1038 Stahl: Eigenschaften und wichtige Anwendungsübersicht
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1038 Stahl wird als ein mittellegierter Kohlenstoffstahl klassifiziert, der hauptsächlich aus Eisen mit einem Kohlenstoffgehalt von etwa 0,38 % besteht. Diese Stahlgüte ist bekannt für ihre hervorragende Festigkeit und Härte, was sie für eine Vielzahl von Ingenieuranwendungen geeignet macht. Die Hauptlegierungselemente im 1038 Stahl umfassen Mangan, das die Härtbarkeit und Festigkeit verbessert, und Silizium, das die Entgasung während der Stahlherstellung verbessert.
Umfassende Übersicht
Die inherent Eigenschaften des 1038 Stahls umfassen eine gute Zugfestigkeit, Verschleißfestigkeit und die Fähigkeit, wärmebehandelt zu werden, um die Leistung zu verbessern. Seine mechanischen Eigenschaften können durch Prozesse wie Abschrecken und Anlassen weiter optimiert werden, die es ihm ermöglichen, ein Gleichgewicht zwischen Härte und Zähigkeit zu erreichen.
Vorteile von 1038 Stahl:
- Hohe Festigkeit und Härte: Geeignet für Anwendungen, die eine hohe Tragfähigkeit erfordern.
- Gute Bearbeitbarkeit: Kann leicht in komplexe Formen bearbeitet werden.
- Vielseitige Wärmebehandlung: Kann an spezifische Leistungsanforderungen angepasst werden.
Beschränkungen von 1038 Stahl:
- Moderate Korrosionsbeständigkeit: Nicht ideal für Umgebungen, die anfällig für Korrosion sind, ohne schützende Beschichtungen.
- Schweißbarkeit Herausforderungen: Erfordert sorgfältige Überlegung der Schweißtechniken, um Rissbildung zu vermeiden.
Historisch wurde 1038 Stahl in verschiedenen Anwendungen eingesetzt, einschließlich Automobilkomponenten, Maschinenbauteilen und strukturellen Anwendungen, aufgrund seiner günstigen mechanischen Eigenschaften und Anpassungsfähigkeit.
Alternative Namen, Standards und Äquivalente
| Standardorganisation | Bezeichnung/Grad | Land/Region des Ursprungs | Hinweise/Anmerkungen |
|---|---|---|---|
| UNS | G10380 | USA | Nächster Äquivalent zu AISI 1038 |
| AISI/SAE | 1038 | USA | Allgemein in Nordamerika verwendet |
| ASTM | A29/A29M | USA | Allgemeine Spezifikation für legierte Stähle |
| EN | 1.0402 | Europa | Geringfügige Zusammensetzungsunterschiede |
| DIN | C38 | Deutschland | Ähnliche Eigenschaften, aber unterschiedliche Anwendungen |
| JIS | S38C | Japan | Vergleichbar, aber mit leichten Variationen in der Zusammensetzung |
Die Unterschiede zwischen äquivalenten Graden können die Leistung beeinflussen, insbesondere in Bezug auf Härtbarkeit und Schweißbarkeit. Zum Beispiel, während AISI 1038 und EN 1.0402 ähnlich sind, kann letzterer aufgrund von Variationen in den Herstellungsprozessen leicht unterschiedliche mechanische Eigenschaften aufweisen.
Wichtige Eigenschaften
Chemische Zusammensetzung
| Element (Symbol und Name) | Prozentsatzbereich (%) |
|---|---|
| C (Kohlenstoff) | 0,35 - 0,42 |
| Mn (Mangan) | 0,60 - 0,90 |
| Si (Silizium) | 0,15 - 0,40 |
| P (Phosphor) | ≤ 0,040 |
| S (Schwefel) | ≤ 0,050 |
Die Hauptrolle von Kohlenstoff im 1038 Stahl besteht darin, die Härte und Festigkeit durch Wärmebehandlung zu erhöhen. Mangan trägt zur Härtbarkeit bei und verbessert die Zähigkeit des Stahls, während Silizium bei der Entgasung während des Stahlherstellungsprozesses hilft.
Mechanische Eigenschaften
| Eigenschaft | Zustand/Temperatur | Prüftemperatur | Typischer Wert/Bereich (metrisch) | Typischer Wert/Bereich (imperial) | Referenzstandard für Prüfmethoden |
|---|---|---|---|---|---|
| Zugfestigkeit | Geglüht | Raumtemperatur | 600 - 700 MPa | 87 - 102 ksi | ASTM E8 |
| Streckgrenze (0,2 % Offset) | Geglüht | Raumtemperatur | 350 - 450 MPa | 51 - 65 ksi | ASTM E8 |
| Dehnung | Geglüht | Raumtemperatur | 15 - 20% | 15 - 20% | ASTM E8 |
| Härte (Brinell) | Abgeschreckt & Anlassen | Raumtemperatur | 200 - 250 HB | 200 - 250 HB | ASTM E10 |
| Schlagfestigkeit | Abgeschreckt & Anlassen | -20°C (-4°F) | 30 - 50 J | 22 - 37 ft-lbf | ASTM E23 |
Die Kombination aus hoher Zug- und Streckgrenze macht 1038 Stahl geeignet für Anwendungen, die Widerstand gegen Verformung unter Last erfordern, wie in strukturellen Komponenten und Maschinenbauteilen.
Physikalische Eigenschaften
| Eigenschaft | Zustand/Temperatur | Wert (metrisch) | Wert (imperial) |
|---|---|---|---|
| Dichte | - | 7,85 g/cm³ | 0,284 lb/in³ |
| Schmelzpunkt | - | 1425 - 1540 °C | 2600 - 2800 °F |
| Wärmeleitfähigkeit | 20°C | 45 W/m·K | 31 BTU·in/ft²·h·°F |
| Spezifische Wärmekapazität | - | 0,46 kJ/kg·K | 0,11 BTU/lb·°F |
Die Dichte des 1038 Stahls trägt zu seinem Gewicht und seiner strukturellen Integrität bei, während sein Schmelzpunkt seine Eignung für Hochtemperaturanwendungen anzeigt. Die Wärmeleitfähigkeit ist signifikant für Anwendungen, die Wärmeübertragung beinhalten.
Korrosionsbeständigkeit
| Korrosives Mittel | Konzentration (%) | Temperatur (°C) | Widerstandsbewertung | Hinweise |
|---|---|---|---|---|
| Chloride | 3-5 | 25-60 | Ausreichend | Risiko von Lochfraß |
| Schwefelsäure | 10-20 | 25-50 | Schlecht | Nicht empfohlen |
Atmosph
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