Materialleitfaden für Edelstahl:Verwendung von Edelstahl beim Rapid Prototyping

Edelstahl ist aufgrund seiner Vielseitigkeit ein in vielen Branchen weit verbreitetes Material. Aufgrund von Eigenschaften wie Zugfestigkeit, Korrosionsschutz und Rostschutz ist es ein wichtiger Bestandteil des Rapid Prototyping. Die Verwendung von Edelstahl erfordert das Verständnis seiner vielen Eigenschaften. Daher besteht Bedarf an einem Leitfaden zur Auswahl von Edelstahlmaterialien, in dem die Arten von Edelstahl, Edelstahlsorten sowie Eigenschaften und Verwendungszwecke erörtert werden.

Um es einfacher zu machen, dient dieser Artikel als Leitfaden zur Auswahl von Edelstahlmaterialien. Es wird ausführlich die Edelstahlsorten, die Materialeigenschaften von Edelstahl und verschiedene Arten von Edelstahl, die Sie für Ihre Projekte verwenden können, besprechen. Es wird auch Hinweise geben, wie man die richtigen Edelstahlsorten für den Einsatz im Rapid Prototyping auswählt. Weiterlesen!!!

Was ist Edelstahl?

Edelstahl ist eine Eisenlegierung mit renommierten mechanischen Eigenschaften und Merkmalen wie Korrosions- und Rostschutzeigenschaften. Es hat die Hauptbestandteile Eisen, Kohlenstoff und Chrom, die für die oben genannten Eigenschaften verantwortlich sind. Letzteres ist für seine antioxidative Eigenschaft verantwortlich, die sich in seinen korrosions- und rostbeständigen Eigenschaften zeigt.

Edelstahl-Materialeigenschaften

Die Elemente, aus denen Edelstahlmaterial besteht, tragen wesentlich zu seinen vielen mechanischen und chemischen Eigenschaften bei. Daher ist es ein wichtiges Material in Rapid-Prototyping-Prozessen wie Blechbearbeitung, CNC-Bearbeitung usw. Die unten aufgeführten Materialeigenschaften von Edelstahl sind abhängig von den Edelstahlsorten, die Sie verwenden möchten. Im Folgenden sind jedoch die allgemeinen Materialeigenschaften von Edelstahl aufgeführt, die allen Sorten gemeinsam sind, die Sie wahrscheinlich verwenden werden.

• Korrosionsschutz

Durch das Vorhandensein von Chrom besitzt Edelstahl ein hohes Maß an Korrosionsschutzeigenschaften. Dies ist eine der wichtigsten Materialeigenschaften von Stahl, die Edelstahl in vielen Rapid-Prototyping-Prozessen weit verbreitet macht. Darüber hinaus kann es aufgrund der Kombination der Elemente rauen atmosphärischen und chemischen Bedingungen standhalten.

• Hohe Zugfestigkeit

Eine weitere wichtige Materialeigenschaft von Edelstahl ist seine hohe Zugfestigkeit. Folglich eignet sich Edelstahl hervorragend zur Herstellung von Produkten, die Belastungen standhalten und mehr Gewicht tragen können.

• Härte und Zähigkeit

Unter extremen Bedingungen kann Edelstahl Reibung und Scheuern standhalten und widerstehen. Edelstahl kann auch Energie absorbieren, ohne dass es unter Belastung zu Rissen oder Brüchen kommt.

• Dehnbarkeit

Edelstahl kann aufgrund seiner hohen Dehnbarkeit den Belastungen eines Fertigungsprozesses standhalten, ohne seine Form zu verlieren.

Das Schneiden oder Formatieren von Edelstahl ohne den Einsatz hochtechnologischer Maschinen kann ein Problem darstellen, da Edelstahl hart ist und Wärme schnell ableitet. Dies führt zu zerstörten Teilen und kostspieligem Abfall, wenn eine Nacharbeit erforderlich ist.

Vor- und Nachteile aus Edelstahl

Mit seinen vielen Eigenschaften hat Edelstahl viele vorteilhafte Anwendungen in verschiedenen Branchen. Nachfolgend sind einige Vorteile der Verwendung von Edelstahlmaterial in Ihrem nächsten Projekt aufgeführt.

· Korrosionsschutz

Chrom ist die zugrunde liegende Legierung, die für die Korrosionsbeständigkeit von Edelstahl verantwortlich ist. Daher eignet sich Edelstahl zur Herstellung von Produkten, die unter verschiedenen atmosphärischen Bedingungen, Chlor, alkalischen und sauren Umgebungen verwendet werden, um Korrosion zu widerstehen. Beispiele für Edelstahlsorten mit Korrosionsschutzeigenschaften sind die Sorten 416, 316, 440, 2205 usw.

