Der Hauptunterschied zwischen Edelstahl 304 und 316 besteht darin, dass 316 2-3% Molybdän enthält, während 304 keines enthält. Dadurch ist 316 besonders korrosionsbeständig gegenüber Chloriden und etwa 20-50% teurer als 304.
Beide sind austenitische Edelstähle mit hervorragenden Eigenschaften. 304 eignet sich perfekt für die meisten Anwendungen im Innenbereich und allgemeine Anwendungen, während 316 in maritimen Umgebungen und der chemischen Verarbeitung besonders gut geeignet ist, da seine höhere Korrosionsbeständigkeit den höheren Preis rechtfertigt.
| Element | 304 rostfreier Stahl | 316 rostfreier Stahl |
|---|---|---|
| Chrom (Cr) | 18.0-20.0 % | 16.0-18.0 % |
| Nickel (Ni) | 8.0-10.5 % | 10.0-14.0 % |
| Molybdän (Mo) | 0 % (keine) | 2.0-3.0 % |
| Kohlenstoff (C) | ≤0.08% | ≤0.08% |
| Mangan (Mn) | ≤2.0% | ≤2.0% |
| Silizium (Si) | ≤0.75% | ≤0.75% |
| Phosphor (P) | ≤0.045% | ≤0.045% |
| Schwefel (S) | ≤0.030% | ≤0.030% |
Das Molybdän in der Legierung 316 ist der entscheidende Faktor. Diese einzelne Zugabe verbessert die Beständigkeit gegen Lochfraß und Spaltkorrosion dramatisch, insbesondere in chloridhaltigen Umgebungen.
Edelstahl der Güteklasse 304 wird aufgrund seines Chrom- und Nickelgehalts oft als „18/8“-Edelstahl bezeichnet. Der Molybdängehalt von Edelstahl 316 hingegen führt dazu, dass er als „Marine-Edelstahl“ bezeichnet wird.
Trotz ihrer unterschiedlichen chemischen Zusammensetzung weisen 304 und 316 bemerkenswert ähnliche physikalische Eigenschaften auf:
| Immobilien | 304 rostfreier Stahl | 316 rostfreier Stahl |
|---|---|---|
| Signaldichte | 8.0 g / cm³ | 8.0 g / cm³ |
| Schmelzpunkt | 1450°C (2640°F) | 1400°C (2550°F) |
| Wärmeleitfähigkeit | 16.2 W/mK bei 20 °C | 16.3 W/mK bei 20 °C |
| Wärmeausdehnung | 17.2 ×10⁻⁶/K bei 20°C | 15.9 ×10⁻⁶/K bei 20°C |
| Elastizitätsmodul | 193 GPa | 193 GPa |
| Elektrischer widerstand | 0.72×10⁻⁶ Ω·m bei 20°C | 0.74×10⁻⁶ Ω·m bei 20°C |
Beide Sorten weisen die gleiche Dichte und den gleichen Elastizitätsmodul auf. Ihre thermischen Eigenschaften sind nahezu identisch, wobei 304 einen um etwa 50 °C höheren Schmelzpunkt aufweist.
Die elektrische Leitfähigkeit beider Stähle ist relativ gering – sie beträgt nur etwa 2–3 % derjenigen von Kupfer. Daher eignen sie sich schlecht als elektrische Leiter, sind aber hervorragend für Anwendungen geeignet, die elektrische Isolationseigenschaften erfordern.
Im geglühten Zustand weisen die Stähle 304 und 316 vergleichbare mechanische Eigenschaften mit geringfügigen Unterschieden auf:
| Immobilien | 304 rostfreier Stahl | 316 rostfreier Stahl |
|---|---|---|
| Streckgrenze | 205-215 MPa (min. 210 MPa) | 200-240 MPa (min. 205 MPa) |
| Zugfestigkeit | 515-720 MPa | 485-620 MPa |
| Bruchdehnung | 40-50 % | 40-50 % |
| Härte | ≤95 HRB (201-215 HB) | ≤95 HRB (146-149 HB) |
| Elastizitätsmodul | 193 GPa | 193 GPa |
Die Güteklasse 304 weist typischerweise eine etwas höhere Zugfestigkeit und Härte als 316 auf. Beispielsweise kann 304 Brinellhärtewerte von bis zu 215 HB erreichen, verglichen mit dem Maximum von 316 von etwa 149 HB.
