Austenitische Edelstähle sind weithin für ihre vielfältigen Einsatzmöglichkeiten bekannt, von Innendekorationsmaterialien wie Wandpaneelen und Handläufen bis hin zu Rohrleitungen und Behältern in korrosiven Umgebungen wie der Chemie- und Energieindustrie. Unter den zahlreichen Güten dominieren mengenmäßig Standardgüten wie 304 und 316. Allerdings haben sich höher legierte Güten, sogenannte „High-Performance Austenitic Stainless Steels (HPASS)“, bei anspruchsvollen Anwendungen als überlegene Kosteneffizienz erwiesen. Diese rostfreien Stähle weisen einen höheren Gehalt an Legierungselementen wie Chrom, Molybdän und Stickstoff auf, die zu ihrer außergewöhnlichen Leistung beitragen.

🔍 Die Verarbeitung und Herstellung von HPASS ist aufgrund seines höheren Legierungsgehalts komplexer als die von standardmäßigen austenitischen Edelstahlsorten. Ingenieure, Konstrukteure und Verarbeitungsunternehmen müssen die Eigenschaften dieser Stähle vollständig verstehen, um sie richtig auswählen und herstellen zu können. Diese Artikelserie bietet wichtige Informationen zu HPASS und vergleicht sie mit Standard-Edelstahl, insbesondere im Hinblick auf die Verarbeitungseigenschaften, und hilft Unternehmen, die Edelstahl verarbeiten, bei der Herstellung hochwertiger Produkte.

🔨 Historische Entwicklung des austenitischen Edelstahls

Die Erfindung von Edelstahl geht auf das frühe 20. Jahrhundert zurück und war eine Pionierleistung Großbritanniens und Deutschlands. Im Laufe des folgenden halben Jahrhunderts wurde eine Reihe von Edelstahlsorten entwickelt, die erfolgreich in Branchen wie Chemie, Energie, Lebensmittel und mehr eingesetzt wurden. Die moderne Entwicklungsphase von Edelstahl begann in den frühen 1970er Jahren mit der Einführung neuer Raffinations- und Gießtechnologien durch Stahlwerke.

🌟 Innovationen in der Stahlherstellung, wie die Argon-Sauerstoff-Entkohlung (AOD) und die Vakuum-Sauerstoff-Entkohlung (VOD), ermöglichten einen extrem niedrigen Kohlenstoffgehalt, hohe Legierungsrückgewinnungsraten und eine präzise Kontrolle der Zusammensetzung, insbesondere des Stickstoffgehalts. Das Elektroschlacke-Umschmelzverfahren (ESR) dient als alternative oder ergänzende Methode und bietet eine bessere Kontrolle der Zusammensetzung und eine gleichmäßigere Mikrostruktur mit weniger Einschlüssen. Die Stranggusstechnologie hat die Produktionseffizienz gesteigert und die Kosten weiter gesenkt.

Fortschritte in der Stahlherstellung haben nicht nur die Produktionskosten standardmäßiger kohlenstoffarmer Stahlsorten wie 304L und 316L gesenkt, sondern auch die Korrosionsbeständigkeit geschweißter Komponenten verbessert. Die erste mit neuer Technologie hergestellte HPASS-Sorte war 904L (N08904), entwickelt von Outokumpu Stainless. Mit einem sehr niedrigen Kohlenstoffgehalt ist 904L eine schweißbare, schmiedbare und warmwalzbare Sorte, die in stark reduzierenden Säureumgebungen eine hohe Korrosionsbeständigkeit aufweist.

🌊 1973 führte ATI Allegheny Ludlum die erste vollständig seewasserbeständige austenitische Edelstahlsorte AL-6XN (N08366) mit 6 % Molybdän und sehr niedrigem Kohlenstoffgehalt ein, die für die Herstellung von geschweißten dünnen Platten und Rohren geeignet ist. Mitte der siebziger Jahre wurde Stickstoff entwickelt und kontrolliert, wodurch die Leistung von 6 % Molybdän-Edelstahl weiter verbessert wurde, das Schweißen dicker Materialien ermöglicht und die Bildung schädlicher intermetallischer Phasen verhindert wurde, die die Lochkorrosionsbeständigkeit verringern.

💧 Die 1990er Jahre markierten eine Ära wachsender Nachfrage nach leistungsstarken, kostengünstigen Legierungsmaterialien in aufstrebenden Energie- und Umweltschutzindustrien, die höhere Standards für die Korrosionsbeständigkeit von Edelstahl setzten. Es wurden drei neue Edelstahlsorten mit etwa 7 % Molybdän und relativ hohem Stickstoffgehalt entwickelt, die eine außergewöhnliche Lochfraßkorrosionsbeständigkeit in chloriertem Wasser aufweisen. Diese hochlegierten Edelstahlsorten S32654, S31266 und S31277 bieten eine Leistung, die der einiger hochkorrosionsbeständiger Legierungen auf Nickelbasis nahekommt, jedoch zu deutlich geringeren Kosten.