Fragt man zehn Maschinenbauer, welchen Edelstahl sie als Erstes wählen würden, nennen die meisten ohne zu zögern 304. Er ist das Arbeitstier der austenitischen Familie. Er lässt sich so bearbeiten, schweißen und veredeln, wie man es erwartet, und diese Vorhersehbarkeit ist in der Fertigung von großem Wert. Aber “Standard” und “richtig” sind nicht dasselbe. Ich habe beobachtet, wie gute Halterungen aus 304 in einem Küstengebiet in weniger als zwei Jahren durchgerostet sind. Ich habe auch erlebt, wie Käufer für ein Bauteil aus 316 tief in die Tasche gegriffen haben, das nie mit etwas Schlimmerem als Büroluft in Berührung kommt. Die eigentliche Frage lautet also nicht: “Welche Güteklasse ist besser?” Es geht um viel Spezifischeres. Wo wird das Bauteil eingesetzt, wer kümmert sich darum und wie hoch ist das Budget?
Im Folgenden werde ich die Stahlsorten so durchgehen, wie ich sie bei einem Auftrag tatsächlich bewerte. Zunächst die Chemische Zusammensetzung. Dann, wie sie sich bei der Bearbeitung verhalten, anschließend Korrosionsverhalten, Kosten und wofür die jeweilige Sorte geeignet ist. Wägen Sie noch verschiedene Optionen ab? Unser Leitfaden zu CNC-Werkstoffen gibt einen Überblick über das gesamte Sortiment aus Metall und Kunststoff. Dieser Artikel konzentriert sich ganz auf die eine Entscheidung, die den meisten Käufern Kopfzerbrechen bereitet: 304 oder 316.
Der entscheidende Unterschied: Molybdän verändert alles
Beide sind austenitische Edelstähle. Gleiche Familie, gleiche kubisch-flächenzentrierte Struktur – was sie im geglühten Zustand nichtmagnetisch, zäh und gut verformbar macht. Beide basieren zudem auf Chrom, mindestens 16% davon, um die passive Oxidschicht zu bilden, die sie vor Rost schützt. Bis hierhin sehen sie wie Zwillinge aus. Doch dann stößt man auf ein Element, und schon sehen sie nicht mehr gleich aus: Molybdän.
316 enthält 2–3% Molybdän. 304 enthält keines. Diese geringe Menge Molybdän macht den Passivfilm widerstandsfähiger gegen Chloridionen – und Chloride sind genau das, was Lochfraß und Spaltkorrosion verursacht. Deshalb wird 316 auch als “Marine-Qualität” bezeichnet. Deshalb findet man es in chirurgischen Implantaten, Pharmatanks und Lebensmittelanlagen, die bei jeder Schicht mit chlorhaltigem Desinfektionsmittel abgespritzt werden. Chrom und Nickel sorgen bei beiden Sorten für die grundlegende Rostbeständigkeit. Das Molybdän ist der Bestandteil, der es dem 316 ermöglicht, Umgebungen zu trotzen, die den 304 still und leise zerfressen.
| Eigenschaft | AISI 304 | AISI 316 |
| Chrom | 18–20% | 16–18% |
| Nickel | 8–10.5% | 10–14% |
| Molybdän | Keine | 2–3% |
| Kohlenstoff (max.) | 0.08% | 0.08% |
| Lochfraßbeständigkeit (PREN) | ~18–20 | ~24–28 |
| Dichte | 8,00 g/cm³ | 8,00 g/cm³ |
| Typische Streckgrenze | 215 MPa | 205 MPa |
| Relative Kosten (Stangenmaterial) | Ausgangswert (1,0x) | ~1,2–1,5-fach |
Diese PREN-Zeile ist einen Moment der Aufmerksamkeit wert. PREN steht für „Pitting Resistance Equivalent Number“ (Äquivalenzzahl für Lochfraßbeständigkeit) und berechnet sich nach der Formel: %Cr + 3,3 × %Mo + 16 × %N. Betrachten Sie sie als einen einzigen Wert dafür, wie gut eine Sorte gegen lokale Korrosion gewappnet ist. Je höher, desto besser. 316 übertrifft 304 hier um etwa 30–40%. Und ganz ehrlich? Allein dieser Unterschied erklärt die meisten Ausfälle in der Praxis, die ich beobachtet habe, wenn jemand die falsche Sorte spezifiziert hat.
