10B33 Stahl: Eigenschaften und wichtige Anwendungen
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10B33-Stahl ist ein mittellegierter Kohlenstoffstahl, der hauptsächlich in Anwendungen eingesetzt wird, die eine gute Verschleißfestigkeit und Zähigkeit erfordern. Er wird als niedriglegierter Stahl klassifiziert, wobei seine Hauptlegierungselemente Mangan, Chrom und Molybdän sind. Diese Elemente tragen erheblich zu den mechanischen Eigenschaften des Stahls bei und verbessern seine Festigkeit, Härte und Verschleißfestigkeit.
Umfassende Übersicht
10B33-Stahl zeichnet sich durch seine ausgewogene Zusammensetzung aus, die eine Kombination aus Festigkeit und Verformbarkeit bietet. Die Anwesenheit von Mangan verbessert die Härtbarkeit und Zugfestigkeit, während Chrom die Korrosionsbeständigkeit und die allgemeine Zähigkeit erhöht. Molybdän trägt zur Fähigkeit des Stahls bei, hohen Temperaturen standzuhalten, und erhöht seine Festigkeit bei erhöhten Temperaturen.
Vorteile:
- Hohe Festigkeit und Zähigkeit: 10B33 weist hervorragende mechanische Eigenschaften auf, die ihn für anspruchsvolle Anwendungen geeignet machen.
- Verschleißfestigkeit: Die Legierungselemente bieten eine verbesserte Verschleißfestigkeit, was ihn ideal für Komponenten macht, die Reibung und Abrieb ausgesetzt sind.
- Vielseitigkeit: Er kann in verschiedenen Anwendungen eingesetzt werden, einschließlich Automobil-, Maschinen- und Strukturkomponenten.
Einschränkungen:
- Schweißbarkeit: Obwohl er geschweißt werden kann, muss besondere Vorsicht walten, um Rissbildung aufgrund seines Kohlenstoffgehalts zu vermeiden.
- Korrosionsbeständigkeit: Im Vergleich zu rostfreien Stählen hat 10B33 eine begrenzte Korrosionsbeständigkeit, was in bestimmten Umgebungen Schutzbeschichtungen erforderlich machen kann.
Historisch wurde 10B33 in verschiedenen Ingenieuranwendungen eingesetzt, insbesondere in der Automobil- und Fertigungsindustrie, wo seine mechanischen Eigenschaften hoch geschätzt werden.
Alternative Namen, Standards und Äquivalente
| Standardorganisation | Bezeichnung/Grad | Land/Region des Ursprungs | Hinweise/Anmerkungen |
|---|---|---|---|
| UNS | G10330 | USA | Nächster Äquivalent zu AISI 1030 |
| AISI/SAE | 1030 | USA | Geringfügige Zusammensetzungsunterschiede |
| ASTM | A29/A29M | USA | Allgemeine Spezifikation für legierte Stähle |
| EN | 1.0503 | Europa | Ähnliche Eigenschaften, verwendet in europäischen Anwendungen |
| JIS | S45C | Japan | Vergleichbarer Grad mit leichten Variationen in der Zusammensetzung |
Die Unterschiede zwischen diesen äquivalenten Graden können die Leistung beeinflussen, insbesondere in Bezug auf Härtbarkeit und Zähigkeit. Zum Beispiel, während AISI 1030 und 10B33 einen ähnlichen Kohlenstoffgehalt aufweisen, verbessert die Anwesenheit von Bor in 10B33 seine Härtbarkeit, was ihn für bestimmte Anwendungen geeigneter macht.
Wichtige Eigenschaften
Chemische Zusammensetzung
| Element (Symbol und Name) | Prozentsatzbereich (%) |
|---|---|
| C (Kohlenstoff) | 0.28 - 0.34 |
| Mn (Mangan) | 0.60 - 0.90 |
| Cr (Chrom) | 0.40 - 0.60 |
| Mo (Molybdän) | 0.15 - 0.25 |
| Si (Silizium) | 0.15 - 0.40 |
| P (Phosphor) | ≤ 0.035 |
| S (Schwefel) | ≤ 0.035 |
Die Hauptrolle der wichtigen Legierungselemente in 10B33 umfasst:
- Kohlenstoff (C): Erhöht die Härte und Festigkeit durch Wärmebehandlung.
- Mangan (Mn): Verbessert die Härtbarkeit und Zugfestigkeit.
- Chrom (Cr): Verbessert die Korrosionsbeständigkeit und Zähigkeit.
- Molybdän (Mo): Erhöht die Festigkeit bei erhöhten Temperaturen und verbessert die Härtbarkeit.
Mechanische Eigenschaften
| Eigenschaft | Zustand/Temperatur | Prüftemperatur | Typischer Wert/Bereich (metrisch) | Typischer Wert/Bereich (imperial) | Referenzstandard für Prüfmethoden |
|---|---|---|---|---|---|
| Zugfestigkeit | Angeglüht | Raumtemperatur | 600 - 700 MPa | 87 - 102 ksi | ASTM E8 |
| Streckgrenze (0.2% Offset) | Angeglüht | Raumtemperatur | 350 - 450 MPa | 51 - 65 ksi | ASTM E8 |
| Dehnung | Angeglüht | Raumtemperatur | 20 - 25% | 20 - 25% | ASTM E8 |
| Härte (Brinell) | Angeglüht | Raumtemperatur | 170 - 210 HB | 170 - 210 HB | ASTM E10 |
| Schlagfestigkeit (Charpy) | Angeglüht | -20°C | 30 - 50 J | 22 - 37 ft-lbf | ASTM E23 |
Die Kombination dieser mechanischen Eigenschaften macht 10B33-Stahl geeignet für Anwendungen, die hohe Festigkeit und Zähigkeit erfordern, wie Zahnräder, Wellen und andere Strukturkomponenten. Seine Fähigkeit, mechanischen Belastungen standzuhalten und die strukturelle Integrität unter Stress aufrechtzuerhalten, ist in Ingenieuranwendungen entscheidend.
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 | 29 BTU·in/(hr·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 |
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