1075 Stahl: Eigenschaften und wichtige Anwendungen
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1075 Stahl wird als ein Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt klassifiziert, der hauptsächlich aus Eisen mit einem Kohlenstoffgehalt von etwa 0,75 % besteht. Diese Klasse fällt innerhalb des AISI/SAE-Klassifizierungssystems, das Stähle basierend auf ihrem Kohlenstoffgehalt und den Legierungselementen kategorisiert. Das Hauptlegierungselement in 1075 Stahl ist Kohlenstoff, der erheblichen Einfluss auf die Härte, Festigkeit und Verschleißfestigkeit hat.
Umfassende Übersicht
1075 Stahl ist bekannt für seine hervorragende Härte und Verschleißfestigkeit, was ihn zu einer beliebten Wahl für Anwendungen macht, die hohe Festigkeit und Haltbarkeit erfordern. Der mittlere Kohlenstoffgehalt ermöglicht eine gute Härtbarkeit, die Fähigkeit, den Stahl durch Wärmebehandlungsprozesse zu härten. Diese Stahlklasse wird häufig in der Herstellung von Werkzeugen, Klingen und Federn verwendet, wo hohe Zugfestigkeit und Widerstand gegen Verformung entscheidend sind.
Vorteile von 1075 Stahl:
- Hohe Härte: Der Kohlenstoffgehalt trägt zu einem hohen Härtegrad bei, was ihn für Schneidwerkzeuge und verschleißfeste Anwendungen geeignet macht.
- Gute Verschleißfestigkeit: Seine Fähigkeit, Verschleiß zu widerstehen, macht ihn ideal für Anwendungen wie Messer und Federn.
- Vielseitige Wärmebehandlung: 1075 Stahl kann wärmebehandelt werden, um die gewünschten mechanischen Eigenschaften zu erreichen, was seine Leistung in verschiedenen Anwendungen verbessert.
Beschränkungen von 1075 Stahl:
- Brittleness: Ein höherer Kohlenstoffgehalt kann zu erhöhter Sprödigkeit führen, insbesondere wenn er nicht ordnungsgemäß wärmebehandelt wird.
- Begrenzte Korrosionsbeständigkeit: Im Vergleich zu rostfreien Stählen hat 1075 Stahl eine geringere Korrosionsbeständigkeit, was seine Verwendung in bestimmten Umgebungen einschränken kann.
- Schwierige Bearbeitbarkeit: Die Härte von 1075 Stahl kann die Bearbeitung erschweren, was spezielle Werkzeuge und Techniken erfordert.
Historisch gesehen wurde 1075 Stahl in verschiedenen Anwendungen eingesetzt, insbesondere in der Produktion von Messern und Werkzeugen, aufgrund seines Gleichgewichts zwischen Härte und Zähigkeit. Seine Marktposition ist gut etabliert, insbesondere unter Herstellern von Hochleistungs-Schneidwerkzeugen.
Alternative Namen, Standards und Äquivalente
| Standardorganisation | Bezeichnung/Klasse | Land/Region des Ursprungs | Hinweise/Anmerkungen |
|---|---|---|---|
| UNS | G10750 | USA | Nächster Äquivalent zu AISI 1075 |
| AISI/SAE | 1075 | USA | Häufig verwendet für die Werkzeugherstellung |
| ASTM | A681 | USA | Spezifikation für Werkzeugstähle |
| EN | C75 | Europa | Ähnliche Eigenschaften, kann aber unterschiedliche Anwendungen haben |
| JIS | S75C | Japan | Geringfügige Zusammensetzungsunterschiede zu beachten |
Die obige Tabelle skizziert verschiedene Standards und Äquivalente für 1075 Stahl. Bemerkenswert ist, dass während Klassen wie C75 und S75C ähnliche mechanische Eigenschaften haben können, sie sich in ihren spezifischen Anwendungen und Wärmebehandlungsprozessen unterscheiden können, was die Leistung in der praktischen Anwendung beeinflussen kann.
Wichtige Eigenschaften
Chemische Zusammensetzung
| Element (Symbol und Name) | Prozentsatzbereich (%) |
|---|---|
| C (Kohlenstoff) | 0,70 - 0,80 |
| Mn (Mangan) | 0,60 - 0,90 |
| Si (Silizium) | 0,15 - 0,40 |
| P (Phosphor) | ≤ 0,04 |
| S (Schwefel) | ≤ 0,05 |
Die Hauptlegierungselemente in 1075 Stahl umfassen Kohlenstoff, Mangan und Silizium. Kohlenstoff ist entscheidend für die Erhöhung der Härte und Festigkeit, während Mangan die Härtbarkeit und Zähigkeit verbessert. Silizium trägt zur Entgasung während der Stahlherstellung bei und kann die Festigkeit und Härte verbessern.
Mechanische Eigenschaften
| Eigenschaft | Zustand/Temperatur | Testtemperatur | Typischer Wert/Bereich (metrisch) | Typischer Wert/Bereich (imperial) | Referenzstandard für Testmethode |
|---|---|---|---|---|---|
| Zugfestigkeit | Abgeschreckt & Vergütet | Raumtemperatur | 600 - 850 MPa | 87 - 123 ksi | ASTM E8 |
| Streckgrenze (0,2 % Offset) | Abgeschreckt & Vergütet | Raumtemperatur | 400 - 600 MPa | 58 - 87 ksi | ASTM E8 |
| Dehnung | Abgeschreckt & Vergütet | Raumtemperatur | 10 - 15 % | 10 - 15 % | ASTM E8 |
| Härte (Rockwell C) | Abgeschreckt & Vergütet | Raumtemperatur | 50 - 60 HRC | 50 - 60 HRC | ASTM E18 |
| Schlagfestigkeit | Abgeschreckt & Vergütet | -20 °C | 20 - 30 J | 15 - 22 ft-lbf | ASTM E23 |
Die mechanischen Eigenschaften von 1075 Stahl machen ihn geeignet für Anwendungen, die hohe Festigkeit und Zähigkeit erfordern. Die Kombination aus hoher Zug- und Streckgrenze sowie angemessener Dehnung ermöglicht eine effektive Leistung unter mechanischer Belastung. Die Härtewerte zeigen seine Eignung für verschleißfeste Anwendungen an.
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/h·ft²·°F |
| Spezifische Wärmekapazität | Raumtemperatur | 0,46 kJ/kg·K | 0,11 BTU/lb·°F |
| Elektrische Widerstandsfähigkeit | Raumtemperatur | 0,0006 Ω·m | 0,00001 Ω·in |