Bearbeitbarkeit: Warum sich beide “gummiartig” anfühlen und wie man sie zuschneidet
Keine der beiden Sorten lässt sich so gut bearbeiten wie Aluminium. Käufer, die noch keine Erfahrung mit Edelstahl haben, werden meist von den Zykluszeiten und den Werkzeugkosten überrascht. Und das hat folgenden Grund: Austenitischer Edelstahl verfestigt sich bei der Bearbeitung schnell. Wenn das Werkzeug also verweilt oder reibt, anstatt sauber zu schneiden, härtet sich die Oberfläche direkt vor der Schneide ab – und beim nächsten Durchgang muss man gegen ein zäheres Material ankämpfen als beim vorherigen. Die Regel, nach der wir in der Fertigung arbeiten, ist einfach: Dringe tief in das Material ein und bleibe dort. Gleichmäßiger Vorschub, scharfe Werkzeuge und eine ausreichende Schnitttiefe, um das Metall zu scheren, statt es zu verschmieren.
Von den beiden ist 304 die unempfindlichere Sorte. 316 enthält mehr Nickel sowie Molybdän, wodurch es zäher ist und schneller eine Schneide aufbaut; daher läuft es tendenziell 10–20% langsamer und verschleißt die Schneideinsätze schneller. Wenn die Konstruktion Spielraum lässt, sind zerspanungsfreundliche Varianten hilfreich – 304L, 316L für die Schweißbarkeit oder 303, wenn die Korrosionsanforderungen geringer sind. Das ist die Art von Kompromiss, den unsere CNC-Drehdienst Das Team macht sich jedes Mal Gedanken darüber, wenn wir Edelstahl anbieten, denn in der Standzeit der Werkzeuge und den Zykluszeiten stecken die meisten versteckten Kosten.
Parameter, die wir tatsächlich verwenden
Ein paar Zahlen aus der Praxis: Scharf beschichtetes Hartmetall, TiAlN oder AlTiN, das ausgetauscht wird, bevor es stumpf wird – denn eine abgenutzte Schneide ist der Auslöser für die Kaltverfestigung. Die Oberflächengeschwindigkeiten sollten moderat bleiben: etwa 80–120 m/min für 304, 60–90 für 316. Flutkühlung, niemals Sprühkühlung. Edelstahl speichert Wärme, und Hitze im Schnittbereich ruiniert sowohl das Werkzeug als auch die Oberflächenqualität. Fräsen Sie nach Möglichkeit im Aufwärtsgang, halten Sie eine konstante Spanabnahme ein, damit nichts reibt, und befestigen Sie alles fest – Vibrationen führen im Handumdrehen zu einer Kaltverfestigung der Oberfläche.
Die Erkenntnis für Einkäufer ist kurz und bündig: 304 ist in der Regel etwas günstiger als 316, und zwar nicht nur beim Rohmaterial, sondern auch bei der Bearbeitungszeit. Wenn Ihr Bauteil in einer weniger anspruchsvollen Umgebung zum Einsatz kommt, bedeutet diese doppelte Ersparnis echtes Geld, das Sie behalten können.
Korrosionsbeständigkeit in der Praxis
Hier unterscheiden sich die beiden Güteklassen wirklich grundlegend. Bei trockener Raumluft, geringer Feuchtigkeit oder Kontakt mit Lebensmitteln, die weder salzig noch säurehaltig sind, hält 304 mehr oder weniger ewig. Es gibt keinen Grund, für 316 mehr zu bezahlen. Sobald jedoch Chloride ins Spiel kommen, wendet sich das Blatt komplett.
Wo die einzelnen Noten standhalten:
- 304 ist in Innenräumen, in Süßwasser sowie bei den meisten Bau- und Küchenanwendungen abseits der Küste zuverlässig einsetzbar.
- 316 ist die sichere Wahl im Umkreis von wenigen Meilen zum Meer, für Schwimmbadausrüstung und überall dort, wo Streusalz zum Einsatz kommt.
- Für chemische Prozesse – Säuren, Salzlösungen, chlorhaltige Reinigungsmittel – ist 316 (bzw. 316L für geschweißte Konstruktionen) der Standard.
- Bei implantierbaren Teilen oder Teilen, die mit Flüssigkeiten in Kontakt kommen, ist 316L der Standard, weshalb dieser Werkstoff bei unseren Medizinprodukten vorherrscht.
