Welche Legierung ist für die Verbindung von Edelstahl besser: 308 oder 309?

Wenn es umEdelstahl mit Edelstahl verschweißenEine der häufigsten Fragen von Ingenieuren und Fertigungsmitarbeitern lautet:
„Soll ich 308er oder 309er Schweißzusatzwerkstoff verwenden?“

Sowohl 308 als auch 309 sindaustenitischen Edelstahl-FüllmaterialienSie werden häufig bei der Herstellung und Reparatur von Edelstahlkonstruktionen eingesetzt. Allerdings dienen sie je nach Anwendung unterschiedlichen Zwecken.Grundmetallzusammensetzung, Schweißbedingungen und Einsatzumgebung.

In diesem ausführlichen ArtikelSAKYSTEEL, ein globaler Hersteller und Exporteur von Edelstahl, erklärtUnterschiede zwischen den Edelstahl-Schweißzusätzen 308 und 309, ihre chemischen und metallurgischen Eigenschaften und welches Material sich besser für Edelstahl-zu-Edelstahl-Schweißanwendungen eignet.

1. Einführung in die Edelstähle 308 und 309

Edelstahl 308

Edelstahl 308(UNS S30800) ist einaustenitische Chrom-Nickel-Legierungprimär für das Schweißen konzipiertEdelstahl 304 und 304LEs enthält etwa20 % ChromUnd10 % NickelDadurch ist es hervorragend korrosionsbeständig und gut schweißbar.

Aufgrund seiner ähnlichen Zusammensetzung wie 304 ist 308 der Füllstoff.Standardauswahlbeim Verbinden von 304 mit 304 oder anderen Edelstählen der 300er-Serie in nicht extremen Umgebungen.

Edelstahl 309

Edelstahl 309(UNS S30900) ist ebenfalls eine austenitische Chrom-Nickel-Legierung, enthält aberhöherer Chromgehalt (≈23%)UndNickel (≈13%)als 308. Dadurch ist es mehr als 308.Beständigkeit gegen Oxidation, thermische Ermüdung und Zunderbildung bei hohen Temperaturen.

Ursprünglich entwickelt alshitzebeständige Güteklasse, 309 wird jetzt auch als verwendetÜbergangslotmetallzum Verbinden ungleicher Edelstähle und zum Schweißen zwischen Edelstahl und Kohlenstoffstahl.

2. Chemische Zusammensetzung

Die chemische Zusammensetzung bestimmt das Verhalten der einzelnen Legierungen während und nach dem Schweißen.

• Zusammensetzung aus Edelstahl 308:

  • Chrom: 19–21 %

  • Nickel: 9–11 %

  • Kohlenstoff: ≤0,08 %

  • Mangan: ≤2%

  • Silizium: ≤1%

• Zusammensetzung aus Edelstahl 309:

  • Chrom: 22–24 %

  • Nickel: 12–15 %

  • Kohlenstoff: ≤0,08 %

  • Mangan: ≤2%

  • Silizium: ≤1%

Hauptunterschied:

309 hathöherer Legierungsgehalt, Verbesserung der Widerstandsfähigkeit gegenüberHitze und Oxidationaber es etwasteurerals 308.

3. Mikrostruktur und metallurgische Eigenschaften

Sowohl 308 als auch 309 sindaustenitischEdelstähle, was bedeutet, dass ihre Kristallstrukturkubisch-flächenzentriert (FCC)Dadurch weisen sie eine ausgezeichnete Duktilität, Zähigkeit und Korrosionsbeständigkeit auf.

AllerdingsFerritgehaltnach der Erstarrung:

• 308 Schweißgut enthält typischerweise3–10 % Ferrit, wodurch Heißrisse reduziert werden.

• 309 Schweißmetall neigt dazu,höherer Ferritgehalt(bis zu 15%), wodurch die Beständigkeit gegen Erstarrungsrisse bei hohen Temperaturen verbessert wird.

Daher ist 309 besser fürSchweißen dickerer Querschnitte oder Werkstoffe mit hoher Wärmeeinbringung, wo Rissbildung ein Problem darstellt.

4. Schweißanwendungen von 308

308 Schweißzusatzwerkstoffist der Industriestandard für das Schweißenaustenitischen Edelstählenwie 304, 304L und 301.

Typische Anwendungsgebiete:

• Schweißen304/304L zu 304/304L

• Herstellung vonTanks, Rohrleitungen und Bauteile

• Anlagen zur Lebensmittel- und Getränkeverarbeitung

• Architektonische und dekorative Anwendungen

308L (kohlenstoffarme Variante) wird häufig verwendet, um zu verhindernKarbidausfällungund die Korrosionsbeständigkeit aufrechterhaltenSchweißverbindungen im Ausgangszustandohne Wärmebehandlung nach dem Schweißen.

