1144 Stahl (Stressproof): Eigenschaften und wichtige Anwendungen
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1144 Stahl, allgemein als Stressproof bezeichnet, ist ein mittellegierter Kohlenstoffstahl, der hauptsächlich als Kohlenstoffstahl klassifiziert wird. Er ist bekannt für seine außergewöhnliche Festigkeit und Zähigkeit, was ihn zu einer beliebten Wahl in verschiedenen Ingenieuranwendungen macht. Die Hauptlegierungselemente im 1144 Stahl sind Kohlenstoff (C), Mangan (Mn) und Schwefel (S), die seine mechanischen Eigenschaften und Leistungsmerkmale erheblich beeinflussen.
Umfassende Übersicht
1144 Stahl zeichnet sich durch seine hohe Zugfestigkeit und hervorragende Bearbeitbarkeit aus, die durch einen einzigartigen Herstellungsprozess erreicht werden, der das Kaltziehen und die kontrollierte Wärmebehandlung umfasst. Der Stahl ist so konzipiert, dass er eine überlegene Leistung in Anwendungen bietet, die hohe Festigkeit und Ermüdungsbeständigkeit erfordern. Zu seinen inherenten Eigenschaften gehören gute Verschleißfestigkeit, hohe Härte und die Fähigkeit, dynamische Lasten zu widerstehen, was ihn für Komponenten geeignet macht, die hohen Belastungen ausgesetzt sind.
Vorteile von 1144 Stahl:
- Hohe Festigkeit: Bietet hervorragende Zug- und Streckgrenze, was ihn ideal für schwere Anwendungen macht.
- Gute Bearbeitbarkeit: Kann leicht in komplexe Formen bearbeitet werden, wodurch Produktionszeit und -kosten gesenkt werden.
- Ermüdungsbeständigkeit: Leistet gute Arbeit unter zyklischen Belastungsbedingungen und erhöht die Lebensdauer der Komponenten.
Beschränkungen von 1144 Stahl:
- Korrosionsbeständigkeit: Nicht so korrosionsbeständig wie rostfreie Stähle, was seine Verwendung in rauen Umgebungen einschränkt.
- Schweißbarkeit: Allgemein nicht zum Schweißen empfohlen aufgrund seines hohen Schwefelgehalts, der zu Rissen führen kann.
Historisch gesehen wurde 1144 Stahl häufig in der Herstellung von Präzisionskomponenten wie Wellen, Zahnrädern und Achsen verwendet, wo hohe Festigkeit und Haltbarkeit entscheidend sind. Seine Marktposition ist stark, insbesondere in Branchen wie der Automobil- und Maschinenbauindustrie, wo Zuverlässigkeit und Leistung von größter Bedeutung sind.
Alternative Namen, Standards und Äquivalente
| Standardorganisation | Bezeichnung/Grad | Land/Region des Ursprungs | Hinweise/Anmerkungen |
|---|---|---|---|
| UNS | G11440 | USA | Nächster Äquivalent zu AISI 1144 |
| AISI/SAE | 1144 | USA | Bekannt für hohe Festigkeit und Bearbeitbarkeit |
| ASTM | A108 | USA | Standard-Spezifikation für kaltveredelte Kohlenstoffstahlstangen |
| EN | 1.7225 | Europa | Geringfügige Zusammensetzungsunterschiede zu beachten |
| JIS | S45C | Japan | Ähnliche Eigenschaften, aber mit anderen Legierungselementen |
Die Unterschiede zwischen diesen Graden können die Auswahl basierend auf spezifischen Anwendungsanforderungen beeinflussen. Zum Beispiel, während AISI 1144 und UNS G11440 eng verwandt sind, können die Herstellungsprozesse und spezifischen mechanischen Eigenschaften leicht variieren, was die Leistung in kritischen Anwendungen beeinflussen kann.
Wichtige Eigenschaften
Chemische Zusammensetzung
| Element (Symbol und Name) | Prozentsatzbereich (%) |
|---|---|
| C (Kohlenstoff) | 0.40 - 0.45 |
| Mn (Mangan) | 0.60 - 0.90 |
| S (Schwefel) | 0.15 - 0.25 |
| P (Phosphor) | ≤ 0.04 |
| Si (Silizium) | ≤ 0.10 |
Die Hauptlegierungselemente im 1144 Stahl spielen entscheidende Rollen bei der Definition seiner Eigenschaften:
- Kohlenstoff (C): Erhöht Härte und Festigkeit durch Festkörperlösungsstärkung.
- Mangan (Mn): Verbessert die Härtbarkeit und Zähigkeit, was zur Gesamtfestigkeit des Stahls beiträgt.
- Schwefel (S): Verbessert die Bearbeitbarkeit, kann jedoch bei hohen Mengen zu einer verringerten Duktilität führen.
Mechanische Eigenschaften
| Eigenschaft | Zustand/Temperatur | Typischer Wert/Bereich (metrisch - SI-Einheiten) | Typischer Wert/Bereich (imperiale Einheiten) | Referenzstandard für Prüfmethoden |
|---|---|---|---|---|
| Zugfestigkeit | Kaltgezogen | 620 - 850 MPa | 90 - 123 ksi | ASTM E8 |
| Streckgrenze (0.2% Offset) | Kaltgezogen | 450 - 650 MPa | 65 - 94 ksi | ASTM E8 |
| Dehnung | Kaltgezogen | 10 - 15% | 10 - 15% | ASTM E8 |
| Härte (Rockwell C) | Kaltgezogen | 28 - 32 HRC | 28 - 32 HRC | ASTM E18 |
| Schlagfestigkeit | - | 20 J (bei -20°C) | 15 ft-lbf (bei -4°F) | ASTM E23 |
Die Kombination aus hoher Zug- und Streckgrenze sowie guter Dehnung macht 1144 Stahl geeignet für Anwendungen, die Widerstand gegen mechanische Belastungen und strukturelle Integrität erfordern. Seine Härte ermöglicht eine effektive Verschleißfestigkeit, was ihn ideal für Komponenten macht, die Reibung und Abrieb ausgesetzt sind.
Physikalische Eigenschaften
| Eigenschaft | Zustand/Temperatur | Wert (metrisch - SI-Einheiten) | Wert (imperiale Einheiten) |
|---|---|---|---|
| Dichte | - | 7.85 g/cm³ | 0.284 lb/in³ |
| Schmelzpunkt | - | 1425 - 1540 °C | 2600 - 2800 °F |
| Wärmeleitfähigkeit | 20 °C | 45 W/m·K | 31 BTU·in/(hr·ft²·°F) |
| Spezifische Wärmekapazität | 20 °C | 0.49 kJ/kg·K | 0.12 BTU/lb·°F |
| Wärmeausdehnungskoeffizient | 20 - 100 °C | 11.5 x 10⁻⁶ /K | 6.4 x 10⁻⁶ /°F |
Wichtige physikalische Eigenschaften wie Dichte und Wärmeleitfähigkeit sind bedeutend für Anwendungen, bei denen Gewicht und Wärmeabfuhr entscheidend sind. Der relativ hohe Schmelzpunkt zeigt eine gute Leistung bei erhöhten Temperaturen an, während die Wärmeleitfähigkeit darauf hindeutet, dass er Wärme effektiv