1112 Stahl: Eigenschaften und wichtige Anwendungen
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1112 Stahl ist ein niedriglegierter Kohlenstoffstahl, der in die Kategorie der mittellegierten Stähle fällt. Er zeichnet sich hauptsächlich durch seine Zusammensetzung aus, die einen signifikanten Anteil an Mangan und einen niedrigen Kohlenstoffgehalt von typischerweise etwa 0,12 % umfasst. Diese Stahlgüte wird häufig in Anwendungen eingesetzt, die eine gute Bearbeitbarkeit und moderate Festigkeit erfordern, was sie zu einer beliebten Wahl in verschiedenen Ingenieursektoren macht.
Umfassende Übersicht
1112 Stahl wird als niedriglegierter Kohlenstoffstahl klassifiziert, wobei die Hauptlegierungselemente Kohlenstoff (C), Mangan (Mn) und kleine Mengen Schwefel (S) und Phosphor (P) sind. Der niedrige Kohlenstoffgehalt trägt zu seiner hervorragenden Duktilität und Formbarkeit bei, während Mangan seine Härtbarkeit und Festigkeit verbessert.
Die bedeutendsten Eigenschaften von 1112 Stahl sind:
- Gute Bearbeitbarkeit: Diese Stahlgüte ist bekannt für ihre einfache Bearbeitung, was sie für Präzisionsteile geeignet macht.
- Moderate Festigkeit: Obwohl sie nicht so stark ist wie höherlegierte Stähle, bietet 1112 Stahl ausreichende Festigkeit für viele Anwendungen.
- Schweißbarkeit: Sie kann mit Standardmethoden geschweißt werden, obwohl eine Vorwärmung erforderlich sein kann, um Rissbildung zu vermeiden.
Vorteile:
- Hervorragende Bearbeitbarkeit ermöglicht eine effiziente Produktion komplexer Teile.
- Gute Duktilität und Zähigkeit machen sie für dynamische Belastungsanwendungen geeignet.
- Kostenwirksam aufgrund ihres niedrigen Kohlenstoffgehalts und der einfachen Produktion.
Beschränkungen:
- Geringere Festigkeit im Vergleich zu höherlegierten Stählen schränkt ihre Verwendung in hochbelasteten Anwendungen ein.
- Geringere Verschleißfestigkeit im Vergleich zu legierten Stählen mit höherem Kohlenstoffgehalt.
Historisch gesehen war 1112 Stahl in der Automobil- und Fertigungsindustrie von Bedeutung, wo seine Eigenschaften für die Herstellung von Zahnrädern, Wellen und anderen Komponenten genutzt wurden, die eine gute Bearbeitbarkeit und moderate Festigkeit erfordern.
Alternative Namen, Standards und Äquivalente
| Standardorganisation | Bezeichnung/Güte | Land/Region des Ursprungs | Hinweise/Anmerkungen |
|---|---|---|---|
| UNS | G11120 | USA | Nächste Entsprechung zu AISI 1112 |
| AISI/SAE | 1112 | USA | Allgemein verwendete Bezeichnung |
| ASTM | A108 | USA | Standard-Spezifikation für kaltbearbeitete Kohlenstoffstahlstäbe |
| EN | 1.1121 | Europa | Geringfügige Zusammensetzungsunterschiede zu beachten |
| JIS | S12C | Japan | Ähnliche Eigenschaften, aber unterschiedliche Verarbeitungsstandards |
Die obige Tabelle hebt die verschiedenen Bezeichnungen und Standards hervor, die mit 1112 Stahl verbunden sind. Bemerkenswert ist, dass G11120 und AISI 1112 oft als gleichwertig angesehen werden, jedoch geringfügige Unterschiede in der Zusammensetzung und Verarbeitung die Leistung in bestimmten Anwendungen beeinflussen können. Beispielsweise kann der europäische Standard 1.1121 strengere Grenzen für den Schwefelgehalt haben, was die Bearbeitbarkeit und die Oberflächenbeschaffenheit beeinflussen kann.
Wesentliche Eigenschaften
Chemische Zusammensetzung
| Element (Symbol und Name) | Prozentsatzbereich (%) |
|---|---|
| C (Kohlenstoff) | 0,10 - 0,15 |
| Mn (Mangan) | 0,60 - 0,90 |
| S (Schwefel) | ≤ 0,05 |
| P (Phosphor) | ≤ 0,04 |
Die primären Legierungselemente in 1112 Stahl spielen entscheidende Rollen:
- Kohlenstoff (C): Bietet grundlegende Festigkeit und Härte; der niedrige Gehalt sorgt jedoch für gute Duktilität.
- Mangan (Mn): Verbessert die Härtbarkeit und Zugfestigkeit und erhöht die Verschleißfestigkeit.
- Schwefel (S): Wird hinzugefügt, um die Bearbeitbarkeit zu verbessern, muss jedoch kontrolliert werden, um Sprödigkeit zu vermeiden.
Mechanische Eigenschaften
| Eigenschaft | Zustand/Temperatur | Prüftemperatur | Typischer Wert/Bereich (metrisch) | Typischer Wert/Bereich (imperial) | Referenzstandard für Prüfmethoden |
|---|---|---|---|---|---|
| Zugfestigkeit | Angeglüht | Raumtemperatur | 450 - 550 MPa | 65 - 80 ksi | ASTM E8 |
| Streckgrenze (0,2 % Offset) | Angeglüht | Raumtemperatur | 250 - 350 MPa | 36 - 51 ksi | ASTM E8 |
| Dehnung | Angeglüht | Raumtemperatur | 25 - 30 % | 25 - 30 % | ASTM E8 |
| Härte (Brinell) | Angeglüht | Raumtemperatur | 120 - 160 HB | 120 - 160 HB | ASTM E10 |
| Schlagfestigkeit (Charpy) | Angeglüht | -20 °C (-4 °F) | 30 - 50 J | 22 - 37 ft-lbf | ASTM E23 |
Die mechanischen Eigenschaften von 1112 Stahl machen ihn geeignet für Anwendungen, die moderate Festigkeit und gute Duktilität erfordern. Seine Zugfestigkeit und Streckgrenze sind für viele Ingenieuranwendungen ausreichend, während seine Dehnung auf eine gute Formbarkeit hinweist. Die Schlagfestigkeit bei niedrigen Temperaturen deutet darauf hin, dass er dynamische Lasten ohne Bruch standhalten kann.
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 | 50 W/m·K | 29 BTU·in/(hr·ft²·°F) |
| Spezifische Wärmekapazität | Raumtemperatur | 0,46 kJ/kg·K | 0,11 BTU/lb·°F |
| Elektrische Widerstandsfähigkeit | Raumtemperatur | 0,0006 Ω·m | 0,00002 Ω·in |