ASTM A666 304L Weichgeglüht – Wichtige Eigenschaften & Spezifikationen
Eigenschaften von ASTM A666 304L (UNS S30403 / 1.4307)
304L ist die niedrig-kohlenstoffhaltige Variante von 304 (C ≤ 0,03 %). Sie vermeidet die Sensibilisierung (Chromkarbidausscheidung) beim Schweißen und ist der Standardwerkstoff für dickwandige Schweißkonstruktionen in der chemischen, pharmazeutischen und lebensmitteltechnischen Industrie. Mechanisch etwas weicher als 304, sonst identisch.
Allgemeine Kennwerte
| Eigenschaft |
Temperatur |
Wert |
Bemerkung |
| Dichte |
23 °C |
7,9 – 8,2 g/cm³ |
Typisch für austenitische Edelstähle |
Mechanische Eigenschaften (weichgeglüht, 23 °C)
| Eigenschaft |
Wert |
Bemerkung |
| Elastizitätsmodul |
195 GPa |
Typisch für austenitische Edelstähle |
| Dehnung A50 |
40 % |
Exzellente Umformbarkeit |
| Härte Brinell |
201 HB |
|
| Härte Rockwell B |
92 HRB |
|
| Querkontraktionszahl (Poisson) |
0,30 |
Typisch für austenitische Edelstähle |
| Schubmodul |
77 GPa |
Typisch für austenitische Edelstähle |
| Zugfestigkeit (Rm) |
485 MPa |
Mindestwert (ASTM A240: ≥ 485 MPa); ~30 MPa niedriger als 304 |
| Streckgrenze (Rp0,2) |
170 MPa |
Mindestwert (ASTM A240: ≥ 170 MPa); ~35 MPa niedriger als 304 |
Mechanische Eigenschaften bei Erhöhten Temperaturen (Richtwerte, weichgeglüht)
| Temperatur |
Rp0,2 (MPa) |
Rm (MPa) |
Dehnung A5 (%) |
| 100 °C |
140 |
430 |
38 |
| 200 °C |
115 |
400 |
35 |
| 300 °C |
100 |
380 |
32 |
| 400 °C |
90 |
360 |
30 |
Thermische Eigenschaften
| Eigenschaft |
Temperatur |
Wert |
Bemerkung |
| Wärmeausdehnungskoeffizient |
23 °C |
17 – 19 × 10⁻⁶ K⁻¹ |
Bei 20 – 100 °C: 16,5; 20 – 500 °C: 18,5 × 10⁻⁶ K⁻¹ |
| Schmelzbereich |
– |
1.230 – 1.480 °C |
Solidus ~1.400 °C, Liquidus ~1.450 °C |
| Spezifische Wärmekapazität |
23 °C |
440 J/(kg·K) |
Bei 500 °C: ~550 J/(kg·K) |
| Wärmeleitfähigkeit |
23 °C |
11 – 21 W/(m·K) |
Bei 500 °C: ~21 W/(m·K) |
Elektrische Eigenschaften
| Eigenschaft |
Temperatur |
Wert |
Bemerkung |
| Elektrischer Widerstand |
23 °C |
8,5 × 10⁻⁷ Ω·m (72 µΩ·cm) |
Typisch für austenitische Edelstähle |
Chemische Zusammensetzung (Gew.-%)
| Element |
ASTM A240 / A666 |
EN 1.4307 |
| Kohlenstoff (C) |
≤ 0,030 |
≤ 0,030 |
| Chrom (Cr) |
18,0 – 20,0 |
17,5 – 19,5 |
| Mangan (Mn) |
≤ 2,00 |
≤ 2,00 |
| Nickel (Ni) |
8,0 – 12,0 |
8,0 – 10,5 |
| Phosphor (P) |
≤ 0,045 |
≤ 0,045 |
| Silizium (Si) |
≤ 0,75 |
≤ 1,00 |
| Schwefel (S) |
≤ 0,030 |
≤ 0,015 |
| Stickstoff (N) |
≤ 0,10 |
≤ 0,11 |
| Eisen (Fe) |
Rest |
Rest |
Der entscheidende Vorteil: Keine Sensibilisierung beim Schweißen
- Bei 304 (C ≤ 0,08 %) diffundiert C an Korngrenzen und bildet Cr₂₃C₆ → Cr-Verarmung → interkristalline Korrosion
- Bei 304L (C ≤ 0,03 %) ist der C-Gehalt so niedrig, dass selbst nach thermischer Belastung (Schweißen, Spannungsarmglühen) keine kritische Karbidausscheidung erfolgt
- Folge: Keine Nachwärmebehandlung (Lösungsglühen) nach dem Schweißen nötig – enorme Zeit-/Kostenersparnis
Korrosionsbeständigkeit
- Allgemein: Gleichwertig mit 304 in den meisten Medien
- Interkristallin: Beständig im Schweißnahtbereich (WEZ) – Hauptvorteil
- Lochfraß/Spaltkorrosion: PREN ≈ 18 – 20 (wie 304); begrenzt in chloridhaltigen Medien
- SCC: Wie 304 anfällig in Cl⁻-Medien > 60 °C unter Spannung
- Oxidation: Bis 870 °C diskontinuierlich, 925 °C kontinuierlich
Anwendungsbereiche
- Schweißkonstruktionen: Behälter, Rohrleitungen, Apparate > 3 mm Wandstärke (Chemie, Pharma, Food)
- Rohrleitungen: Nahtlose/geschweißte Rohre (ASTM A312 TP304L)
- Wärmetauscher: Rohrbündel (ASTM A249 TP304L)
- Druckbehälter: ASME BPVC Sect. VIII Div. 1 (SA-240 304L)
- Architektur: Fassaden, Dächer (geschweißte Konstruktionen)
Verarbeitung
- Kaltumformung: Wie 304 exzellent; etwas geringere Kaltverfestigung (niedrigerer C)
- Warmumformung: 900 – 1.150 °C
- Wärmebehandlung: Lösungsglühen 1.010 – 1.120 °C, Wasser/Luft abschrecken
- Schweißen: Alle Verfahren; Fülldraht 1.4316 (308L) / 1.4318 (308LSi); kein Vorwärmen; Interpasstemperatur < 150 °C; kein Nachglühen erforderlich
- Zerspanen: Wie 304 – zäh, klebrig; Werkzeugverschleiß hoch
Dual Certification: 304/304L
Viele Erzeugnisse (Bleche, Rohre, Stäbe) werden als Dual Certified 304/304L geliefert. Sie erfüllen:
- C ≤ 0,03 % (304L-Anforderung)
- Rm ≥ 515 MPa, Rp0,2 ≥ 205 MPa (304-Anforderung) – durch kontrollierte Walzung/Glühung erreicht
- Vorteil: Ein Material für beide Anwendungen; Lagerhaltung vereinfacht
Normen & Äquivalente
- ASTM A666 / A240 / A167 / A213 / A249 / A312 / A358 / A403
- UNS S30403
- EN 1.4307 (X2CrNi18-9)
- JIS SUS 304L
- DIN X2CrNi18 9
- ASME SA-240 / SA-312 / SA-403