Stellen Sie sich einen konkreten Fall vor: ein bearbeitetes Sensorgehäuse, das an einer Offshore-Plattform verschraubt ist. Wenn Sie sich für die Sorte 304 entscheiden, müssen Sie innerhalb von ein oder zwei Jahren mit Lochfraß an den Gewindebohrungen und in den Spalten rechnen. Wählen Sie die Sorte 316, und dasselbe Gehäuse hält ein Jahrzehnt lang. Wenn Korrosionsbeständigkeit der einzige Grund ist, warum Sie sich für Edelstahl entschieden haben, ist der Aufpreis für Molybdän nur Kleingeld im Vergleich zu einem Ausfall vor Ort und einem Austauschteam. Bei Bauteilen, die für anspruchsvolle Bereiche bestimmt sind, ist die Kombination der richtigen Sorte mit dokumentierten Qualitätssicherung Das ist der Unterschied zwischen einem Teil, das die Prüfung besteht, und einem, das den Einsatz übersteht.
Oberflächenbehandlung und Passivierung
Beide Güteklassen lassen sich auf vielfältige Weise oberflächenbehandeln. Perlstrahlen, Elektropolieren, Bürsten, Passivieren – all diese Verfahren eignen sich hervorragend. Das Passivieren verdient eine besondere Erwähnung. Dabei handelt es sich um ein chemisches Bad, meist aus Salpetersäure oder Zitronensäure, das freies Eisen von der bearbeiteten Oberfläche entfernt und die passive Chromoxidschicht verdickt. Warum ist das wichtig? Weil bei der Bearbeitung Eisen von Ihren Werkzeugen auf das Werkstück übertragen werden kann, und dieses Eisen rostet – wodurch Flecken entstehen, die ein einwandfreies Edelstahlteil defekt aussehen lassen. Durch Passivieren nach der Bearbeitung erhalten Sie die volle Korrosionsbeständigkeit zurück. Unser Optionen zur Oberflächenveredelung Auf dieser Seite wird das Angebot vorgestellt, doch sollten Sie die Passivierung bei jedem Edelstahlteil als zwingend erforderlich betrachten, bei dem das Aussehen oder die Korrosionsbeständigkeit eine Rolle spielen.
| Entscheidungsfaktor | Punkte bis 304 | Punkte: 316 |
| Umwelt | In Innenräumen, trocken, Süßwasser, mild | Küsten-, Meeres-, Chlorid-, chemische |
| Haushaltspriorität | Niedrigste Material- und Bearbeitungskosten | Langlebigkeit statt Anschaffungskosten |
| Industrie | Architektur, Essen (ohne Salz), Allgemeines | Medizin, Schifffahrt, Pharma, Chemie |
| Zugang für Wartungsarbeiten | Einfach zu überprüfen / auszutauschen | Versiegelt, vergraben oder schwer zu warten |
| Anforderungen an die Schweißbarkeit | Verwenden Sie 304L für geschweißte Baugruppen | Verwenden Sie 316L für geschweißte Baugruppen |
| Regulatorischer Druck | Wird in der Spezifikation selten angegeben | Häufig gemäß Spezifikation/Norm vorgeschrieben |
Kosten: Wofür Sie tatsächlich bezahlen
Bei Rohstangen liegt der Aufschlag von 316 gegenüber 304 in der Regel bei 20–50%. Schuld daran sind der zusätzliche Nickel- und Molybdänanteil – beide unterliegen schwankenden Rohstoffpreisen. Hinzu kommen die langsamere Bearbeitung und die kürzere Standzeit der Werkzeuge. Rechnet man alles zusammen, liegt der Aufpreis für das Fertigteil aus 316 bei gleicher Geometrie in der Regel bei etwa 25–40%. Wenn man das Geld dort ausgibt, wo es das Teil benötigt, hat man sich das Überleben gesichert. Geben Sie das Geld dort aus, wo es nicht nötig ist, und Sie verschenken einfach nur Ihre Marge. Die ganze Kunst besteht darin, die Güteklasse an die Einsatzbedingungen anzupassen. Wenn man “auf Nummer sicher” auf 316 zurückgreift, wird die Stückliste still und leise teurer.