· Zugfestigkeit

Im Vergleich zu anderen Metallarten bleibt rostfreier Stahl wie Güteklasse 416, 431 usw. überlegen, da er Belastungen standhält und selbst bei extremen Temperaturen mehr Gewicht tragen kann.

· Geringe Wartung

Der langfristige Wert von Edelstahl überwiegt die anfänglichen Anschaffungskosten, da die Wartung nach der Fertigung sehr gering ist.

· Hitzebeständig

Rostfreie Stahlsorten wie Sorte 2205, 416, 15-5 PH usw. können einer Verzunderung durch hohe Temperaturen standhalten; daher ist es besser für Fertigungen geeignet, die wahrscheinlich extremen Temperaturen ausgesetzt sind.

Doch auch wenn es aufgrund seiner Eigenschaften ein breites Anwendungsspektrum gibt, hat Edelstahl auch einige Nachteile. Nachfolgend sind einige Nachteile der Verwendung von Edelstahlmaterial in Ihrem nächsten Projekt aufgeführt.

· Hohe Kosten

Ein wesentlicher Nachteil von Edelstahl sind seine hohen Kosten gegenüber anderen Stahlsorten aufgrund der zusätzlichen Legierungselemente wie Nickel, Chrom und anderer, die er enthält. Diese Elemente verleihen ihm seine Korrosionsschutzeigenschaften. Das Verfahren zum Veredeln und Polieren von Edelstahl ist ebenfalls teuer.

· Verschmieren

Produkte aus Edelstahl sind nicht wischfest, was die Attraktivität für daraus hergestellte Produkte mindert.

· Herausfordernd zu fabrizieren

Abhängig von den verwendeten Edelstahlsorten kann die Herstellung ein großes Problem darstellen. Daher müssen Sie die verschiedenen Edelstahlsorten verstehen, bevor Sie die richtige auswählen.

Verschiedene Arten von Edelstahl

Bevor Sie sich für die Stahlsorte entscheiden, die Sie für Ihr Projekt verwenden möchten, müssen Sie die verschiedenen verfügbaren Edelstahlsorten kennen. Die verschiedenen Edelstahlsorten haben unterschiedliche Eigenschaften. Folglich sind sie eine geeignete Wahl in verschiedenen Szenarien. Nachfolgend sind die wichtigsten Edelstahlsorten und die darunter liegenden Edelstahlsorten aufgeführt.

Ferritischer Edelstahl

Ferritischer Edelstahl wird wegen seiner überlegenen Festigkeit in technischen Anwendungen verwendet. Sie enthalten mehr Eisen und Chrom sowie geringe Mengen anderer Legierungen und besitzen eine kubisch-raumzentrierte Kristallstruktur (BCC) ähnlich wie reines Eisen oder Kohlenstoffstahl.

Diese Struktur macht es unmöglich, ferritischen Edelstahl durch Wärmebehandlung zu härten. Ferritischer Edelstahl kostet auch weniger und ist eine gute Wahl für Anwendungen, bei denen die Ästhetik keine Priorität hat.

Nickel, Mangan, Silizium, Phosphor, Schwefel und Titan sind übliche Legierungselemente, die in verschiedenen Sorten von ferritischem Stahl vorkommen. Die folgenden sind gängige Edelstahlsorten in der Familie der ferritischen Stähle:

· Grad 409

Diese Edelstahlsorte besitzt hohe mechanische Eigenschaften und eine hohe Korrosionsbeständigkeit bei extremen Temperaturen. Es wird für Autoabgase und Fabrikationen verwendet, die hohen Temperaturen ausgesetzt sind.

· Klasse 416

Diese ferritische Stahlsorte ist die am besten zerspanbare unter den anderen aufgeführten. Folglich ist es bei der Herstellung von schraubbearbeiteten Komponenten, Muttern, Pumpen- und Motorwellen, Ventilen und Zahnrädern anwendbar.

· Klasse 430

Ferritischer Edelstahl der Sorte 430 hat eine mäßige Korrosionseigenschaft. Es ist auch hitze- und oxidationsbeständig. Folglich ist es eine gängige Edelstahlsorte für die Herstellung von Produkten, die in der Lebensmittelindustrie und im Haushalt verwendet werden.

