10B22 Stahl: Eigenschaften und wichtige Anwendungen
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10B22-Stahl ist ein mittellegierter Kohlenstoffstahl, der in die Kategorie der niedriglegierten Stähle fällt. Er zeichnet sich hauptsächlich durch seine Zusammensetzung aus, die einen signifikanten Anteil an Kohlenstoff (ungefähr 0,20 % bis 0,25 %) und einen kleinen Prozentsatz an Bor (rund 0,001 % bis 0,003 %) umfasst. Das Vorhandensein von Bor verbessert die Härte, was ihn für verschiedene ingenieurtechnische Anwendungen geeignet macht.
Umfassende Übersicht
Die Hauptlegierungselemente im 10B22-Stahl sind Kohlenstoff, Mangan und Bor. Kohlenstoff ist entscheidend für die Erhöhung der Härte und Festigkeit, während Mangan die Zähigkeit und Härte verbessert. Bor, obwohl nur in Spuren vorhanden, erhöht die Härte des Stahls erheblich, sodass er höhere Festigkeitsniveaus durch Wärmebehandlungsprozesse erreichen kann.
Wesentliche Eigenschaften:
- Festigkeit und Härte: 10B22 weist eine gute Zugfestigkeit und Härte auf, was ihn für Anwendungen geeignet macht, die Haltbarkeit erfordern.
- Schweißbarkeit: Diese Stahlgüte hat eine moderate Schweißbarkeit, die durch ordnungsgemäßes Vorwärmen und Nachbehandeln verbessert werden kann.
- Bearbeitbarkeit: Er bietet eine angemessene Bearbeitbarkeit, obwohl darauf geachtet werden muss, eine Verfestigung während der Bearbeitung zu vermeiden.
Vorteile:
- Hohe Festigkeit-zu-Gewicht-Verhältnis.
- Verbesserte Härte aufgrund des Bor-Gehalts.
- Gute Verschleißfestigkeit.
Beschränkungen:
- Eingeschränkte Korrosionsbeständigkeit im Vergleich zu rostfreien Stählen.
- Erfordert sorgfältige Handhabung beim Schweißen, um Rissbildung zu vermeiden.
Historisch wurde 10B22 in verschiedenen Anwendungen eingesetzt, insbesondere in der Automobil- und Maschinenbauindustrie, wo seine mechanischen Eigenschaften voll ausgeschöpft werden können.
Alternative Namen, Standards und Äquivalente
| Standardorganisation | Bezeichnung/Grad | Land/Region des Ursprungs | Hinweise/Anmerkungen |
|---|---|---|---|
| UNS | G10200 | USA | Nächster Äquivalent zu AISI 1020 |
| AISI/SAE | 1020 | USA | Geringfügige Zusammensetzungsunterschiede |
| ASTM | A29/A29M | USA | Allgemeine Spezifikation für Kohlenstoffstahl |
| EN | 1.0402 | Europa | Äquivalent zu 10B22 mit geringfügigen Variationen |
| JIS | S20C | Japan | Ähnliche Eigenschaften, aber unterschiedliche Anwendungen |
Die Unterschiede zwischen diesen Güten können die Auswahl basierend auf spezifischen Anwendungsanforderungen, wie Schweißbarkeit und Härte, beeinflussen.
Wesentliche Eigenschaften
Chemische Zusammensetzung
| Element (Symbol und Name) | Prozentsatzbereich (%) |
|---|---|
| C (Kohlenstoff) | 0,20 - 0,25 |
| Mn (Mangan) | 0,60 - 0,90 |
| B (Bor) | 0,001 - 0,003 |
| Si (Silizium) | 0,15 - 0,40 |
| P (Phosphor) | ≤ 0,04 |
| S (Schwefel) | ≤ 0,05 |
Die Hauptrolle von Kohlenstoff im 10B22-Stahl besteht darin, die Härte und Zugfestigkeit zu erhöhen. Mangan trägt zur Verbesserung der Zähigkeit und Härte bei, während Bor die Härte erheblich erhöht, was eine bessere Leistung unter wärmebehandelten Bedingungen ermöglicht.
Mechanische Eigenschaften
| Eigenschaft | Zustand/Temperatur | Prüftemperatur | Typischer Wert/Bereich (metrisch) | Typischer Wert/Bereich (imperial) | Referenzstandard für Prüfmethoden |
|---|---|---|---|---|---|
| Zugfestigkeit | Angeglüht | Raumtemperatur | 490 - 620 MPa | 71 - 90 ksi | ASTM E8 |
| Streckgrenze (0,2 % Offset) | Angeglüht | Raumtemperatur | 310 - 450 MPa | 45 - 65 ksi | ASTM E8 |
| Dehnung | Angeglüht | Raumtemperatur | 20 - 25 % | 20 - 25 % | ASTM E8 |
| Härte (Brinell) | Angeglüht | Raumtemperatur | 150 - 200 HB | 150 - 200 HB | ASTM E10 |
| Schlagfestigkeit (Charpy) | Raumtemperatur | -20 °C | 30 - 50 J | 22 - 37 ft-lbf | ASTM E23 |
Die Kombination dieser mechanischen Eigenschaften macht 10B22-Stahl geeignet für Anwendungen, die gute Festigkeit und Zähigkeit erfordern, insbesondere unter dynamischen Belastungsbedingungen.
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 | 50 W/m·K | 34,5 BTU·in/h·ft²·°F |
| Spezifische Wärmekapazität | Raumtemperatur | 460 J/kg·K | 0,11 BTU/lb·°F |
| Elektrische Widerstandsfähigkeit | Raumtemperatur | 0,0000017 Ω·m | 0,0000017 Ω·in |
Die Dichte und der Schmelzpunkt von 10B22-Stahl zeigen seine Robustheit, während Wärmeleitfähigkeit und spezifische Wärmekapazität entscheidend für Anwendungen sind, die Wärmebehandlungsprozesse beinhalten.
Korrosionsbeständigkeit
| Korrosives Mittel | Konzentration (%) | Temperatur (°C/°F) | Widerstandsbewertung | Hinweise |
|---|---|---|---|---|
| Atmosphärisch | - | - | Ausreichend | Empfindlich gegenüber Rost |