1137 Stahl: Eigenschaften und wichtige Anwendungen
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1137 Stahl wird als ein mittellegierter Kohlenstoffstahl klassifiziert, der hauptsächlich für seine hervorragende Kombination aus Festigkeit, Zähigkeit und Verschleißfestigkeit bekannt ist. Die Hauptlegierungselemente im 1137 Stahl umfassen Kohlenstoff (C), Mangan (Mn) und Silizium (Si), die seine mechanischen Eigenschaften und die Leistung in verschiedenen Anwendungen erheblich beeinflussen.
Umfassende Übersicht
1137 Stahl enthält typischerweise einen Kohlenstoffgehalt von etwa 0,30 % bis 0,40 %, was zu seiner Festigkeit und Härte beiträgt. Mangan, das normalerweise im Bereich von 0,60 % bis 0,90 % vorhanden ist, verbessert die Härtbarkeit und erhöht die Zugfestigkeit. Silizium, oft im Bereich von 0,15 % bis 0,40 %, dient dazu, die Entgasung des Stahls während des Schmelzprozesses zu verbessern und trägt zu seiner Gesamtfestigkeit bei.
Die bedeutendsten Eigenschaften von 1137 Stahl sind seine gute Bearbeitbarkeit, das hohe Festigkeits-Gewichts-Verhältnis und die hervorragende Verschleißfestigkeit. Diese Eigenschaften machen ihn für verschiedene ingenieurtechnische Anwendungen geeignet, insbesondere in der Automobil- und Fertigungsindustrie.
Vorteile von 1137 Stahl:
- Hohe Festigkeit: Bietet gute Zug- und Streckgrenze, was ihn für tragende Anwendungen geeignet macht.
- Verschleißfestigkeit: Hervorragende Widerstandsfähigkeit gegen Verschleiß, was ihn ideal für Komponenten macht, die Reibung ausgesetzt sind.
- Bearbeitbarkeit: Allgemein leicht zu bearbeiten, was effiziente Fertigungsprozesse ermöglicht.
Beschränkungen von 1137 Stahl:
- Korrosionsbeständigkeit: Mäßige Korrosionsbeständigkeit, die in bestimmten Umgebungen Schutzbeschichtungen erforderlich machen kann.
- Schweißbarkeit: Obwohl schweißbar, kann es erforderlich sein, vorzuwärmen und nach dem Schweißen eine Wärmebehandlung durchzuführen, um Rissbildung zu vermeiden.
Historisch wurde 1137 Stahl in verschiedenen Anwendungen eingesetzt, darunter Zahnräder, Wellen und andere Komponenten, die hohe Festigkeit und Haltbarkeit erfordern. Seine Marktposition ist solide, mit einer konstanten Nachfrage in Branchen, die Leistung und Zuverlässigkeit priorisieren.
Alternative Namen, Standards und Äquivalente
| Standardorganisation | Bezeichnung/Grad | Land/Region des Ursprungs | Hinweise/Anmerkungen |
|---|---|---|---|
| UNS | G11370 | USA | Nächster Äquivalent zu AISI 1137 |
| AISI/SAE | 1137 | USA | Mittellegierter Kohlenstoffstahl |
| ASTM | A108 | USA | Standard-Spezifikation für kaltbearbeitete Kohlenstahlstäbe |
| EN | 1.1181 | Europa | Äquivalenter Grad mit geringfügigen Zusammensetzungsunterschieden |
| JIS | S45C | Japan | Ähnliche Eigenschaften, aber mit unterschiedlichen Kohlenstoffgehaltsgrenzen |
Die obige Tabelle hebt verschiedene Standards und Äquivalente für 1137 Stahl hervor. Bemerkenswert ist, dass, während Grade wie S45C und 1.1181 äquivalent erscheinen mögen, sie sich in spezifischen Legierungselementen und mechanischen Eigenschaften unterscheiden können, was die Leistung in kritischen Anwendungen beeinflussen kann.
Wesentliche Eigenschaften
Chemische Zusammensetzung
| Element (Symbol und Name) | Prozentsatzbereich (%) |
|---|---|
| C (Kohlenstoff) | 0,30 - 0,40 |
| Mn (Mangan) | 0,60 - 0,90 |
| Si (Silizium) | 0,15 - 0,40 |
| P (Phosphor) | ≤ 0,04 |
| S (Schwefel) | ≤ 0,05 |
Die Hauptrolle der Schlüssellegierungselemente im 1137 Stahl ist wie folgt:
- Kohlenstoff (C): Erhöht die Härte und Festigkeit durch Festkörperlösungsstärkung und die Bildung von Karbiden.
- Mangan (Mn): Verbessert die Härtbarkeit und Zugfestigkeit und erhöht auch die Verschleißfestigkeit des Stahls.
- Silizium (Si): Wirkt als Entgasungsmittel während der Stahlproduktion und trägt zur Gesamtfestigkeit des Stahls bei.
Mechanische Eigenschaften
| Eigenschaft | Zustand/Temperatur | Typischer Wert/Bereich (metrisch) | Typischer Wert/Bereich (imperial) | Referenzstandard für Prüfmethoden |
|---|---|---|---|---|
| Zugfestigkeit | Angeglüht | 600 - 800 MPa | 87 - 116 ksi | ASTM E8 |
| Streckgrenze (0,2 % Offset) | Angeglüht | 350 - 500 MPa | 51 - 73 ksi | ASTM E8 |
| Dehnung | Angeglüht | 15 - 20 % | 15 - 20 % | ASTM E8 |
| Härte (Rockwell C) | Angeglüht | 20 - 30 HRC | 20 - 30 HRC | ASTM E18 |
| Schlagfestigkeit | -40°C | 30 - 50 J | 22 - 37 ft-lbf | ASTM E23 |
Die Kombination dieser mechanischen Eigenschaften macht 1137 Stahl besonders geeignet für Anwendungen, die dynamische Belastungen und Anforderungen an die strukturelle Integrität erfordern, wie in Automobilkomponenten und Maschinenbauteilen.
Physikalische Eigenschaften
| Eigenschaft | Zustand/Temperatur | Wert (metrisch) | Wert (imperial) |
|---|---|---|---|
| Dichte | - | 7,85 g/cm³ | 0,284 lb/in³ |
| Schmelzpunkt/-bereich | - | 1425 - 1540 °C | 2600 - 2800 °F |
| Wärmeleitfähigkeit | 20°C | 45 W/m·K | 31 BTU·in/h·ft²·°F |
| Spezifische Wärmekapazität | 20°C | 460 J/kg·K | 0,11 BTU/lb·°F |
| Elektrische Widerstandsfähigkeit | 20°C | 0,0006 Ω·m | 0,00002 Ω·in |
Wesentliche physikalische Eigenschaften wie Dichte und Wärmeleitfähigkeit sind wichtig für Anwendungen, bei denen Gewicht und Wärmeabfuhr entscheidend sind. Die Dichte von 1137 Stahl ermöglicht robuste Designs ohne übermäßiges Gewicht, während seine Wärmeleitfähigkeit einen effizienten Wärmeübergang in Anwendungen wie Motorenteilen gewährleistet