1044 Stahl: Eigenschaften und wichtige Anwendungen
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1044 Stahl wird als ein mittelkohlenstoffhaltiger Legierungsstahl klassifiziert, der hauptsächlich für sein Gleichgewicht zwischen Festigkeit, Zähigkeit und Verschleißfestigkeit bekannt ist. Diese Stahlgüte enthält typischerweise einen Kohlenstoffgehalt von etwa 0,44 %, was zu seinen mechanischen Eigenschaften und der Gesamtleistung in verschiedenen Anwendungen beiträgt. Die Hauptlegierungselemente in 1044 Stahl sind Mangan, das die Härtbarkeit und Festigkeit verbessert, und Silizium, das die Entgasung während der Stahlherstellung verbessert.
Umfassende Übersicht
1044 Stahl wird weithin für seine Vielseitigkeit in der Ingenieuranwendung anerkannt. Sein mittlerer Kohlenstoffgehalt ermöglicht eine gute Kombination aus Festigkeit und Duktilität, was ihn geeignet für Komponenten macht, die sowohl Zähigkeit als auch Verschleißfestigkeit erfordern. Der Stahl zeigt eine ausgezeichnete Bearbeitbarkeit, was einen erheblichen Vorteil in den Fertigungsprozessen darstellt.
Vorteile:
- Festigkeit und Zähigkeit: 1044 Stahl bietet ein gutes Gleichgewicht zwischen Zugfestigkeit und Schlagfestigkeit, was ihn ideal für strukturelle Anwendungen macht.
- Bearbeitbarkeit: Diese Stahlgüte ist relativ einfach zu bearbeiten, was eine effiziente Produktion komplexer Teile ermöglicht.
- Wärmebehandlung: Er kann wärmebehandelt werden, um seine mechanischen Eigenschaften wie Härte und Festigkeit zu verbessern.
Beschränkungen:
- Korrosionsbeständigkeit: 1044 Stahl hat im Vergleich zu rostfreien Stählen eine begrenzte Korrosionsbeständigkeit, was ihn weniger geeignet für Anwendungen in korrosiven Umgebungen macht.
- Schweißbarkeit: Obwohl er geschweißt werden kann, sind Vorwärmen und Nachbehandlung oft notwendig, um Rissbildung zu vermeiden.
Historisch wurde 1044 Stahl in verschiedenen Industrien, einschließlich Automobil- und Maschinenbau, aufgrund seiner günstigen Eigenschaften eingesetzt. Zu seinen häufigen Anwendungen gehören Wellen, Zahnräder und andere Komponenten, die eine gute mechanische Leistung unter Belastung erfordern.
Alternative Namen, Standards und Äquivalente
| Standardorganisation | Bezeichnung/Güte | Land/Region des Ursprungs | Hinweise/Anmerkungen |
|---|---|---|---|
| UNS | G10440 | USA | Nächster Äquivalent zu AISI 1044 |
| AISI/SAE | 1044 | USA | Allgemein verwendete Bezeichnung |
| ASTM | A29/A29M | USA | Allgemeine Spezifikation für Kohlenstoffstahl |
| EN | C45E | Europa | Geringfügige Zusammensetzungsunterschiede |
| DIN | C45 | Deutschland | Ähnliche Eigenschaften, aber unterschiedliche Standards |
| JIS | S45C | Japan | Vergleichbare Güte mit leichten Variationen |
Die obige Tabelle hebt verschiedene Standards und Äquivalente für 1044 Stahl hervor. Bemerkenswerterweise werden C45E und S45C oft als äquivalent betrachtet, sie können jedoch geringfügige Unterschiede in der Zusammensetzung aufweisen, die die Leistung in bestimmten Anwendungen beeinflussen könnten. Beispielsweise kann der Mangangehalt variieren, was die Härtbarkeit beeinflusst.
Wichtige Eigenschaften
Chemische Zusammensetzung
| Element (Symbol und Name) | Prozentsatzbereich (%) |
|---|---|
| C (Kohlenstoff) | 0,40 - 0,48 |
| Mn (Mangan) | 0,60 - 0,90 |
| Si (Silizium) | 0,15 - 0,40 |
| P (Phosphor) | ≤ 0,040 |
| S (Schwefel) | ≤ 0,050 |
Die primären Legierungselemente in 1044 Stahl spielen entscheidende Rollen bei der Definition seiner Eigenschaften. Kohlenstoff ist entscheidend für Festigkeit und Härte, während Mangan die Härtbarkeit und Zähigkeit verbessert. Silizium trägt zur Entgasung während des Stahlherstellungsprozesses bei und verbessert die Gesamtqualität des Stahls.
Mechanische Eigenschaften
| Eigenschaft | Zustand/Temperatur | Prüftemperatur | Typischer Wert/Bereich (metrisch) | Typischer Wert/Bereich (imperial) | Referenzstandard für Prüfmethoden |
|---|---|---|---|---|---|
| Zugfestigkeit | Angeglüht | Raumtemperatur | 620 - 750 MPa | 90 - 110 ksi | ASTM E8 |
| Streckgrenze (0,2% Offset) | Angeglüht | Raumtemperatur | 350 - 450 MPa | 51 - 65 ksi | ASTM E8 |
| Dehnung | Angeglüht | Raumtemperatur | 15 - 20% | 15 - 20% | ASTM E8 |
| Härte (Brinell) | Angeglüht | Raumtemperatur | 170 - 210 HB | 170 - 210 HB | ASTM E10 |
| Schlagfestigkeit | Charpy (20°C) | 20°C | 30 - 50 J | 22 - 37 ft-lbf | ASTM E23 |
Die mechanischen Eigenschaften von 1044 Stahl machen ihn geeignet für Anwendungen, die hohe Festigkeit und Zähigkeit erfordern. Seine Zug- und Streckgrenzen sind für strukturelle Komponenten ausreichend, während seine Dehnung auf eine gute Duktilität hinweist, die eine Verformung ohne Bruch ermöglicht.
Physikalische Eigenschaften
| Eigenschaft | Zustand/Temperatur | Wert (metrisch) | Wert (imperial) |
|---|---|---|---|
| Dichte | Raumtemperatur | 7,85 g/cm³ | 0,284 lb/in³ |
| Schmelzpunkt | - | 1425 - 1540 °C | 2600 - 2800 °F |
| Wärmeleitfähigkeit | Raumtemperatur | 45 W/m·K | 31 BTU·in/(hr·ft²·°F) |
| Spezifische Wärmekapazität | Raumtemperatur | 0,46 kJ/kg·K | 0,11 BTU/lb·°F |
| Elektrische Widerstandsfähigkeit | Raumtemperatur | 0,0000017 Ω·m | 0,0000017 Ω·in |
Die Dichte von 1044 Stahl zeigt seine Masse pro Volumeneinheit, die typisch für mittelkohlenstoffhaltige Stähle ist. Der Schmelzpunkt ist
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