Austenitische Edelstähle

Austenitische Edelstähle wie der Edelstahl 316 sind eine der beliebtesten Stahlsorten auf dem Markt. Sie haben eine kubisch flächenzentrierte (FCC) Kristallstruktur und einen hohen Chrom- und Nickelgehalt. Daher sind außergewöhnlich korrosionsbeständige und amagnetische Eigenschaften, insbesondere nach dem Glühen.

Austenitischer Edelstahl eignet sich aufgrund seines hohen Nickelgehalts auch gut für Tieftemperaturanwendungen und härtet durch Kaltumformung aus. Daher sind sie bei der Herstellung von Produkten anwendbar, die in der Nahrungsmittel- und Verarbeitungsindustrie verwendet werden. Nachfolgend sind drei gängige austenitische Edelstahlsorten und ihre Anwendungen aufgeführt.

· Grad 316

Die Sorte 316 setzt sich aus den Varianten 316 und 316L zusammen. Beide Varianten sind gut zerspanbar. Folglich sind sie über Produkte, die durch Rapid Prototyping hergestellt werden, in der Lebensmittelindustrie und Energieerzeugungsindustrie anwendbar.

· Grad 304

Diese Edelstahlsorte ist die gebräuchlichste Edelstahlsorte. Es enthält Chrom und Nickel als Nichteisenmaterialien. Folglich wird es zur Herstellung von Produkten verwendet, die in Salzwasserumgebungen verwendet werden. Es wird zur Herstellung von Produkten verwendet, die in der Lebensmittelindustrie verwendet werden, z. B. Befestigungselemente, Rohre und Kühlschränke.

· Grad 310

Diese Edelstahlsorte hat eine hohe Beständigkeit gegen hohe Temperaturen. Daher werden sie aufgrund ihrer hohen Hitze- und Verzunderungsbeständigkeit als Kryotechnik in Brennkammern eingesetzt. Sie haben auch andere Anwendungen, die auf dieser Funktion basieren.

Martensitischer Edelstahl

Martensitischer Edelstahl enthält einen hohen Kohlenstoffgehalt (0,1–0,12 %), Chrom von etwa 10,5–18 % und magnetische Eigenschaften. Diese Edelstahlsorte wird aufgrund ihres hohen Kohlenstoffgehalts durch Wärmebehandlung gehärtet.

Daher sind sie in Szenarien anwendbar, die die Festigkeit von Edelstahl, Widerstandsfähigkeit und Bearbeitbarkeit erfordern. Es gibt viele Arten von martensitischen Edelstählen. Unten sind die üblichen im Rapid Prototyping aufgeführt.

· Klasse 431

Von den hier besprochenen martensitischen Edelstahlsorten ist die Sorte 431 die korrosionsbeständigste. Wenn es einer Wärmebehandlung wie Anlassen unterzogen wird, wird es gehärtet und sehr korrosionsbeständig. Folglich bei der Herstellung von Produkten, die in Süßwasser verwendet werden

· Klasse 440

Stahl der Güteklasse 440 hat drei Varianten (440a, 440b und 440c). Sie sind harter Kohlenstoffstahl mit hoher Zugfestigkeit und Verschleißfestigkeit nach der Wärmebehandlung. Sie sind auch beständig gegen Säuren, Laugen und Süßwasser. Folglich sind sie in Situationen anwendbar, die solche Situationen beinhalten.

· Klasse 416

Edelstahl der Sorte 416 ist eine der am besten bearbeitbaren Edelstahlsorten in diesem Artikel (ca. 85 % Bearbeitbarkeit). Folglich ist es ein wichtiges Material für die Herstellung von Schrauben, Muttern, Bolzen, Zahnrädern, Ventilen und Motorwellen.

Duplex-Edelstähle

Duplex-Edelstähle sind neue Edelstähle mit einer Struktur, die hauptsächlich aus einer gleichen Kombination von Ferrit- und Austenitelementen oder einer 60/40-Aufteilung besteht. Diese Kombination sorgt für hervorragende Festigkeit und hohe Korrosionsbeständigkeit, insbesondere gegen Chlorid. Sie haben auch Anti-Stress-Eigenschaften aufgrund eines hohen Chrom- und Molybdängehalts und eines niedrigen Nickelgehalts, wodurch sie doppelt so stark sind wie andere Stahlsorten. Sie sind kostengünstig und werden häufig in Offshore-, Bau- und Konstruktionsanwendungen eingesetzt. Im Folgenden sind zwei Typen von Duplexstählen aufgeführt:

• Grad 2304

Edelstahl der Güteklasse 2304 ist wegen seiner Korrosionsbeständigkeit und hohen Festigkeitseigenschaften beliebt. Sie enthalten kein Molybdän und sind eine bessere Alternative zu Edelstahl 316. Sie sind ein gängiges Material für die Herstellung von Produkten, die in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie verwendet werden.

