1080 Stahl: Eigenschaften und wichtige Anwendungen erklärt
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1080 Stahl wird als ein Stahl mit mittlerem Kohlenstoff klassifiziert, der hauptsächlich aus Eisen mit einem Kohlenstoffgehalt von etwa 0,78 % bis 0,88 % besteht. Diese Stahlgüte ist Teil des AISI/SAE-Klassifizierungssystems und ist bekannt für ihre hervorragende Härte und Festigkeit, was sie für eine Vielzahl von Anwendungen geeignet macht. Das primäre Legierungselement in 1080 Stahl ist Kohlenstoff, der einen erheblichen Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften hat, insbesondere auf die Härte und Zugfestigkeit.
Umfassende Übersicht
1080 Stahl zeichnet sich durch seinen hohen Kohlenstoffgehalt aus, der ihm eine einzigartige Kombination aus Festigkeit, Härte und Verschleißfestigkeit verleiht. Diese Stahlgüte wird häufig in Anwendungen eingesetzt, die hohe Festigkeit und Zähigkeit erfordern, wie z. B. in der Herstellung von Werkzeugen, Klingen und Federn. Seine Fähigkeit, wärmebehandelt zu werden, ermöglicht es ihm, eine breite Palette von Härtegraden zu erreichen, was ihn vielseitig für verschiedene ingenieurtechnische Anwendungen macht.
Vorteile von 1080 Stahl:
- Hohe Härte: Der Kohlenstoffgehalt ermöglicht hohe Härtegrade, was ihn ideal für Schneidwerkzeuge und verschleißfeste Anwendungen macht.
- Gute Festigkeit: Er zeigt eine ausgezeichnete Zugfestigkeit, die in strukturellen Anwendungen von Vorteil ist.
- Wärmebehandelbarkeit: 1080 Stahl kann wärmebehandelt werden, um seine mechanischen Eigenschaften zu verbessern, was eine Anpassung an spezifische Anwendungsbedürfnisse ermöglicht.
Beschränkungen von 1080 Stahl:
- Brittleness: Bei höheren Härtegraden kann 1080 Stahl spröde werden, was zu Versagen unter Stoßbelastung führen kann.
- Korrosionsanfälligkeit: Er weist im Vergleich zu rostfreien Stählen eine geringe Korrosionsbeständigkeit auf, was in korrosiven Umgebungen Schutzbeschichtungen oder -behandlungen erforderlich macht.
- Schweißprobleme: Der hohe Kohlenstoffgehalt kann die Schweißprozesse komplizieren, was eine sorgfältige Berücksichtigung von Füllmaterialien und Techniken erfordert.
Historisch gesehen wurde 1080 Stahl in verschiedenen Industrien, insbesondere in der Werkzeugherstellung und in der Automobilindustrie, aufgrund seiner günstigen mechanischen Eigenschaften eingesetzt. Seine Marktposition bleibt stark, insbesondere in Sektoren, in denen Hochleistungsmaterialien unerlässlich sind.
Alternative Namen, Standards und Äquivalente
| Standardorganisation | Bezeichnung/Güte | Land/Region des Ursprungs | Hinweise/Anmerkungen |
|---|---|---|---|
| UNS | G10800 | USA | Nächster Äquivalent zu AISI 1080 |
| AISI/SAE | 1080 | USA | Häufig in der Werkzeugherstellung verwendet |
| ASTM | A108 | USA | Standard-Spezifikation für kaltveredelte Kohlenstoffstahlstäbe |
| EN | C75 | Europa | Ähnliche Eigenschaften, aber mit geringfügigen Zusammensetzungsunterschieden |
| JIS | S45C | Japan | Vergleichbare Güte mit leichten Variationen im Kohlenstoffgehalt |
Die obige Tabelle skizziert verschiedene Standards und Äquivalente für 1080 Stahl. Bemerkenswert ist, dass, während Güten wie C75 und S45C ähnlich sind, sie geringfügige Unterschiede in der Zusammensetzung aufweisen können, die die Leistung in bestimmten Anwendungen beeinflussen können. Zum Beispiel könnte S45C einen etwas niedrigeren Kohlenstoffgehalt haben, was seine Härte und Verschleißfestigkeit beeinflussen könnte.
Wichtige Eigenschaften
Chemische Zusammensetzung
| Element (Symbol und Name) | Prozentsatzbereich (%) |
|---|---|
| C (Kohlenstoff) | 0,78 - 0,88 |
| Mn (Mangan) | 0,60 - 0,90 |
| P (Phosphor) | ≤ 0,04 |
| S (Schwefel) | ≤ 0,05 |
| Si (Silizium) | ≤ 0,40 |
Das primäre Legierungselement in 1080 Stahl ist Kohlenstoff, der eine entscheidende Rolle bei der Bestimmung seiner Härte und Festigkeit spielt. Mangan wird hinzugefügt, um die Härtbarkeit und Zugfestigkeit zu verbessern, während Phosphor und Schwefel in minimalen Mengen vorhanden sind, um Sprödigkeit zu vermeiden. Silizium kann die Festigkeit und Entgasung während der Stahlherstellung verbessern.
Mechanische Eigenschaften
| Eigenschaft | Zustand/Temperatur | Typischer Wert/Bereich (metrisch) | Typischer Wert/Bereich (imperial) | Referenzstandard für Prüfmethoden |
|---|---|---|---|---|
| Zugfestigkeit | Angeglüht | 620 - 850 MPa | 90 - 123 ksi | ASTM E8 |
| Streckgrenze (0,2 % Offset) | Angeglüht | 350 - 600 MPa | 51 - 87 ksi | ASTM E8 |
| Dehnung | Angeglüht | 15 - 20 % | 15 - 20 % | ASTM E8 |
| Härte (Rockwell C) | Abgeschreckt & Vergütet | 50 - 60 HRC | 50 - 60 HRC | ASTM E18 |
| Schlagfestigkeit (Charpy) | -40 °C | 20 - 30 J | 15 - 22 ft-lbf | ASTM E23 |
Die mechanischen Eigenschaften von 1080 Stahl machen ihn geeignet für Anwendungen, die hohe Festigkeit und Zähigkeit erfordern. Seine Zugfestigkeit und Streckgrenze zeigen seine Fähigkeit, signifikante Lasten zu widerstehen, während die Härtewerte seine Verschleißfestigkeit widerspiegeln. Die Schlagfestigkeit bei niedrigen Temperaturen zeigt seine Leistung unter dynamischen Belastungsbedingungen.
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 | 25 °C | 50 W/m·K | 34,5 BTU·in/h·ft²·°F |
| Spezifische Wärmekapazität | 25 °C | 0,49 kJ/kg·K | 0,12 BTU/lb·°F |
| Elektrische Widerstandsfähigkeit | 20 °C | 0,0006 Ω·m | 0,00001 Ω·in |