1215 Stahl: Eigenschaften und wichtige Anwendungen erklärt
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1215 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 % bis 0,15 % Kohlenstoff sowie signifikante Mengen an Mangan und Schwefel. Das Vorhandensein dieser Legierungselemente verbessert die Bearbeitbarkeit und die Gesamtleistung in verschiedenen Anwendungen.
Umfassende Übersicht
1215 Stahl wird hauptsächlich in Anwendungen eingesetzt, die eine Hochgeschwindigkeitsbearbeitung und Präzisionskomponenten erfordern. Sein niedriger Kohlenstoffgehalt trägt zu seiner Duktilität und Zähigkeit bei, während die Zugabe von Mangan die Härtbarkeit und Festigkeit verbessert. Schwefel wird absichtlich hinzugefügt, um die Bearbeitbarkeit zu verbessern, was 1215 Stahl zur bevorzugten Wahl für die Herstellung komplexer Teile mit engen Toleranzen macht.
Wesentliche Merkmale:
- Bearbeitbarkeit: Eines der herausragenden Merkmale von 1215 Stahl ist seine außergewöhnliche Bearbeitbarkeit, die oft als eine der am einfachsten zu bearbeitenden Stähle eingestuft wird.
- Festigkeit und Duktilität: Er bietet ein gutes Gleichgewicht zwischen Festigkeit und Duktilität, was ihn für verschiedene mechanische Anwendungen geeignet macht.
- Oberflächenfinish: Der Stahl kann ein feines Oberflächenfinish erreichen, was für ästhetische und funktionale Komponenten entscheidend ist.
Vorteile:
- Hervorragende Bearbeitbarkeit ermöglicht schnellere Produktionsraten und reduzierte Werkzeugabnutzung.
- Gute mechanische Eigenschaften machen ihn vielseitig für verschiedene Anwendungen.
- Kosteneffektiv im Vergleich zu höherlegierten Stählen.
Beschränkungen:
- Eingeschränkte Härtbarkeit im Vergleich zu höherkohlenstoffhaltigen Stählen.
- Nicht geeignet für Anwendungen, die eine hohe Verschleißfestigkeit oder extreme Festigkeit erfordern.
Historisch gesehen war 1215 Stahl in der Automobil- und Maschinenbauindustrie von Bedeutung, wo Präzision und Effizienz von größter Bedeutung sind. Seine Marktposition bleibt stark aufgrund seiner vorteilhaften Eigenschaften und Kosteneffektivität.
Alternative Namen, Standards und Äquivalente
| Standardorganisation | Bezeichnung/Grad | Land/Region des Ursprungs | Hinweise/Anmerkungen |
|---|---|---|---|
| UNS | G12150 | USA | Nächster Äquivalent zu AISI 1215 |
| AISI/SAE | 1215 | USA | Allgemein verwendete Bezeichnung |
| ASTM | A108 | USA | Standard-Spezifikation für kaltveredelte Kohlenstoffstahlstangen |
| EN | 1.0718 | Europa | Geringfügige Zusammensetzungsunterschiede zu beachten |
| JIS | S15C | Japan | Ähnliche Eigenschaften, aber mit unterschiedlichem Schwefelgehalt |
Die obige Tabelle hebt die verschiedenen Standards und Äquivalente für 1215 Stahl hervor. Besonders bemerkenswert ist, dass während Grade wie S15C und 1.0718 ähnlich erscheinen, sie sich im Schwefelgehalt und anderen Legierungselementen unterscheiden können, was die Bearbeitbarkeit und die Gesamtleistung in spezifischen Anwendungen beeinflussen kann.
Wesentliche Eigenschaften
Chemische Zusammensetzung
| Element (Symbol und Name) | Prozentsatzbereich (%) |
|---|---|
| C (Kohlenstoff) | 0,12 - 0,15 |
| Mn (Mangan) | 0,60 - 0,90 |
| S (Schwefel) | 0,15 - 0,30 |
| P (Phosphor) | ≤ 0,04 |
| Fe (Eisen) | Rest |
Die primären Legierungselemente in 1215 Stahl spielen entscheidende Rollen:
- Kohlenstoff (C): Bietet Festigkeit und Härte; jedoch begrenzt der niedrige Kohlenstoffgehalt die Härtbarkeit.
- Mangan (Mn): Verbessert Festigkeit und Härtbarkeit und trägt zu verbesserten mechanischen Eigenschaften bei.
- Schwefel (S): Verbessert die Bearbeitbarkeit, was einfacheres Schneiden und Formen während der Herstellung ermöglicht.
Mechanische Eigenschaften
| Eigenschaft | Zustand/Temperatur | Testtemperatur | Typischer Wert/Bereich (metrisch) | Typischer Wert/Bereich (imperial) | Referenzstandard für Testmethode |
|---|---|---|---|---|---|
| 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 | 20 - 30 % | 20 - 30 % | ASTM E8 |
| Härte (Brinell) | Angeglüht | Raumtemperatur | 120 - 160 HB | 120 - 160 HB | ASTM E10 |
| Schlagfestigkeit | Charpy (bei -20 °C) | -20 °C | 20 - 30 J | 15 - 22 ft-lbf | ASTM E23 |
Die mechanischen Eigenschaften von 1215 Stahl machen ihn geeignet für Anwendungen mit moderaten Lasten und wo die Bearbeitbarkeit entscheidend ist. Seine Zug- und Streckfestigkeiten bieten eine angemessene Leistung in strukturellen Anwendungen, während seine Dehnung auf eine gute Duktilität hinweist, die eine Verformung ohne Bruch ermöglicht.
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 | 34,5 BTU·in/h·ft²·°F |
| Spezifische Wärmekapazität | Raumtemperatur | 0,46 kJ/kg·K | 0,11 BTU/lb·°F |
| Elektrische Widerstandsfähigkeit | Raumtemperatur | 0,00065 Ω·m | 0,00038 Ω·in |
Wesentliche physikalische Eigenschaften wie Dichte und Wärmeleitfähigkeit sind wichtig für Anwendungen