10Cr15CoMoV-Stahl: Eigenschaften und wichtige Anwendungen
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10Cr15CoMoV-Stahl ist ein hochleistungsfähiger Legierungsstahl, der hauptsächlich als mittelkohlenstoffhaltiger Legierungsstahl klassifiziert wird. Diese Stahlgüte ist bekannt für ihre einzigartige Kombination von Legierungselementen, zu denen Chrom (Cr), Kobalt (Co), Molybdän (Mo) und Vanadium (V) gehören. Diese Elemente verbessern die mechanischen Eigenschaften des Stahls erheblich und machen ihn für anspruchsvolle Anwendungen in verschiedenen Industrien geeignet.
Umfassende Übersicht
10Cr15CoMoV-Stahl zeichnet sich durch seine hervorragende Härtbarkeit, hohe Festigkeit und gute Zähigkeit aus, insbesondere bei erhöhten Temperaturen. Die primären Legierungselemente tragen zu seiner Gesamtleistung bei:
- Chrom (Cr): Erhöht Härte, Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit.
- Kobalt (Co): Verbessert die Hochtemperaturfestigkeit und Stabilität.
- Molybdän (Mo): Erhöht die Härtbarkeit und den Verschleißwiderstand.
- Vanadium (V): Verfeinert die Kornstruktur und verbessert Zähigkeit und Festigkeit.
Die Vorteile von 10Cr15CoMoV-Stahl umfassen sein hohes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht, hervorragende Verschleißfestigkeit und gute Ermüdungsfestigkeit, was ihn ideal für Anwendungen wie Turbinenkomponenten, Hochleistungsgetriebe und andere kritische Strukturkomponenten macht. Er hat jedoch auch Einschränkungen, einschließlich geringerer Schweißbarkeit im Vergleich zu anderen Stählen und potenzieller Sprödigkeit unter bestimmten Bedingungen.
Historisch gesehen war diese Stahlgüte in der Luft- und Raumfahrt sowie in der Automobilindustrie von Bedeutung, wo Leistung und Zuverlässigkeit von größter Bedeutung sind. Seine Marktposition ist relativ spezialisiert und richtet sich eher an hochgradige Anwendungen als an den allgemeinen Gebrauch.
Alternative Namen, Standards und Äquivalente
| Standardorganisation | Bezeichnung/Güte | Land/Region des Ursprungs | Hinweise/Anmerkungen |
|---|---|---|---|
| UNS | S41000 | USA | Nächster Äquivalent zu 10Cr15CoMoV |
| AISI/SAE | 410 | USA | Geringe zusammensetzungsbedingte Unterschiede |
| ASTM | A240 | USA | Standard-Spezifikation für Chrom- und Chrom-Nickel- Edelstahl-Platten, -bleche und -streifen für Druckbehälter und allgemeine Anwendungen |
| EN | 1.4006 | Europa | Ähnliche Eigenschaften, können sich jedoch in der Zusammensetzung unterscheiden |
| JIS | SUS410 | Japan | Äquivalent mit leichten Variationen in den Leistungseigenschaften |
Die Unterschiede zwischen diesen Güten können die Auswahl basierend auf spezifischen Anwendungsanforderungen wie Korrosionsbeständigkeit, Härte und Schweißbarkeit beeinflussen.
Wichtige Eigenschaften
Chemische Zusammensetzung
| Element (Symbol und Name) | Prozentsatzbereich (%) |
|---|---|
| C (Kohlenstoff) | 0.10 - 0.15 |
| Cr (Chrom) | 14.00 - 16.00 |
| Co (Kobalt) | 1.00 - 2.00 |
| Mo (Molybdän) | 0.50 - 1.00 |
| V (Vanadium) | 0.10 - 0.30 |
| Mn (Mangan) | 0.30 - 0.60 |
| Si (Silizium) | 0.20 - 0.50 |
| P (Phosphor) | ≤ 0.025 |
| S (Schwefel) | ≤ 0.025 |
Die primären Rollen der wichtigsten Legierungselemente in 10Cr15CoMoV-Stahl sind wie folgt:
- Chrom: Bietet Korrosionsbeständigkeit und erhöht die Härte.
- Kobalt: Verbessert die Hochtemperaturleistung und Stabilität.
- Molybdän: Erhöht die Härtbarkeit und den Verschleißwiderstand.
- Vanadium: Verfeinert die Kornstruktur und verbessert Zähigkeit und Festigkeit.
Mechanische Eigenschaften
| Eigenschaft | Zustand/Temperatur | Typischer Wert/Bereich (metrisch - SI-Einheiten) | Typischer Wert/Bereich (imperiale Einheiten) | Referenzstandard für Prüfmethoden |
|---|---|---|---|---|
| Zugfestigkeit | Abgeschreckt & Vergütet | 800 - 1100 MPa | 1160 - 1600 ksi | ASTM E8 |
| Streckgrenze (0.2% Offset) | Abgeschreckt & Vergütet | 600 - 900 MPa | 870 - 1300 ksi | ASTM E8 |
| Dehnung | Abgeschreckt & Vergütet | 10 - 15% | 10 - 15% | ASTM E8 |
| Härte | Abgeschreckt & Vergütet | 30 - 40 HRC | 30 - 40 HRC | ASTM E18 |
| Schlagfestigkeit | - | 30 - 50 J (bei -20°C) | 22 - 37 ft-lbf (bei -4°F) | ASTM E23 |
Die Kombination dieser mechanischen Eigenschaften macht 10Cr15CoMoV-Stahl geeignet für Anwendungen, die hohe Festigkeit und Zähigkeit erfordern, insbesondere unter dynamischen Belastungsbedingungen.
Physikalische Eigenschaften
| Eigenschaft | Zustand/Temperatur | Wert (metrisch - SI-Einheiten) | Wert (imperiale Einheiten) |
|---|---|---|---|
| Dichte | - | 7.85 g/cm³ | 0.284 lb/in³ |
| Schmelzpunkt | - | 1450 - 1500 °C | 2642 - 2732 °F |
| Wärmeleitfähigkeit | 20 °C | 25 W/m·K | 14.5 BTU·in/h·ft²·°F |
| Spezifische Wärmekapazität | 20 °C | 0.46 kJ/kg·K | 0.11 BTU/lb·°F |
| Elektrische Widerstandsfähigkeit | 20 °C | 0.7 μΩ·m | 0.0000007 Ω·m |
Wichtige physikalische Eigenschaften wie Dichte und Wärmeleitfähigkeit sind entscheidend für Anwendungen in Hochtemperaturumgebungen, in denen Gewicht und Wärmeabfuhr kritische Faktoren