Vorteile von 308:

• Hervorragend geeignet für 304 und ähnliche Edelstähle

• Gutes Schweißnahtbild und einfache Schlackenentfernung

• Gewährleistet Korrosionsbeständigkeit in den meisten Umgebungen

Einschränkungen:

• Nicht ideal für den Einsatz bei hohen Temperaturen über 800 °C.

• Nicht geeignet zum Verbinden von Edelstahl mit Kohlenstoffstahl

5. Schweißanwendungen von 309

309 Schweißzusatzwerkstoffist konzipiert fürhöherer LegierungsgehaltUndbreitere Kompatibilitätals 308.

Typische Anwendungsgebiete:

• Schweißenvon Edelstahl bis Kohlenstoffstahl oder niedriglegiertem Stahl

• Beitrittungleiche Edelstähle(z. B. 304 bis 310 oder 316 bis 321)

• Reparaturschweißen von Edelstählen unbekannter Güte

• Hochtemperaturbauteile wieOfenteile, Wärmetauscher und Abgassysteme

Der höhere Chrom- und Nickelgehalt von 309 ermöglicht es ihm,Zusammensetzungsabweichungen tolerierenzwischen verschiedenen Legierungen ohne Rissbildung oder Korrosion.

Vorteile von 309:

• Ausgezeichnete Beständigkeit gegen Oxidation und Ablagerungen bis 1100 °C

• Überlegene Toleranz gegenüber gemischten oder unbekannten Basismetallen

• Verringerte Rissbildungsneigung beim Hochtemperaturschweißen

Einschränkungen:

• Etwas teurer als 308

• Eine zu hohe Materialzusammensetzung kann die Duktilität von Dünnblechschweißungen verringern.

6. Korrosionsbeständigkeit

Beide Sorten bieten eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit, aber die Einsatzumgebung bestimmt, welche besser geeignet ist.

• 308:Hervorragend inatmosphärische und milde chemische Bedingungen, ähnlich wie Edelstahl 304.

• 309:Überlegen inoxidierende und Hochtemperaturumgebungen, die thermische Zyklen ohne Ablagerungen oder Aufkohlung toleriert.

Fürmarine oder chloridreiche UmgebungenWeder 308 noch 309 erreichen die Leistung von molybdänhaltigen Sorten wie 316 oder 317.

Jedoch fürindustrielle Wärmegeräte und Übergangsstücke309 ist 308 deutlich überlegen.

7. Hochtemperaturbeständigkeit

Dies ist einer der wichtigsten Unterschiede zwischen 308 und 309.

• 308:Funktioniert gut bis zu870 °C (1600 °F)bevor die Festigkeit und Oxidationsbeständigkeit nachlassen.

• 309:Gewährleistet die Integrität bis zu1100 °C (2010 °F)wodurch es ideal ist fürOfen- und Abgasanlagen.

Wenn die Schweißverbindung also folgenden Einflüssen ausgesetzt istkontinuierliche oder zyklische Erwärmung, 309 ist die bessere Wahl.

8. Mechanische Eigenschaften

Typische mechanische Eigenschaften beider Schweißzusatzwerkstoffe (Schweißnahtzustand):

• 308:

  • Zugfestigkeit: ~550 MPa

  • Streckgrenze: ~350 MPa

  • Dehnung: 35 %

• 309:

  • Zugfestigkeit: ~620 MPa

  • Streckgrenze: ~420 MPa

  • Dehnung: 35 %

Abschluss:
Schweißnähte aus 309er Edelstahl sind fester und widerstandsfähiger gegen Verformungen bei hohen Temperaturen, während Schweißnähte aus 308er Edelstahl duktiler sind und sich für ästhetische oder hygienische Anwendungen leichter bearbeiten lassen.

9. Schweißbarkeit und Fertigung

Sowohl 308 als auch 309 habenausgezeichnete Schweißbarkeitund kann mit allen gängigen Verfahren verwendet werden —GTAW (WIG), GMAW (MIG), SMAW (Stick) und FCAW (Flux-Cored).

Beachten Sie jedoch Folgendes:

• Verwenden308Lbeim Schweißen von kohlenstoffarmen Edelstählen, um interkristalline Korrosion zu verhindern.

• Verwenden309beim Verbinden ungleicher Metalle oder wenn die genaue Grundzusammensetzung unbekannt ist.

Um Risse zu vermeiden,Wärmezufuhr steuernUndDie Temperaturen zwischen den Durchgängen müssen unter 150 °C liegen..

10. Passende Basismetalle

Eine allgemeine Faustregel: