12L13 Stahl: Eigenschaften und wichtige Anwendungen
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12L13-Stahl ist ein niedriglegierter Kohlenstoffstahl, der hauptsächlich durch seine Bearbeitbarkeit und die einfache Verarbeitung gekennzeichnet ist. Als mittelkohlenstoffhaltiger Stahl klassifiziert, enthält er eine signifikante Menge an Blei, was seine Bearbeitbarkeit verbessert und gleichzeitig gute mechanische Eigenschaften beibehält. Die Hauptlegierungselemente im 12L13-Stahl sind Kohlenstoff, Mangan, Schwefel und Blei. Die Anwesenheit von Blei ist besonders bemerkenswert, da sie eine verbesserte Schneidleistung während der Bearbeitungsprozesse ermöglicht, was ihn zu einer bevorzugten Wahl für Präzisionsteile macht.
Umfassende Übersicht
12L13-Stahl ist bekannt für seine hervorragende Bearbeitbarkeit, die auf seinen niedrigen Kohlenstoffgehalt (ungefähr 0,12 % bis 0,15 %) und die Zugabe von Blei (rund 0,15 % bis 0,35 %) zurückzuführen ist. Diese Stahlgüte wird häufig in Anwendungen eingesetzt, in denen komplexe Formen und hohe Toleranzen erforderlich sind. Zu seinen inherenten Eigenschaften gehören eine gute Zugfestigkeit, Duktilität und Schweißbarkeit, obwohl die Anwesenheit von Blei unter bestimmten Bedingungen seine Schweißbarkeit beeinträchtigen kann.
| Vorteile (Pro) | Nachteile (Contra) |
|---|---|
| Hervorragende Bearbeitbarkeit | Begrenzte Korrosionsbeständigkeit |
| Gute Schweißbarkeit unter bestimmten Bedingungen | Nicht geeignet für Hochtemperaturanwendungen |
| Geeignet für Präzisionsbearbeitung | Geringere Festigkeit im Vergleich zu höherlegierten Stählen |
| Kosteneffektiv für die Massenproduktion | Bleiinhalt kann Gesundheits- und Umweltbedenken aufwerfen |
Historisch gesehen wurde 12L13 häufig in der Herstellung von Komponenten wie Zahnrädern, Wellen und anderen Präzisionsteilen verwendet, da es ein günstiges Gleichgewicht zwischen Bearbeitbarkeit und mechanischen Eigenschaften bietet. Seine Marktposition ist stark in Sektoren, die eine Hochvolumenproduktion von bearbeiteten Teilen erfordern, insbesondere in der Automobil- und Industrieanwendungen.
Alternative Namen, Standards und Äquivalente
| Standardorganisation | Bezeichnung/Grad | Land/Region des Ursprungs | Hinweise/Anmerkungen |
|---|---|---|---|
| UNS | G1213 | USA | Nächster Äquivalent zu AISI 1212 |
| AISI/SAE | 12L13 | USA | Geringfügige Zusammensetzungsunterschiede zu AISI 1212 |
| ASTM | A108 | USA | Standard-Spezifikation für kaltbearbeitete Kohlenstoffstahlstäbe |
| EN | 1.0737 | Europa | Äquivalente Güte mit ähnlichen Eigenschaften |
| JIS | S12L13 | Japan | Ähnlich wie AISI 12L13 mit leichten Variationen |
Die Unterschiede zwischen 12L13 und seinen Äquivalenten, wie AISI 1212, liegen hauptsächlich im Bleigehalt und den spezifischen mechanischen Eigenschaften. Während beide Güten eine hervorragende Bearbeitbarkeit bieten, bietet das Blei im 12L13 einen deutlichen Vorteil bei der Reduzierung des Werkzeugverschleißes während der Bearbeitung.
Wichtige Eigenschaften
Chemische Zusammensetzung
| Element (Symbol) | Prozentsatzbereich (%) |
|---|---|
| Kohlenstoff (C) | 0,12 - 0,15 |
| Mangan (Mn) | 0,60 - 0,90 |
| Schwefel (S) | 0,15 - 0,35 |
| Blei (Pb) | 0,15 - 0,35 |
| Phosphor (P) | ≤ 0,04 |
Die Hauptrolle der wichtigen Legierungselemente im 12L13-Stahl umfasst:
- Blei (Pb): Verbessert die Bearbeitbarkeit, indem es die Reibung während der Schneidprozesse reduziert.
- Schwefel (S): Verbessert die Bearbeitbarkeit und die Oberflächenbeschaffenheit, kann jedoch zu einer verringerten Duktilität führen.
- Mangan (Mn): Erhöht die Härtbarkeit und Zugfestigkeit und trägt zu den gesamten mechanischen Eigenschaften bei.
Mechanische Eigenschaften
| Eigenschaft | Zustand/Temperatur | Typischer Wert/Bereich (metrisch) | Typischer Wert/Bereich (imperial) | Referenzstandard für Prüfmethoden |
|---|---|---|---|---|
| Zugfestigkeit | Angeglüht | 400 - 550 MPa | 58 - 80 ksi | ASTM E8 |
| Streckgrenze (0,2 % Offset) | Angeglüht | 250 - 350 MPa | 36 - 51 ksi | ASTM E8 |
| Dehnung | Angeglüht | 20 - 30 % | 20 - 30 % | ASTM E8 |
| Härte (Brinell) | Angeglüht | 120 - 160 HB | 120 - 160 HB | ASTM E10 |
| Schlagfestigkeit | - | 20 - 30 J | 15 - 22 ft-lbf | ASTM E23 |
Die Kombination dieser mechanischen Eigenschaften macht 12L13-Stahl besonders geeignet für Anwendungen mit moderaten mechanischen Belastungen und Anforderungen an die strukturelle Integrität. Seine gute Zugfestigkeit und Duktilität ermöglichen es ihm, verschiedenen Belastungen standzuhalten und gleichzeitig die Formbarkeit zu bewahren.
Physikalische Eigenschaften
| Eigenschaft | Zustand/Temperatur | Wert (metrisch) | Wert (imperial) |
|---|---|---|---|
| Dichte | - | 7,85 g/cm³ | 0,284 lb/in³ |
| Schmelzpunkt | - | 1425 - 1500 °C | 2600 - 2730 °F |
| Wärmeleitfähigkeit | 20 °C | 50 W/m·K | 34,5 BTU·in/h·ft²·°F |
| Spezifische Wärmekapazität | 20 °C | 460 J/kg·K | 0,11 BTU/lb·°F |
| Elektrische Widerstandsfähigkeit | 20 °C | 0,0000175 Ω·m | 0,0000175 Ω·in |
Die praktische Bedeutung der wichtigsten physikalischen Eigenschaften umfasst:
- Dichte: Beeinflusst die Gewichtserwägungen im Komponentendesign.
- Wärmeleitfähigkeit: Wichtig für Anwendungen, die Wärme