• Grad 2205 :

Edelstahl der Sorte 2205 kombiniert die Eigenschaften der ferritischen und austenitischen Edelstahlsorten. Es hat einen hohen Gehalt an Molybdän und Chrom, was seine korrosionsbeständigen Eigenschaften zeigt.

Ausscheidungshärtender Edelstahl

Ausscheidungshärtender Edelstahl ist entweder martensitisch oder austenitisch. Sie sind außerdem wärmebehandelbar, einfach herzustellen, magnetisch und sehr stark. Die Güten sind an der prozentualen Zusammensetzung von Nickel und Chrom erkennbar. Nachfolgend sind gängige Arten von ausscheidungshärtenden Edelstahlsorten aufgeführt.

· 17-4PH (17 % Chrom, 4 % Nickel)

Diese Art von Edelstahl enthält 17 % Chrom und 4 % Nickel. Aufgrund seiner korrosionsschützenden Eigenschaften findet es breite Anwendung in der Lebensmittelindustrie. Es ist auch in größeren Umgebungen anwendbar, wie z. B. bei der Herstellung von Schaufeln in Flugzeugturbinen oder anderen mechanischen Teilen.

· 15-5 PH (15 % Chrom, 5 % Nickel)

Diese Art von Edelstahl enthält 15 % Chrom und 5 % Nickel und weist Edelstahleigenschaften auf, die beide Materialien umfassen. Es ist weit verbreitet bei der Herstellung von Flugzeugteilen, Ventilen, Getrieben, Wellen, Erdöl- und Kernreaktorteilen.

So wählen Sie die richtigen Edelstahlsorten aus

Edelstahl hat verschiedene Qualitäten. Folglich hat es verschiedene Anwendungsmöglichkeiten. Die Auswahl der geeigneten Edelstahlsorte für Ihr spezifisches Projekt kann jedoch eine Herausforderung darstellen. Daher dient dieser Abschnitt als Leitfaden zur Auswahl von Edelstahlmaterialien, um die verschiedenen Faktoren hervorzuheben, die bei der Auswahl der Edelstahlsorten hilfreich sind.

· Betrachten Sie den Schweißprozess

Für alle Prozesse, die Edelstahlmaterialien mit guter Schweißfähigkeit erfordern, sind austenitische Edelstahlsorten eine gute Wahl. Dies liegt an ihrem geringen Kohlenstoffgehalt.

Ferritische Stähle wie 409 und 430 sind gleichermaßen zum Schweißen geeignet. Martensitischer Stahl ist jedoch eine minderwertige Wahl zum Schweißen, da er schwach und zerbrechlich ist und zu Rissen neigt.

· Berücksichtigen Sie die Formbarkeit

Für Prozesse, die Edelstahl mit guter Umformbarkeit erfordern, sind austenitische Güten wie 316, 304 und ferritische wie 430, 409 eine gute Wahl. Martensitisch hat eine schlechte Formbarkeit, weil es schwach und spröde ist.

· Korrosionsbeständigkeit

Unter anderen Edelstahlsorten hat die austenitische Edelstahlsorte eine hohe Korrosionsbeständigkeit, da sie Chrom und Molybdän in großen Mengen enthält. Es ist für den Außenbereich aus Edelstahl geeignet, der Witterung und anderen Elementen ausgesetzt ist. Ferritisch und Martensitisch sind billigere Optionen im Vergleich zu Austenitisch im Korrosionsschutz.

· Wärmebehandlung

Die Wärmebehandlung ist ein wesentlicher Faktor bei der Auswahl einer guten Sorte für ein bestimmtes Projekt. 17-4 PH, Martensit kann einer Wärmebehandlung unterzogen werden. Austenit und Ferrit können jedoch der mit der Wärmebehandlung verbundenen Hitze nicht standhalten.

· Mechanischen Eigenschaften Bedeutung beimessen

Die mechanischen Eigenschaften von Edelstahl sind ein wesentlicher Faktor bei der Auswahl des geeigneten Stahls für einen bestimmten Zweck. Priorisieren Sie vor der Auswahl Eigenschaften wie Festigkeit, Zähigkeit, Temperatur, Duktilität und Formbarkeit.

