja | ja / ja | k.A. | ja / ja | ja / ja | ja / ja | ja / ja |
| LIEFERHÄRTE | ≤ 215 HB | ≤ 230 HB | max. 215 HB | ≤ 215 HB | ≤ 215 HB | max. 230 HB | ≤ 280 HB |
| LIEFERZUSTAND | weichgeglüht | weichgeglüht | weichgeglüht | weichgeglüht | weichgeglüht | weichgeglüht | vergütet |
CHEMISCHE ZUSAMMENSETZUNG | |||||||
| KOHLENSTOFF | 0,07 | 0,10 | 0,030 | 0,030 | 0,08 | 0,95 | 0,45 |
| SILICIUM | 1,00 | 1,00 | 1,00 | 1,00 | 1,00 | 1,00 | 1,00 |
| MANGAN | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 1,00 | 1,50 |
| PHOSPHOR | 0,045 | 0,045 | 0,045 | 0,045 | 0,045 | 0,040 | 0,040 |
| SCHWEFEL | 0,015 | 0,35 | 0,015 | 0,015 | 0,015 | 0,015 | 0,015 |
| CHROM | 19,5 | 17,0 - 19,0 | 17,5 - 19,5 | 16,5 - 18,5 | 16,5 - 18,5 | 17,0 - 19,0 | 15,5 - 17,5 |
| NICKEL | 10,5 | 8,0 - 10,0 | 8,0 - 10,5 | 10,0 - 13,0 | 10,5 - 13,5 | 1,0 | |
| MOLYBDÄN | 2,0 - 2,5 | 2,0 - 2,5 | 0,9 - 1,30 | 0,8 - 1,3 | |||
| KUPFER | 1,0 | ||||||
| STICKSTOFF | 0,11 | 0,11 | 0,11 | 0,11 | |||
| VANADIUM | 0,07 - 0,12 | ||||||
| TITAN | 0,40 - 0,70 | ||||||
| 1.4301 | 1.4305 | 1.4307 | 1.4404 | 1.4571 | 1.4112 | 1.4122 | |
Der Werkstoff 1.4307 ist sehr gut schweißbar – besser als der 1.4301. Der entscheidende Vorteil ist der extrem niedrige Kohlenstoffgehalt von max. 0,030 %: Dadurch bilden sich beim Schweißen kaum Chromkarbide an den Korngrenzen, was die Anfälligkeit für interkristalline Korrosion im Schweißnahtbereich deutlich reduziert. Für geschweißte Konstruktionen, die ohne aufwendige Wärmenachbehandlung eingesetzt werden sollen, ist 1.4307 daher die bessere Wahl gegenüber 1.4301.
Ja, der 1.4307 lässt sich sehr gut polieren und erreicht hochwertige Oberflächen bis hin zu Hochglanz. Dies macht ihn neben der guten Schweißbarkeit besonders attraktiv für Anwendungen in der Lebensmittelindustrie, im Sanitärbereich und in der Architektur, wo sowohl optische Qualität als auch Schweißbarkeit gefragt sind.
Der 1.4307 ist unter normalen Bedingungen sehr beständig gegen Korrosion durch Wasser, Luftfeuchtigkeit und schwache Säuren und Laugen. Nicht geeignet ist er jedoch für chloridhaltige Umgebungen wie Salzwasser, Schwimmbäder oder Streusalzkontakt. Im geschweißten Zustand ist die Korrosionsbeständigkeit aufgrund des niedrigen Kohlenstoffgehalts deutlich besser erhalten als beim 1.4301 – das ist der wesentliche Vorteil dieses Werkstoffs.
Der Werkstoff 1.4307 ist im Ausgangszustand nicht magnetisch. Wie bei allen austenitischen Edelstählen kann durch starke Kaltverformung jedoch eine sehr geringe Magnetisierbarkeit entstehen.
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