17-4 Edelstahl vs. 304: 8 Hauptunterschiede!

Edelstahl ist ein beliebtes Material für die Herstellung einer breiten Palette von Produkten. Die Hersteller verwenden dieses Material aufgrund seiner hervorragenden Festigkeit, Bearbeitbarkeit und Korrosionsbeständigkeit. Edelstahl gibt es in verschiedenen Qualitäten, darunter 17-4 und 304. Wenn diese beiden Sorten miteinander verglichen werden, entbrennt eine Debatte über 17-4-Edelstahl gegenüber 304.

 

Edelstahl 304 hat eine höhere Chromzusammensetzung. Aus diesem Grund wird er in Bezug auf die Korrosionsbeständigkeit als überlegen angesehen. Die Festigkeit von 17-4 ist jedoch etwas, das ihm in diesem Vergleich hilft, hervorzustechen. In diesem Artikel erkläre ich alle Unterschiede zwischen rostfreiem Stahl 17-4 und 304. Dies wird Ihnen helfen, die richtige Edelstahlsorte für Ihre speziellen Bedürfnisse auszuwählen.

 

 

Überblick über 17-4 PH und 304 Edelstahl

 

Wie ich bereits erwähnt habe, gibt es rostfreien Stahl in verschiedenen Güteklassen. Diese Sorten unterscheiden sich in ihrer Zusammensetzung und ihren Eigenschaften. 304 und 17-4 PH sind zwei gängige Stahlsorten, die in verschiedenen Branchen weit verbreitet sind.

 

Die Sorte 304 gehört zur Familie der austenitischen Stähle und hat einen höheren Chromgehalt. Sie besteht aus 17 % Chrom und etwa 8 % Nickel. Abgesehen von diesen beiden Elementen enthält dieses Material auch viele Spuren. Der hohe Chromgehalt macht die Sorte 304 sehr widerstandsfähig gegen Rost und Korrosion.

 

Was ich an der Sorte 304 schätze, ist die hervorragende Oberflächenbehandlung, die sie bietet. Die aus dieser Edelstahlsorte hergestellten Teile müssen nicht nachbearbeitet werden. Der Hauptgrund für die umfassende Verwendbarkeit dieses Materials liegt in seinem niedrigen Preis.

 

Der rostfreie Stahl 17-4 PH ist für seine Festigkeit und Härte bekannt. Er enthält 17 % Chrom und 4 % Nickel (wie in der Bezeichnung 17-4 angegeben). Diese Art von rostfreiem Stahl wird einem Ausscheidungshärtungsprozess unterzogen. Er wird einer Wärmebehandlung unterzogen, gefolgt von einer Abkühlung (Abschrecken) und einer anschließenden Wärmebehandlung (Alterung), um seine Festigkeit zu erhöhen.

 

Diese zusätzlichen Wärmebehandlungen erhöhen die Kosten für rostfreien Stahl 17-4. Aufgrund seiner überragenden Festigkeit wird dieses Material für hochwertige Teile verwendet. Die Luft- und Raumfahrt-, Automobil-, Nuklear- und Schifffahrtsindustrie verwenden diese Materialien. Allerdings ist die Korrosionsbeständigkeit dieser Sorte im Vergleich zu Edelstahl 304 beeinträchtigt.

 

Kurzes Highlight: Sie werden die Sorte 17-4 als 17-4 PH geschrieben sehen. Dieser PH-Wert gibt die Ausscheidungshärte an. Wie ich bereits erwähnt habe, wird die Sorte bei diesem Verfahren einem Erhitzungs-, Abkühlungs- und Alterungsprozess unterzogen. Dieser PH-Wert bzw. die Ausscheidungshärtung erhöht die Festigkeit und Härte des Materials. PH steht in der Bezeichnung dieser Sorte, um ihre höhere Festigkeit anzuzeigen.

 

Unterschiede zwischen rostfreiem Stahl 17-4 und rostfreiem Stahl 304

 

Im obigen Abschnitt habe ich einige Grundlagen zu diesen beiden Edelstahlsorten erläutert. Diese beiden Stahlsorten unterscheiden sich jedoch in einigen Punkten deutlich voneinander. Daher unterscheiden sich auch ihre Verwendbarkeit und ihr allgemeiner Wertbeitrag. Kommen wir nun zu den grundlegenden Unterschieden zwischen rostfreiem Stahl 304 und 17-4.