Ein Vergleich mit Aluminium
Hier kommt mal eine Überraschung. Manchmal sollte der Käufer, der Edelstahl in Betracht zieht, eigentlich Aluminium in Betracht ziehen. Wenn das Gewicht eine Rolle spielt und die Umgebung nur mäßig korrosiv ist, kann ein Teil aus eloxiertem Aluminium Edelstahl sowohl hinsichtlich des Verhältnisses von Festigkeit zu Gewicht als auch hinsichtlich der Kosten übertreffen. Es lohnt sich also, schon frühzeitig unseren Leitfaden zur CNC-Bearbeitung von Aluminium neben diesem hier. Die ehrliche Antwort lautet: Manchmal ist es weder 304 noch 316 – es ist 6061-T6 mit einer Schutzbeschichtung. Auch Bauteile mit engen Toleranzen verhalten sich je nach Material unterschiedlich, daher sollten Sie die Leitfaden zu CNC-Toleranzen bevor Sie kritische Maße festlegen.
Häufig gestellte Fragen
Ist Edelstahl 316 immer besser als 304?
Die Sorte 316 ist zwar beständiger gegen Chloride, aber 304 lässt sich schneller bearbeiten, ist kostengünstiger und erfüllt in einer milden Umgebung genau denselben Zweck. Was “besser” ist, hängt davon ab, wo das Bauteil zum Einsatz kommt. Eine Überdimensionierung mit 316 im Innenbereich ist reine Geldverschwendung ohne jeglichen Nutzen.
Kann man 304 und 316 auf den ersten Blick unterscheiden?
Auf keinen Fall – sie sehen identisch aus. Um sicherzugehen, benötigen Sie einen chemischen Punkt-Test, ein RFA-Messgerät oder ein Werkzeugzeugnis. Bei korrosionskritischen Bauteilen sollten Sie niemals raten, sondern jedes Mal das Werkstoffzeugnis anfordern.
Was ist der Unterschied zwischen 304 und 304L?
Das “L” steht einfach für „niedrigen Kohlenstoffgehalt“: maximal 0,03% statt 0,08%. Warum ist das wichtig? Ein niedrigerer Kohlenstoffgehalt beugt einer Sensibilisierung vor – also der Ausscheidung von Chromkarbid an den Korngrenzen, die durch Schweißen ausgelöst werden kann. Daher sind 304L und 316L die richtigen Werkstoffe für geschweißte Baugruppen. Sie bearbeiten ein Teil ohne Schweißen? Dann reicht normales 304 oder 316.
Welche Güteklasse wird für medizinische Geräte und Lebensmittelausrüstung verwendet?
316L ist in der Medizin- und Pharmabranche aufgrund seiner Chloridbeständigkeit und seiner einfachen Reinigung das Material der Wahl. In der Lebensmittelindustrie wird häufig 304 verwendet – es sei denn, es kommen Salz oder aggressive Desinfektionsmittel zum Einsatz; in diesem Fall kommt 316 zum Einsatz.
Das Fazit
Bei kostensensiblen Bauteilen unter milden Einsatzbedingungen sollte standardmäßig 304 gewählt werden. Sobald Chloride, Salz, Chemikalien oder medizinische Anwendungen ins Spiel kommen, sollte auf 316 umgestiegen werden. Das Molybdän in 316 ist kein Marketing-Gag – es ist der entscheidende Unterschied zwischen einem langlebigen Bauteil und einem, das Lochfraß aufweist. Sie sind sich nicht sicher, welche Wahl Sie treffen sollen? Senden Sie uns die Zeichnung und die Einsatzbedingungen, und unsere Ingenieure werden Ihnen die richtige Edelstahlsorte empfehlen, noch bevor Sie den ersten Schnitt machen. Entdecken Sie unser CNC-Bearbeitungsdienstleistungen oder Angebot anfordern für gestufenspezifische Preise für Ihre Edelstahlteile.
Über den Autor
Das Team von Yicen Precision Engineering – Leitender Fertigungsingenieur, 12 Jahre Erfahrung in der präzisen CNC-Bearbeitung
Das Team von Yicen Precision Engineering hat die Fertigung von Edelstahl-, Aluminium- und Titanbauteilen im Rahmen von Aufträgen aus den Bereichen Medizin, Luft- und Raumfahrt sowie Industrie geplant und überwacht und hat sich dabei auf die Materialauswahl und DFM-Prüfungen spezialisiert. Mit Hunderten von Edelstahlteilen, die durch Erstmusterprüfung und Passivierung qualifiziert wurden, schreibt Hasib, um Einkäufern dabei zu helfen, die kostspieligen Fehler bei der Werkstoffauswahl zu vermeiden, die in der Fertigung auftreten.
