Edelstahl V2A und V4A

Edelstahl ist eine Legierung aus verschiedenen Metallen, welche je nach beigefügter Menge die Eigenschaften des Stahls verändern. So können Edelstähle je nach Einsatzbereich und Anforderungen entsprechend hinsichtlich der Verformbarkeit, der Beständigkeit oder andere Parameter angepasst werden. Edelstahl ist somit nicht gleich Edelstahl. Die am häufigsten verwendeten Edelstahlsorten im Rohrleitungsbau sind die beiden Varianten V2A (meist Werkstoff 1.4301 nach DIN X5CrNi18-10) und V4A (meist Werkstoff 1.4401 nach DIN X5CrNiMo17-12-2 oder Werkstoff 1.4408 nach DIN GX5CrNiMo19-11-2), welche häufig auch mit der amerikanischen Bezeichnung AISI304 und AISI 316 oder AISI 316L angegeben werden.

AISI steht hierbei für „American Iron and Steel Institute“, welches den Standard für die Stähle in den USA definiert. Bei der Bezeichnung „Inox“ handelt es sich um Edelstahl im Allgemeinen. Die Bezeichnung lässt keinen Rückschluss auf den eigentlich verwendeten Edelstahl zu und wird lediglich für Vermarktungszwecke eingesetzt.

Einsatzbereich

Beide Stahllegierungen gehören zu den rostfreien Stählen und können für den Transport von Wasser verwendet werden. Das beim V4A-Stahl beigefügte Molybdän sorgt für eine wesentlich bessere Beständigkeit gegenüber aggressiven Chemikalien und zeichnet sich in der Wassertechnik durch eine längere Lebenszeit aus. Beide Werkstoffe sind nicht für den dauerhaften Kontakt mit Salzwasser ausgelegt und finden außerdem Anwendung in der Druckluft- und Vakuumtechnik.

V4A Edelstahl ist in der Liste für unbedenkliche Werkstoffe in Kontakt mit Trinkwasser des Umweltbundesamtes aufgeführt und kann für den Transport von Trinkwasser verwendet werden. Beide Legierungen können für Tieftemperaturen (sogar in der Kryotechnik) und für hohe Temperaturen bis 220 °C eingesetzt werden. Die Verarbeitung in Wasserleitungen erfolgt über Edelstahl-Schweißverbinder, Edelstahl-Gewindefittings oder über Edelstahl-Pressfittings, welche mit einer Presszange verklemmt werden.

Bezeichnungen

Mittlerweile haben sich viele verschiedene Bezeichnungen für ein und denselben Werkstoff etabliert, welche von Laien häufig durcheinandergewürfelt werden. Zudem hat jedes Land seine eigenen Regeln zur Bildung der Bezeichnungen festgelegt, was zusätzlich für Verwirrung sorgt. Im Folgenden sind die beiden Stahlsorten mit der Werkstoffnummer 1.4301 und 1.4401 mit den jeweiligen Bezeichnungen nach DIN ISO, der EN (Europäische Norm) und der AISI-Norm.

Beachten Sie, dass die Bezeichnung V2A und V4A häufig genutzt werden, um verschiedene Stahllegierungen zusammenzufassen, weshalb die Werkstoffnummer eine bessere Auskunft über die tatsächliche Stahllegierung liefert.

Die DIN EN ISO-Normen lässt bereits im Namen des Werkstoffes Rückschluss auf seine Zusammensetzung erkennen. So stehen die Abkürzungen der chemischen Elemente Cr (Chrom), Ni (Nickel) und bei V4A zusätzlich Mo (Molybdän) in der Mitte, gefolgt von den Masseneinheiten 18-10 bei V2A-Stahl und 17-12-2 bei V4A Stahl. Die Masseneinheiten sind als % vom Gewicht zu verstehen und beziehen sich in der angegebenen Reihenfolge auf die angegebenen Metalle der Legierung. So macht bei V4A-Stahl Chrom 17 %, Nickel 12 % und Molybdän 2 % des Gewichts aus (Durchschnittswerte). Das „X“ am Anfang der Klassifikation, gefolgt von einer Zahl, bezieht sich auf den Kohlenstoffgehalt, welcher bei 2 unter 0,03 %, bei 5 unter 7 % und bei 10 unter 10 % des Materialgewichts liegt.

Die Bezeichnungen V2A und V4A resultieren aus den Versuchsreihen der ersten Legierungen. Das V steht dabei für „Versuch“ und das A für „Austenit“. Bei „Austenit“ handelt es sich um eine Modifikation (Phase), bei der die Eisenatome ähnlich wie bei einem Kristallgitter angeordnet sind. Diese Struktur ermöglicht eine besonders hohe Kohlenstoffaufnahme.

Was bedeutet „austhenitischer“ Edelstahl?

Austenitischer Edelstahl ist eine Gruppe von nichtrostenden Stählen, die hauptsächlich aus Chrom, Nickel und Mangan bestehen. Sie zeichnen sich durch ihre hervorragende Korrosionsbeständigkeit und gute mechanische Eigenschaften aus und werden in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, von der Lebensmittelindustrie bis zur Chemie- und petrochemischen Industrie.

Der Name "austenitisch" bezieht sich auf die Kristallstruktur des Materials, die als austenitische Kristallstruktur bezeichnet wird. Diese Struktur ist stabil bei höheren Temperaturen und bietet eine gute Festigkeit, Duktilität (Verformbarkeit) und Zähigkeit. Die austenitische Struktur ermöglicht auch eine hohe Korrosionsbeständigkeit, insbesondere gegenüber Korrosion durch chlorhaltige Medien wie Salzwasser oder chloridhaltige Reinigungsmittel.

Die Legierungszusammensetzung von austenitischem Edelstahl enthält mindestens 16% Chrom und 6% Nickel. Dies erhöht die Korrosionsbeständigkeit des Materials, indem es eine Schutzschicht auf der Oberfläche bildet, die das darunterliegende Material vor Korrosion schützt. Die Zugabe von Molybdän verbessert die Beständigkeit gegenüber bestimmten Säuren und Chloriden.

Lässt sich V2A-Stahl mit V4A-Stahl verschweißen?

Ja, es ist möglich, V4A-Edelstahl (z. B. 1.4404 oder 316) mit V2A-Edelstahl (z. B. 1.4301 oder 304) zu verschweißen, aber es gibt einige wichtige Faktoren zu beachten, um sicherzustellen, dass der Schweißprozess erfolgreich ist und das Risiko von Kontaktkorrosion minimiert wird. Beide Edelstahlsorten gehören zur Familie der austenitischen Edelstähle und haben ähnliche chemische und mechanische Eigenschaften, die sie für das Schweißen miteinander geeignet machen.

Edelstähle haben unterschiedliche Legierungen und können unterschiedliche mechanische und chemische Eigenschaften aufweisen, die die Schweißbarkeit beeinflussen können. Vor dem Schweißen sollten die Legierungen der Edelstähle sorgfältig überprüft werden, um sicherzustellen, dass sie miteinander kompatibel sind. In einigen Fällen kann es notwendig sein, einen Schweißzusatz zu verwenden, der die Legierungselemente des einen Edelstahls mit den Legierungselementen des anderen Edelstahls ausgleicht, um eine gleichmäßige Legierung in der Schweißnaht zu erreichen.