 

1- Chemische Zusammensetzung

Der Hauptunterschied zwischen diesen beiden nichtrostenden Stählen liegt in ihrer Zusammensetzung. Im Allgemeinen bestehen beide aus denselben Elementen. Der Gehalt der einzelnen Bestandteile ist jedoch bei beiden Arten unterschiedlich. Aufgrund des unterschiedlichen Verhältnisses der Bestandteile unterscheiden sich auch die Eigenschaften dieser Sorten. Die folgende Tabelle zeigt die chemische Zusammensetzung der Edelstahlsorten 304 und 17-4 PH:

Element	304 Edelstahl	17-4 PH Edelstahl
Eisen (Fe)	70,0 %	73,0 %
Chrom (Cr)	18,0 %	17,0 %
Nickel (Ni)	8,0 %	4,0 %
Kupfer (Cu)	0,0 %	4,0 %
Mangan (Mn)	2,0 %	1,0 %
Silizium (Si)	1,0 %	1,0 %
Kohlenstoff (C)	0,08 %	0,07 %
Phosphor (P)	0,04 %	0,04 %
Schwefel (S)	0,03 %	0,03 %

 

Die Güteklassen 304 und 17-4 unterscheiden sich hauptsächlich durch den Anteil der beiden Elemente. Dazu gehören Chrom und Nickel. Die Sorte 304 besteht aus 18 % Chrom und 8 % Nickel. Die Edelstahlsorte 17-4 hingegen hat einen geringeren Chrom- (17 %) und Nickelanteil (4 %).

Aufgrund des hohen Chromgehalts sind die 304er-Sorten korrosionsbeständiger und langlebiger als ihre Gegenstücke. Im Allgemeinen macht ein höherer Nickelgehalt ein Material fester. 17-4 PH, das weniger Nickel enthält, ist jedoch fester und komplexer. Dies ist auf die Wärmebehandlung zurückzuführen, der dieses Material unterzogen wird.

 

2- Fähigkeit zur Wärmebehandlung

Die Edelstahlsorte 304 kann nicht gehärtet werden. Seine Wärmebehandlung macht ihn nicht härter und fester. Selbst wenn Sie dieses Material bei hohen Temperaturen erhitzen, werden Sie keine Veränderung seiner mechanischen Eigenschaften feststellen. Die Sorte 17-4 hingegen kann durch Wärmebehandlung gehärtet werden.

 

Dieses Material wird einem Ausscheidungshärtungsprozess unterzogen. Bei diesem Verfahren wird das Material bei höheren Temperaturen erhitzt. Danach wird es abgekühlt, um seine Festigkeit zu erhöhen. Nach dieser Abkühlung wird das Material erneut bei einer relativ niedrigen Temperatur erhitzt.

 

Dieser Vorgang wird als Ausscheidungshärtung oder Alterung bezeichnet. Er erhöht die mechanische Festigkeit dieser nichtrostenden Stahlsorte. Aufgrund dieses Prozesses wird das Material häufig für Schwerlastanwendungen eingesetzt. Viele Teile in der Luft- und Raumfahrt, in der Schifffahrt und im Nuklearbereich werden aus der Edelstahlsorte 17-4 hergestellt.

 

3- Korrosionsbeständigkeit

Wie ich bereits erwähnt habe, enthält die Edelstahlsorte 304 18 % Chrom. Wenn dieses Material der Luft ausgesetzt wird, reagiert das Chrom mit Sauerstoff. Infolge dieser Reaktion entsteht eine Chromoxidschicht. Diese Schicht oder Beschichtung ist sehr widerstandsfähig und schützt das Grundmaterial vor weiterer Korrosion. Teile aus rostfreiem Stahl 304 können in feuchten oder salzigen Umgebungen verwendet werden.

 

Man könnte sagen, dass rostfreier Stahl 17-4 ebenfalls 17 % Chrom enthält. Die Korrosionsbeständigkeit beider Werkstoffe sollte also gleich sein. In Wirklichkeit ist die Korrosionsbeständigkeit der Sorte 304 derjenigen der Sorte 17-4 überlegen. Der Grund dafür ist, dass der rostfreie Stahl 17-4 PH einen gewissen Anteil an Kupfer enthält. Das Vorhandensein dieses Kupfers unterstützt die Bildung von Chromschichten nicht.

 

Bei Anwesenheit von Kupfer bildet sich eine schwächere Chromschicht auf der Oberfläche des Materials. Diese Schicht kann sich verschlechtern, was die Korrosionsbeständigkeit von rostfreiem Stahl 17-4 beeinträchtigt. In einigen Fällen fördert und beschleunigt Kupfer sogar die Korrosion dieses Materials. Daher halte ich die Sorte 304 für die ideale Korrosionsbeständigkeit.

 

4- Schweißbarkeit und Verformbarkeit

Ich halte die Sorte 304 für eine überlegene Option in Bezug auf Schweißbarkeit und Formbarkeit. Diese Sorte 304 kann leicht erhitzt und geschmolzen werden, um Verbindungen herzustellen. Sie können jede beliebige Schweißtechnik, wie WIG-, MIG- oder Laserschweißen, verwenden, um die Arbeit zu erledigen. Darüber hinaus ist diese Sorte weniger kompliziert und kann geformt und gestaltet werden. Hersteller verwenden dieses Material zur Herstellung von Teilen mit komplexen Formen.

 

Andererseits ist rostfreier Stahl 17-4 PH für das Schweißen weniger geeignet. Beim Schweißen müssen Sie sehr vorsichtig sein. Wie bereits erwähnt, erhöht die Wärmebehandlung (Alterung) die Festigkeit und Härte dieses Materials. Dies führt dazu, dass sich das Material nur schwer verformen, biegen und formen lässt. Daher ist es nicht ideal für die Umformbarkeit.

 

5. Festigkeit und Härte

 

Die Edelstahlsorte 17-4 ist fester und komplexer als vergleichbare Werkstoffe. Der Grund dafür ist die Ausscheidungshärtung, auch Alterung genannt. Dabei wird der Edelstahl auf eine sehr hohe Temperatur erhitzt. Anschließend wird er abgeschreckt. Dabei kühlt das heiße Material plötzlich ab.

 

Dieser plötzliche Temperaturwechsel verleiht dem Edelstahl hohe Festigkeit. Der abgekühlte Edelstahl wird bei niedrigerer Temperatur weiter erhitzt, was als Alterung bezeichnet wird. Durch die Alterung verbinden sich kleine Partikel mit dem Grundmaterial und erhöhen so dessen Festigkeit. Edelstahl 304 kann dieser zusätzlichen Wärmebehandlung nicht unterzogen werden. Daher gilt Edelstahl 17-4 als besser als Edelstahl 304.

 

6. Haltbarkeit und Langlebigkeit

 

In puncto Haltbarkeit und Langlebigkeit sind beide Sorten erstklassig. Sie sind unter verschiedenen Bedingungen langlebig. Wie bereits erwähnt, ist Edelstahl korrosionsbeständig. Teile aus diesem Material bleiben auch in Umgebungen mit hohem Salzgehalt in gutem Zustand. Ihre Langlebigkeit ist erstklassig, selbst wenn sie mit Wasser in Berührung kommen.

Bei Belastung können diese Teile jedoch brechen oder beschädigt werden. Ihre Festigkeit wird beeinträchtigt, was ein Nachteil ist. 17-4 weist hingegen eine geringere Korrosionsbeständigkeit auf. Bei Verwendung in feuchter Umgebung beginnt das Material schnell zu verschleißen und zu korrodieren. Seine mechanische Festigkeit ist jedoch erstklassig, was ein erheblicher Vorteil ist.

Sie können es unter Bedingungen verwenden, bei denen das Teil Spannungen und Belastungen ausgesetzt ist. In diesem Fall hält dieses Material länger und hält extremen Belastungen stand. Beide Materialien sind robust und langlebig, jedoch auf unterschiedliche Weise. Für die Schifffahrt empfehle ich die Güte 304. 17-4 PH hingegen eignet sich hervorragend für die Luft- und Raumfahrtindustrie, wo Teile konstanten Belastungen und Belastungen ausgesetzt sind.