Beide Legierungen weisen eine ausgezeichnete Duktilität mit einer Dehnung von 40–50 % auf und lassen sich daher gut formen und verarbeiten. Sie können nicht durch Wärmebehandlung gehärtet werden – eine Festigkeitssteigerung ist nur durch Kaltverformung möglich.
Die Korrosionsbeständigkeit ist der Bereich, in dem 316 im Vergleich zu 304 seine Stärken voll ausspielt. Beide Sorten bilden eine schützende Chromoxidschicht, aber der Molybdängehalt von 316 bietet entscheidende Vorteile.
Allgemeine Korrosion: Unter normalen atmosphärischen Bedingungen und in milden Umgebungen zeigen beide Sorten hervorragende Leistungen. Sie rosten weder unter typischen Innenraumbedingungen noch bei Kontakt mit Süßwasser.
Chloridumgebungen: Dies ist der größte Vorteil von Edelstahl 316. Edelstahl 304 kann bereits bei Chloridkonzentrationen von nur 25 ppm Lochfraßkorrosion aufweisen. Daher ist er für Anwendungen im maritimen Bereich oder überall dort, wo er Streusalzen ausgesetzt ist, ungeeignet.
Die Güteklasse 316 ist deutlich beständiger gegen chloridinduzierte Korrosion. Ihr Molybdängehalt erhöht ihren Wert für die Lochkorrosionsbeständigkeit (PREN) und ermöglicht es ihr, Salzwasser, Sole und Küstenumgebungen standzuhalten, in denen 304 schnell versagen würde.
Chemische Resistenz: Das Molybdän in 316 verbessert die Beständigkeit gegenüber reduzierenden Säuren wie Schwefel- und Phosphorsäure. Während 304 oxidierende Säuren wie Salpetersäure gut verträgt, bietet 316 eine bessere Leistung bei einem breiteren Spektrum an chemischen Belastungen und Konzentrationen.
Spannungsrisskorrosion: Beide Werkstoffsorten können in heißen Chloridlösungen über 50–60 °C Spannungsrisskorrosion erleiden. Obwohl 316 eine etwas bessere Beständigkeit aufweist, ist keine der beiden Sorten vor dieser Schadensart gefeit.
Die Güteklasse 316 kostet etwa 20–50 % mehr als 304, wobei der typische Aufpreis bei rund 40 % liegt. Dieser Preisunterschied beruht auf zwei Faktoren:
Nickel und Molybdän sind beides teure Legierungselemente, deren Preise mit den Rohstoffmärkten schwanken. Daher ist der Preisaufschlag für Edelstahl 316 zwar variabel, aber stets signifikant.
Bei budgetbewussten Projekten, bei denen die Korrosionsbeständigkeit von 304 ausreichend ist, rechtfertigen die Mehrkosten für 316 den höheren Preis nicht. Wenn Korrosionsschäden jedoch teure Reparaturen oder Sicherheitsrisiken nach sich ziehen würden, amortisieren sich die höheren Anschaffungskosten von 316 oft durch geringeren Wartungsaufwand und längere Lebensdauer.
Die Wahl zwischen 304 und 316 hängt oft von den spezifischen Gegebenheiten und Kostenüberlegungen ab.
Anwendungen aus Edelstahl 304:
Anwendungen aus Edelstahl 316:
Das hängt vom Standort ab. Die Güteklasse 304 eignet sich gut für Binnenlandgebiete ohne Salzeinwirkung, während 316 für Küstenregionen oder Gebiete, die Streusalz ausgesetzt sind, unerlässlich ist.
Ja, man kann sie mit geeigneten Zusatzwerkstoffen miteinander verschweißen, allerdings wird die Schweißzone Eigenschaften beider Werkstoffsorten aufweisen.
Nein, sowohl 304 als auch 316 sind im geglühten Zustand nicht magnetisch, können aber durch Kaltverformung leicht magnetisch werden.
Das „L“ steht für niedrigen Kohlenstoffgehalt (≤0.03%), der die Schweißbarkeit verbessert, indem er die Karbidausscheidung an den Korngrenzen verhindert.
Ohne chemische Tests sehen sie identisch aus. Ein Molybdän-Schnelltest kann sie unterscheiden – 316 reagiert positiv, 304 hingegen nicht.
In chlorid- oder chemikalienhaltigen Umgebungen hält Edelstahl 316 deutlich länger. Unter normalen Innenraumbedingungen können beide Sorten jahrzehntelang ohne erkennbaren Unterschied halten.