· Kosteneffizienz und Verfügbarkeit

Bei der Auswahl einer geeigneten Sorte ist Qualität entscheidend. Sie können sich für eine Sorte entscheiden, die eine gute Korrosionsbeständigkeit aufweist, leicht verfügbar, kostengünstig und von guter Qualität ist. Austenitisch ist in Bezug auf die Qualität eine geeignete Wahl, aber teurer als andere Varianten und daher nicht ohne weiteres verfügbar.

Mit einer großen Auswahl an hochwertigen Edelstahlmaterialien bieten wir bei RapidDirect unseren zahlreichen Kunden auf der ganzen Welt, was ihr Geld wert ist. Dies liegt nicht nur an hochwertigen Materialien, sondern auch an professionellen Veredelungslösungen, die Ihnen die beste Qualität für Ihre Projekte garantieren. Folglich sind wir einer der führenden Anbieter von Online-Rapid-Prototyping-Diensten in China.

Zusätzlich zu einem kompetenten und engagierten Expertenteam, das rund um die Uhr arbeitet, um eine optimale Zufriedenheit unserer Kunden zu gewährleisten. Wir bieten überlegene CNC-Bearbeitung, 3D-Druck-Produktionsdienste, Blechherstellung und Spritzgussdienste, um Ihre Projektanforderungen zu erfüllen.

Häufige Verwendung und Anwendung von Edelstahl

Edelstahl hat ein breites Anwendungsspektrum in vielen Branchen. Nachfolgend sind einige Anwendungen von Edelstahlprodukten aufgeführt, die durch Rapid Prototyping hergestellt wurden.

· Lebensmittelindustrie

Edelstahl wird zur Herstellung von kulinarischen Produkten wie Spülen, Besteck, Tellern und Kochgeschirr verwendet. Es ist für diesen Zweck aufgrund seiner Rost-/Korrosionsschutzeigenschaft und Abneigung gegen mikrobielles Wachstum geeignet.

· Medizinische Branche

Eine weitere wichtige Verwendung von Edelstahl liegt im medizinischen Bereich. Hier ist es anwendbar bei der Herstellung von Geräten, die in der Chirurgie verwendet werden. Zum Beispiel wird es in chirurgischen Implantaten verwendet, die zum Ersetzen eines gebrochenen Knochens und auch in Implantatausrüstungen geeignet sind.

· Luftfahrt- und Automobilsektor

Edelstahl ist ein wichtiges Material, das bei der Herstellung von Teilen von Flugzeugen und Fahrzeugen verwendet wird. Bei richtiger und präziser Fertigung ist Edelstahl in solchen Szenarien problemlos anwendbar.

· Andere

Edelstahl ist auch in anderen Szenarien anwendbar, beispielsweise bei der Herstellung von Kochgeschirr, Beleuchtung und anderen Produkten. Dies zeigt weiter die Vielseitigkeit der Materialien und wie wichtig sie im Rapid Prototyping sind.

Häufig gestellte Fragen

Warum rostet Edelstahl nicht?

Die Materialeigenschaften von Edelstahl sind für seine Rostschutzeigenschaften verantwortlich. Elemente wie Chrom können die Fähigkeit von Edelstahl beeinträchtigen, mit der Umwelt zu interagieren.

Was ist die höchste Edelstahlgüte?

Es hängt von Ihrem Bedarf ab und wo Sie es anwenden möchten. Edelstahl 316 ist für seine hohe Korrosionsbeständigkeit bekannt und daher die beste Wahl für Anwendungen, die Chlor, Chemikalien und Umweltbedingungen ausgesetzt sind.

Wie lange hält Edelstahl?

Die Lebensdauer von Edelstahl ist relativ, da sie von bestimmten Faktoren abhängt, wie z. B. wie und wo es verwendet wird und welches Element es enthält. Edelstahl kann zwischen 20 und über tausend Jahre halten.

Schlussfolgerung

Edelstahlwerkstoffe spielen in der Fertigungsindustrie eine wesentliche Rolle. Die Art des verwendeten Edelstahls hängt von mehreren Faktoren ab, wie z. B. den Materialeigenschaften des Edelstahls und den Edelstahlsorten. Um dies vollständig zu verstehen, dient dieser Artikel als Leitfaden zur Auswahl von Edelstahlmaterialien. Es hebt die verschiedenen Arten von Edelstahl, ihre Qualitäten und ihre Eigenschaften hervor. Es enthält auch eine Anleitung zur Auswahl der richtigen Stahlsorte für Sie.