7. Magnetismus und Bearbeitbarkeit

 

Der Magnetismus von Edelstahl variiert je nach Art und Güte. Die Güte 304 ist äußerst unmagnetisch. Selbst beim Erhitzen ändert sich sein magnetisches Verhalten nicht. Daher eignet sich dieses Material ideal für Anwendungen, bei denen magnetische Störungen vermieden werden müssen. Die Güte 17-4 hingegen ist magnetisch.

Wie bereits erwähnt, wird dieses Material einer Wärmebehandlung unterzogen. Selbst nach intensiver Wärmebehandlung bleibt Edelstahl 17-4 magnetisch. Die CNC-Bearbeitung wird mit zunehmender Härte und Festigkeit des Materials anspruchsvoller. Die Güte 304 ist vergleichsweise weniger intensiv und lässt sich leicht bearbeiten.

Edelstahl 17-4 PH hingegen ist zäh und fest. Die Bearbeitung dieses Edelstahls kann mühsam und zeitaufwändig sein. Daher schneiden, bohren und formen Hersteller dieses Material in der Regel vor dem Alterungsprozess. Nach der Alterung wird das Material extrem fest und weniger gut bearbeitbar.

8 – Kosten & Anwendung

 

Edelstahl 304 ist im Vergleich zu Edelstahl 17-4 günstiger. Der Grund dafür ist der unkomplizierte Herstellungsprozess von Edelstahl 304. Er wird keiner zusätzlichen Wärmebehandlung unterzogen. Edelstahl 17-4 hingegen ist robust, hochwertig und sehr teuer. Der Hauptgrund für den hohen Preis ist die Wärmebehandlung.

Diese Behandlung erhöht die mechanische Festigkeit, was den höheren Preis rechtfertigt. Edelstahl 304 ist weniger ideal für Anwendungen, bei denen hohe mechanische Festigkeit erforderlich ist. Er eignet sich besser für Teile, die Korrosionsbeständigkeit erfordern. Edelstahl 17-4 hingegen wird für die Herstellung besonders widerstandsfähiger Produkte verwendet. Die folgende Tabelle zeigt die verschiedenen Anwendungen:

 

304 Edelstahl Anwendungen	17-4 Edelstahl Anwendungen
Küchenspülen und Haushaltsgeräte	Luft- und Raumfahrtkomponenten
Lebensmittelverarbeitungsanlagen	Schiffswellen und Propeller
Chemische Behälter und Tanks	Komponenten für Kernreaktoren
Medizinische Instrumente und chirurgische Werkzeuge	Hochdruckventile und Pumpen
Brauerei- und Molkereiausrüstung	Geräte für die Öl- und Gasindustrie
Wärmetauscher und Rohrleitungssysteme	Spritzgussformen und Werkzeuge
Zierteile und Auspuffanlagen für Automobile	Militärische Hardware und Feuerwaffenteile

 

Fazit: Welchen Werkstoff sollten Sie wählen: Edelstahl 304 oder 17-4 PH?

 

Die Wahl hängt von der Art des herzustellenden Teils ab. Es gibt keine allgemeingültige Lösung für die Wahl zwischen Edelstahl 304 und 17-4.

 

Ich empfehle Edelstahl 304, wenn Sie korrosionsbeständige Teile benötigen. Diese Güte bietet optimale Festigkeit, ohne zu schwer zu sein. Zudem ist der Preis für Edelstahl 304 sehr niedrig, was ein großer Vorteil ist. Teile aus diesem Material halten jedoch möglicherweise nicht hohen Belastungen stand.

 

Wenn Sie ein Material für extreme Belastungen benötigen, ist Edelstahl 17-4 PH die beste Wahl. Dieser Edelstahl wird extrem erhitzt, wodurch seine Festigkeit und Härte erhöht werden. Er hält auch starker Beanspruchung stand und trägt hohe Belastungen effektiv. Allerdings ist dieses Material teurer und weniger korrosionsbeständig. Dies sind die größten Nachteile von Edelstahl 17-4 PH.