15B30 Stahl: Eigenschaften und wichtige Anwendungen
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15B30 Stahl ist ein mittellegierter Kohlenstoffstahl, der hauptsächlich in der Herstellung von Komponenten verwendet wird, die hohe Festigkeit und Zähigkeit erfordern. Als niedriglegierter Stahl klassifiziert, enthält er signifikante Mengen an Mangan und Chrom, die seine mechanischen Eigenschaften und seine Verschleißfestigkeit verbessern. Die Hauptlegierungselemente im 15B30 Stahl sind Kohlenstoff (C), Mangan (Mn) und Chrom (Cr), die jeweils zur Gesamtleistung des Stahls beitragen.
Umfassende Übersicht
15B30 Stahl zeichnet sich durch seine ausgewogene Zusammensetzung aus, die eine Kombination aus Festigkeit, Duktilität und Verschleißfestigkeit bietet. Das Vorhandensein von Kohlenstoff in der Legierung erhöht die Härte und Zugfestigkeit, während Mangan die Härtbarkeit und Zähigkeit verbessert. Chrom trägt zur Korrosionsbeständigkeit bei und erhöht die Gesamtfestigkeit des Stahls.
Vorteile von 15B30 Stahl:
- Hohe Festigkeit und Zähigkeit: Geeignet für Anwendungen, die eine hohe Tragfähigkeit erfordern.
- Verschleißfestigkeit: Ideal für Komponenten, die abrasiven Bedingungen ausgesetzt sind.
- Gute Schweißbarkeit: Kann mit Standardtechniken geschweißt werden, was ihn vielseitig für verschiedene Anwendungen macht.
Beschränkungen von 15B30 Stahl:
- Moderate Korrosionsbeständigkeit: Nicht so korrosionsbeständig wie rostfreie Stähle, was seine Verwendung in stark korrosiven Umgebungen einschränkt.
- Kostenüberlegungen: Höherer Legierungsgehalt kann zu höheren Materialkosten im Vergleich zu niedriglegierten Stählen führen.
Historisch wurde 15B30 in verschiedenen Ingenieuranwendungen eingesetzt, insbesondere in der Automobil- und Maschinenbauindustrie, wo seine mechanischen Eigenschaften für Leistung und Haltbarkeit entscheidend sind.
Alternative Namen, Standards und Äquivalente
| Standardorganisation | Bezeichnung/Grad | Land/Region des Ursprungs | Hinweise/Anmerkungen |
|---|---|---|---|
| UNS | G15400 | USA | Nächster Äquivalent zu AISI 4130 |
| AISI/SAE | 15B30 | USA | Mittellegierter Kohlenstoffstahl |
| ASTM | A29/A29M | USA | Allgemeine Spezifikation für legierte Stähle |
| EN | 1.7218 | Europa | Ähnliche Eigenschaften, geringfügige Zusammensetzungsunterschiede |
| JIS | S45C | Japan | Vergleichbar, aber mit unterschiedlichen mechanischen Eigenschaften |
Die obige Tabelle hebt verschiedene Standards und Äquivalente für 15B30 Stahl hervor. Besonders bemerkenswert ist, dass Grade wie AISI 4130 und S45C oft als äquivalent angesehen werden, sie jedoch Unterschiede in Zähigkeit und Härtbarkeit aufweisen können, die die Leistung in bestimmten Anwendungen erheblich beeinflussen können.
Wichtige Eigenschaften
Chemische Zusammensetzung
| Element (Symbol und Name) | Prozentsatzbereich (%) |
|---|---|
| C (Kohlenstoff) | 0.13 - 0.18 |
| Mn (Mangan) | 0.60 - 0.90 |
| