1084 Stahl: Eigenschaften und wichtige Anwendungen
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1084 Stahl wird als ein mittellegierter Kohlenstoffstahl klassifiziert, der hauptsächlich aus Eisen mit einem Kohlenstoffgehalt von etwa 0,84 % besteht. Diese Stahlgüte ist bekannt für ihre hervorragende Härte und Verschleißfestigkeit, was sie für eine Vielzahl von Anwendungen geeignet macht, insbesondere in der Herstellung von Werkzeugen und Komponenten, die hohe Festigkeit und Haltbarkeit erfordern. Die Hauptlegierungselemente im 1084 Stahl sind Kohlenstoff (C), Mangan (Mn) und Silizium (Si), die jeweils zu seinen Gesamteigenschaften beitragen.
Umfassende Übersicht
Die Eigenschaften des 1084 Stahls werden durch seinen Kohlenstoffgehalt definiert, der bei ordnungsgemäßer Wärmebehandlung eine signifikante Härte und Festigkeit bietet. Das Vorhandensein von Mangan verbessert die Härtbarkeit und erhöht die Zähigkeit, während Silizium zur Entgasung während der Stahlherstellung beiträgt und die Festigkeit verbessern kann.
Vorteile von 1084 Stahl:
- Hohe Härte und Verschleißfestigkeit: Ideal für Anwendungen, die Haltbarkeit erfordern.
- Gute Zähigkeit: Geeignet für schlagfeste Anwendungen.
- Vielseitige Wärmebehandlungsoptionen: Kann durch Abschrecken und Anlassen gehärtet werden.
Beschränkungen von 1084 Stahl:
- Begrenzte Korrosionsbeständigkeit: Nicht geeignet für Umgebungen mit hohem Korrosionspotenzial ohne schützende Beschichtungen.
- Brittleness bei hohen Härtegraden: Kann spröde werden, wenn es überhärtet wird, was zu potenziellen Ausfällen unter Stress führen kann.
Historisch wurde 1084 Stahl in verschiedenen Anwendungen eingesetzt, darunter Messerherstellung, Automobilkomponenten und Maschinenbauteile, aufgrund seines günstigen Verhältnisses von Härte und Zähigkeit. Seine Position auf dem Markt ist gut etabliert, insbesondere bei Werkzeugherstellern und Schmieden.
Alternative Namen, Standards und Äquivalente
| Standardorganisation | Bezeichnung/Grad | Land/Region des Ursprungs | Hinweise/Anmerkungen |
|---|---|---|---|
| UNS | G10840 | USA | Nächster Äquivalent zu AISI 1084 |
| AISI/SAE | 1084 | USA | Häufig in der Werkzeugherstellung verwendet |
| ASTM | A829 | USA | Standard-Spezifikation für legierte Stähle |
| EN | 1.0718 | Europa | Geringfügige Zusammensetzungsunterschiede |
| JIS | S45C | Japan | Ähnliche Eigenschaften, aber niedrigerer Kohlenstoffgehalt |
Die Unterschiede zwischen äquivalenten Graden können die Leistung erheblich beeinflussen. Während S45C einen niedrigeren Kohlenstoffgehalt hat, erreicht es möglicherweise nicht die gleiche Härte wie 1084 bei der Wärmebehandlung, was es weniger geeignet für hochverschleißfeste Anwendungen macht.
Wichtige Eigenschaften
Chemische Zusammensetzung
| Element (Symbol und Name) | Prozentsatzbereich (%) |
|---|---|
| C (Kohlenstoff) | 0,80 - 0,88 |
| Mn (Mangan) | 0,60 - 0,90 |
| Si (Silizium) | 0,15 - 0,40 |
| P (Phosphor) | ≤ 0,04 |
| S (Schwefel) | ≤ 0,05 |
Die Hauptrolle von Kohlenstoff im 1084 Stahl besteht darin, die Härte und Festigkeit durch Wärmebehandlung zu erhöhen. Mangan verbessert die Härtbarkeit und Zähigkeit, während Silizium bei der Entgasung hilft und zur Gesamtfestigkeit beiträgt.
Mechanische Eigenschaften
| Eigenschaft | Zustand/Temperatur | Typischer Wert/Bereich (metrisch) | Typischer Wert/Bereich (imperial) | Referenzstandard für Prüfmethoden |
|---|---|---|---|---|
| Zugfestigkeit | Abgeschreckt & Anlassen | 850 - 1000 MPa | 123 - 145 ksi | ASTM E8 |
| Streckgrenze (0,2 % Offset) | Abgeschreckt & Anlassen | 600 - 800 MPa | 87 - 116 ksi | ASTM E8 |
| Dehnung | Abgeschreckt & Anlassen | 10 - 15 % | 10 - 15 % | ASTM E8 |
| Härte (Rockwell C) | Abgeschreckt & Anlassen | 58 - 65 HRC | 58 - 65 HRC | ASTM E18 |
| Schlagfestigkeit (Charpy) | Raumtemperatur | 20 - 30 J | 15 - 22 ft-lbf | ASTM E23 |
Die Kombination aus hoher Zug- und Streckfestigkeit sowie guter Zähigkeit macht 1084 Stahl geeignet für Anwendungen, die Widerstand gegen mechanische Belastungen und strukturelle Integrität erfordern, wie in der Werkzeugherstellung und bei Automobilkomponenten.
Physikalische Eigenschaften
| Eigenschaft | Zustand/Temperatur | Wert (metrisch) | Wert (imperial) |
|---|---|---|---|
| Dichte | Raumtemperatur | 7,85 g/cm³ | 0,284 lb/in³ |
| Schmelzpunkt/-bereich | - | 1425 - 1540 °C | 2600 - 2800 °F |
| Wärmeleitfähigkeit | Raumtemperatur | 46 W/m·K | 32,0 BTU·in/(hr·ft²·°F) |
| Spezifische Wärmekapazität | Raumtemperatur | 0,49 kJ/kg·K | 0,12 BTU/lb·°F |
| Elektrische Widerstandsfähigkeit | Raumtemperatur | 0,0000015 Ω·m | 0,0000009 Ω·in |
Wichtige physikalische Eigenschaften wie Dichte und Schmelzpunkt sind entscheidend für Anwendungen in hochtemperaturbelasteten Umgebungen. Der Wert der Wärmeleitfähigkeit zeigt, dass 1084 Stahl Wärme effektiv ableiten kann, was ihn für Anwendungen geeignet macht, bei denen das Wärmemanagement entscheidend ist.
Korrosionsbeständigkeit
| Korrosives Mittel | Konzentration (%) | Temperatur (°C) | Widerstandsbewertung | Hinweise |
|---|---|---|---|---|
| Chloride | 3 - 10 | 20 - 60 | Ausreichend | Empfindlich gegenüber
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