1055 Stahl: Eigenschaften und wichtige Anwendungsübersicht
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1055 Stahl wird als mittellegierter Kohlenstoffstahl klassifiziert, der hauptsächlich aus Eisen mit einem Kohlenstoffgehalt von etwa 0,55 % besteht. Diese Stahlgüte ist bekannt für ihre hervorragende Härte und Festigkeit, was sie für eine Vielzahl von Ingenieuranwendungen geeignet macht. Die Hauptlegierungselemente im 1055 Stahl umfassen Mangan, das die Härtbarkeit und Festigkeit verbessert, und Silizium, das die Entgasung und Festigkeit bei erhöhten Temperaturen verbessert.
Umfassende Übersicht
Die Eigenschaften von 1055 Stahl werden durch seinen mittleren Kohlenstoffgehalt definiert, der ein Gleichgewicht zwischen Duktilität und Festigkeit bietet. Er zeigt eine gute Verschleißfestigkeit und kann wärmebehandelt werden, um höhere Härtegrade zu erreichen. Die mechanischen Eigenschaften des Stahls machen ihn geeignet für Anwendungen, die hohe Festigkeit und Zähigkeit erfordern, wie Zahnräder, Wellen und verschiedene Maschinenkomponenten.
Vorteile:
- Hohe Festigkeit: 1055 Stahl bietet eine ausgezeichnete Zugfestigkeit, was ihn ideal für tragende Anwendungen macht.
- Gute Härtungsfähigkeit: Er kann wärmebehandelt werden, um die gewünschten Härtegrade zu erreichen, wodurch seine Verschleißfestigkeit erhöht wird.
- Vielseitige Anwendungen: Seine Eigenschaften ermöglichen den Einsatz in verschiedenen Branchen, einschließlich Automobil- und Fertigungsindustrie.
Beschränkungen:
- Schweißprobleme: Aufgrund seines Kohlenstoffgehalts kann 1055 Stahl schwierig zu schweißen sein, ohne Vorwärmen und Nachbehandlung.
- Brittleness bei hoher Härte: Wenn er gehärtet wird, kann er spröde werden, was unter bestimmten Bedingungen zu Versagen führen kann.
Historisch wurde 1055 Stahl in Anwendungen eingesetzt, in denen Festigkeit und Verschleißfestigkeit entscheidend sind, was ihn als zuverlässige Wahl in der Kategorie der mittel-Kohlenstoffstähle positioniert.
Alternative Namen, Standards und Äquivalente
| Standardorganisation | Bezeichnung/Grad | Land/Region des Ursprungs | Hinweise/Anmerkungen |
|---|---|---|---|
| UNS | G10550 | USA | Nächste Entsprechung zu AISI 1055 |
| AISI/SAE | 1055 | USA | Allgemein verwendete Bezeichnung |
| ASTM | A29/A29M | USA | Allgemeine Spezifikationen für Kohlenstoffstahl |
| EN | C55E | Europa | Geringfügige Zusammensetzungsunterschiede |
| JIS | S55C | Japan | Ähnliche Eigenschaften, aber unterschiedliche Standards |
Die obige Tabelle skizziert verschiedene Standards und Äquivalente für 1055 Stahl. Bemerkenswert ist, dass C55E und S55C als äquivalente Grade betrachtet werden, sie jedoch geringfügige Unterschiede in den mechanischen Eigenschaften und der chemischen Zusammensetzung aufweisen können, die die Leistung in bestimmten Anwendungen beeinflussen könnten.
Wichtige Eigenschaften
Chemische Zusammensetzung
| Element (Symbol und Name) | Prozentsatzbereich (%) |
|---|---|
| C (Kohlenstoff) | 0,50 - 0,60 |
| Mn (Mangan) | 0,60 - 0,90 |
| Si (Silizium) | 0,15 - 0,40 |
| P (Phosphor) | ≤ 0,04 |
| S (Schwefel) | ≤ 0,05 |
Die primären Legierungselemente im 1055 Stahl spielen entscheidende Rollen:
- Kohlenstoff (C): Erhöht Härte und Festigkeit durch Wärmebehandlung.
- Mangan (Mn): Verbessert Härtbarkeit und Zugfestigkeit.
- Silizium (Si): Wirkt als Entgasungsmittel und trägt zur Festigkeit bei erhöhten Temperaturen bei.
Mechanische Eigenschaften
| Eigenschaft | Zustand/Temperatur | Typischer Wert/Bereich (metrisch) | Typischer Wert/Bereich (imperial) | Referenzstandard für Prüfmethoden |
|---|---|---|---|---|
| Zugfestigkeit | Geglüht | 620 - 850 MPa | 90 - 123 ksi | ASTM E8 |
| Streckgrenze (0,2 % Offset) | Geglüht | 350 - 550 MPa | 51 - 80 ksi | ASTM E8 |
| Elongation | Geglüht | 15 - 20 % | 15 - 20 % | ASTM E8 |
| Härte | Abgeschreckt & Anlasst | 50 - 55 HRC | 500 - 550 HB | ASTM E18 |
| Schlagfestigkeit | -40 °C | 30 - 50 J | 22 - 37 ft-lbf | ASTM E23 |
Die mechanischen Eigenschaften von 1055 Stahl machen ihn geeignet für Anwendungen, die hohe Festigkeit und Zähigkeit erfordern. Seine Zugfestigkeit und Streckgrenze zeigen seine Fähigkeit, signifikante Lasten zu tragen, während der Prozentsatz der Dehnung seine Duktilität widerspiegelt, die eine gewisse Verformung vor dem Versagen ermöglicht.
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/(hr·ft²·°F) |
| Spezifische Wärmekapazität | - | 0,46 kJ/kg·K | 0,11 BTU/lb·°F |
| Elektrische Widerstandsfähigkeit | - | 0,0006 Ω·m | 0,00002 Ω·in |
Wichtige physikalische Eigenschaften von 1055 Stahl, wie seine Dichte und Schmelzpunkt, sind bedeutend für Anwendungen in hochtemperaturbelasteten Umgebungen. Die Wärmeleitfähigkeit zeigt seine Fähigkeit, Wärme abzuleiten, was in Anwendungen, in denen das Wärmemanagement entscheidend ist, von Bedeutung ist.
Korrosionsbeständigkeit
| Korrsives Mittel | Konzentration (%) | Temperatur (°C/°F) | Widerstandsbewertung | Hinweise |
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