1212 Stahl: Eigenschaften und wichtige Anwendungen
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1212-Stahl ist ein niedriglegierter Kohlenstoffstahl, der für seine hervorragende Bearbeitbarkeit und guten mechanischen Eigenschaften bekannt ist. Als mittelkohlenstoffhaltiger Stahl klassifiziert, enthält er typischerweise etwa 0,12 % Kohlenstoff sowie erhebliche Mengen an Mangan und Schwefel. Das Vorhandensein dieser Legierungselemente verbessert die Verarbeitbarkeit und Festigkeit, was ihn zu einer beliebten Wahl in verschiedenen Ingenieuranwendungen macht.
Umfassende Übersicht
1212-Stahl wird hauptsächlich als niedriglegierter Kohlenstoffstahl klassifiziert, was zu seinen vorteilhaften Eigenschaften beiträgt. Die Hauptlegierungselemente im 1212-Stahl sind:
- Kohlenstoff (C): Ungefähr 0,12 %, was ein Gleichgewicht zwischen Festigkeit und Zähigkeit bietet.
- Mangan (Mn): Typischerweise etwa 0,60-0,90 %, was die Härtbarkeit und Zugfestigkeit verbessert.
- Schwefel (S): Etwa 0,15-0,30 %, was die Bearbeitbarkeit verbessert, aber die Zähigkeit verringern kann.
Die Kombination dieser Elemente führt zu einem Stahl, der leicht zu bearbeiten ist, gute Verschleißfestigkeit aufweist und wärmebehandelt werden kann, um seine mechanischen Eigenschaften zu verbessern.
Vorteile (Pro):
- Hervorragende Bearbeitbarkeit: 1212-Stahl wird häufig in Anwendungen eingesetzt, in denen komplexe Bearbeitungen erforderlich sind.
- Gute Festigkeit: Er bietet ein günstiges Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht, was ihn für verschiedene strukturelle Anwendungen geeignet macht.
- Kosteneffektiv: Im Allgemeinen ist er günstiger im Vergleich zu höher legierten Stählen.
Beschränkungen (Contra):
- Begrenzte Härte: Im Vergleich zu höher legierten Stählen erreicht er möglicherweise nicht die gleichen Härtegrade.
- Geringere Korrosionsbeständigkeit: Er ist nicht geeignet für Umgebungen, in denen Korrosionsbeständigkeit entscheidend ist.
Historisch gesehen war 1212-Stahl in der Herstellung von Präzisionskomponenten, insbesondere in der Automobil- und Luftfahrtindustrie, aufgrund seiner Bearbeitbarkeit und Festigkeit von Bedeutung.
Alternative Namen, Standards und Äquivalente
| Standardorganisation | Bezeichnung/Grad | Land/Region des Ursprungs | Hinweise/Anmerkungen |
|---|---|---|---|
| UNS | G12120 | USA | Nächster Äquivalent zu AISI 1212 |
| AISI/SAE | 1212 | USA | Allgemein verwendete Bezeichnung |
| ASTM | A108 | USA | Standard-Spezifikation für kaltbearbeitete Stahlstangen |
| EN | 1.0718 | Europa | Geringfügige Zusammensetzungsunterschiede zu beachten |
| JIS | S12C | Japan | Ähnliche Eigenschaften, aber kann im Schwefelgehalt variieren |
Die Unterschiede zwischen äquivalenten Graden können die Leistung in bestimmten Anwendungen beeinflussen. Während AISI 1212 und UNS G12120 sehr ähnlich sind, kann der Schwefelgehalt in 1212 zu einer leicht besseren Bearbeitbarkeit führen, jedoch auf Kosten der Zähigkeit.
Wichtige Eigenschaften
Chemische Zusammensetzung
| Element (Symbol und Name) | Prozentsatzbereich (%) |
|---|---|
| C (Kohlenstoff) | 0,10 - 0,15 |
| Mn (Mangan) | 0,60 - 0,90 |
| S (Schwefel) | 0,15 - 0,30 |
| P (Phosphor) | ≤ 0,04 |
| Fe (Eisen) | Rest |
Die Hauptrolle von Kohlenstoff im 1212-Stahl besteht darin, die Festigkeit und Härte zu erhöhen. Mangan trägt zur Härtbarkeit bei und verbessert die Zugfestigkeit, während Schwefel die Bearbeitbarkeit erheblich verbessert, was das Schneiden und Formen erleichtert.
Mechanische Eigenschaften
| Eigenschaft | Zustand/Temperatur | Testtemperatur | Typischer Wert/Bereich (metrisch) | Typischer Wert/Bereich (imperial) | Referenzstandard für Testmethode |
|---|---|---|---|---|---|
| Zugfestigkeit | Geglüht | Raumtemperatur | 450 - 550 MPa | 65 - 80 ksi | ASTM E8 |
| Streckgrenze (0,2 % Offset) | Geglüht | Raumtemperatur | 250 - 350 MPa | 36 - 51 ksi | ASTM E8 |
| Dehnung | Geglüht | Raumtemperatur | 20 - 30 % | 20 - 30 % | ASTM E8 |
| Härte (Brinell) | Geglüht | Raumtemperatur | 120 - 160 HB | 120 - 160 HB | ASTM E10 |
| Schlagfestigkeit (Charpy) | Geglüht | -20 °C | 20 - 30 J | 15 - 22 ft-lbf | ASTM E23 |
Die mechanischen Eigenschaften von 1212-Stahl machen ihn geeignet für Anwendungen, die moderate Festigkeit und gute Zähigkeit erfordern. Seine relativ niedrige Streckgrenze ermöglicht eine einfache Formgebung und Bearbeitung, während seine Zugfestigkeit sicherstellt, dass er erheblichen Lasten standhalten kann.
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 | 34,5 BTU·in/h·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 |
Die Dichte von 1212-Stahl zeigt, dass es sich um ein relativ schweres Material handelt, was für Stähle typisch ist. Seine Wärmeleitfähigkeit ist moderat, was ihn für Anwendungen geeignet macht, bei denen Wärmeabfuhr erforderlich ist. Die spezifische Wärmekapazität deutet darauf hin, dass er eine angemessene Menge an Wärme ohne signifikante Temperatur