1214 Stahl: Eigenschaften und wichtige Anwendungen
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1214 Stahl ist ein mittellegierter Kohlenstoffstahl, der für seine hervorragende Bearbeitbarkeit und guten mechanischen Eigenschaften bekannt ist. Als niedriglegierter Stahl klassifiziert, enthält er typischerweise einen Kohlenstoffgehalt von etwa 0,12 % bis 0,14 %, zusammen mit signifikanten Mengen an Mangan und Schwefel. Das Vorhandensein dieser Legierungselemente verbessert seine Härte, Festigkeit und Verschleißfestigkeit, was ihn für verschiedene Ingenieuranwendungen geeignet macht.
Umfassende Übersicht
1214 Stahl wird hauptsächlich als mittellegierter Kohlenstoffstahl klassifiziert. Zu seinen wichtigsten Legierungselementen gehören Kohlenstoff (C), Mangan (Mn) und Schwefel (S), die entscheidende Rollen bei der Definition seiner Eigenschaften spielen. Der Kohlenstoffgehalt trägt zur Härte und Festigkeit des Stahls bei, während Mangan seine Zähigkeit und Härtbarkeit verbessert. Schwefel, obwohl in geringen Mengen vorhanden, verbessert die Bearbeitbarkeit, indem es die Bildung von Freischnitmerkmalen fördert.
Die bedeutendsten Eigenschaften von 1214 Stahl sind:
- Hohe Bearbeitbarkeit: Diese Stahlgüte wird oft in Anwendungen bevorzugt, die umfangreiche Bearbeitung erfordern, aufgrund ihrer Fähigkeit, feine Oberflächen und enge Toleranzen zu erzeugen.
- Gute Festigkeit und Härte: Sie zeigt ein Gleichgewicht zwischen Festigkeit und Härte, was sie für Teile geeignet macht, die moderaten Belastungen ausgesetzt sind.
- Schweißbarkeit: Obwohl sie geschweißt werden kann, muss darauf geachtet werden, Rissbildung aufgrund des Schwefelgehalts zu vermeiden.
Vorteile und Einschränkungen
Vorteile | Einschränkungen |
---|---|
Hervorragende Bearbeitbarkeit | Begrenzte Korrosionsbeständigkeit |
Gutes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht | Nicht geeignet für Hochtemperaturanwendungen |
Kosteneffektiv für die Massenproduktion | Kann Wärmebehandlung für optimale Eigenschaften erfordern |
1214 Stahl hat eine bedeutende Position auf dem Markt aufgrund seiner weit verbreiteten Verwendung in der Herstellung von Komponenten wie Zahnrädern, Wellen und Befestigungen. Seine historische Bedeutung liegt in seiner Entwicklung als Freischnitstahl, der den Weg für Fortschritte in automatisierten Bearbeitungsprozessen geebnet hat.
Alternative Namen, Standards und Äquivalente
Standardorganisation | Bezeichnung/Güte | Land/Region des Ursprungs | Hinweise/Anmerkungen |
---|---|---|---|
UNS | G12140 | USA | Nächster Äquivalent zu AISI 1214 |
AISI/SAE | 1214 | USA | Freischnitstahl mit Schwefelzusatz |
ASTM | A108 | USA | Standard-Spezifikation für kaltveredelte Kohlenstoffstahlstäbe |
EN | 1.0737 | Europa | Ähnliche Eigenschaften, geringfügige Zusammensetzungsunterschiede |
JIS | S45C | Japan | Vergleichbar, aber mit unterschiedlichem Schwefelgehalt |
Die obige Tabelle hebt verschiedene Standards und Äquivalente für 1214 Stahl hervor. Besonders bemerkenswert ist, dass während Grade wie S45C ähnlich erscheinen, sie oft unterschiedliche Schwefelgehalte aufweisen, die die Bearbeitbarkeit und Schweißbarkeit beeinflussen. Das Verständnis dieser subtilen Unterschiede ist entscheidend für die Auswahl des geeigneten Materials für spezifische Anwendungen.
Wesentliche Eigenschaften
Chemische Zusammensetzung
Element (Symbol und Name) | Prozentsatzbereich (%) |
---|---|
Kohlenstoff (C) | 0,12 - 0,14 |
Mangan (Mn) | 0,60 - 0,90 |
Schwefel (S) | 0,15 - 0,30 |
Phosphor (P) | ≤ 0,04 |
Eisen (Fe) | Rest |
Die primären Legierungselemente in 1214 Stahl beeinflussen erheblich seine Eigenschaften. Kohlenstoff erhöht die Härte und Zugfestigkeit, während Mangan die Zähigkeit und Härtbarkeit verbessert. Schwefel, obwohl er die Duktilität verringern kann, ist vorteilhaft für die Bearbeitbarkeit, da er das Schneiden und Formen während der Fertigungsprozesse erleichtert.
Mechanische Eigenschaften
Eigenschaft | Zustand/Temperatur | Typischer Wert/Bereich (metrisch - SI-Einheiten) | Typischer Wert/Bereich (imperiale Einheiten) | Referenzstandard für Prüfmethoden |
---|---|---|---|---|
Zugfestigkeit | Angeglüht | 580 - 700 MPa | 84 - 102 ksi | ASTM E8 |
Streckgrenze (0,2 % Offset) | Angeglüht | 350 - 450 MPa | 51 - 65 ksi | ASTM E8 |
Dehnung | Angeglüht | 20 - 30 % | 20 - 30 % | ASTM E8 |
Härte (Brinell) | Angeglüht | 150 - 200 HB | 150 - 200 HB | ASTM E10 |
Schlagfestigkeit | Charpy (20 °C) | 30 - 50 J | 22 - 37 ft-lbf | ASTM E23 |
Die mechanischen Eigenschaften von 1214 Stahl machen ihn geeignet für Anwendungen, bei denen moderate Festigkeit und gute Bearbeitbarkeit erforderlich sind. Seine Zug- und Streckfestigkeiten zeigen, dass er erheblichen Lasten standhalten kann, während sein Dehnungsprozentsatz eine angemessene Duktilität anzeigt, die eine gewisse Verformung vor dem Versagen ermöglicht. Die Härtewerte zeigen, dass er eine scharfe Kante beibehalten kann, was ihn ideal für Schneidwerkzeuge und Präzisionskomponenten macht.
Physikalische Eigenschaften
Eigenschaft | Zustand/Temperatur | Wert (metrisch - SI-Einheiten) | Wert (imperiale Einheiten) |
---|---|---|---|
Dichte | Raumtemperatur | 7,85 g/cm³ | 0,284 lb/in³ |
Schmelzpunkt | - | 1425 - 1540 °C | 2600 - 2800 °F |
Wärmeleitfähigkeit | Raumtemperatur | 45 W/m·K | 31 BTU·in/(hr·ft²·°F) |
Spezifische Wärmekapazität | Raumtemperatur | 0,46 kJ/kg·K | 0,11 BTU/lb·°F |
Elektrische Widerstandsfähigkeit | Raumtemperatur | 0,00065 Ω·m
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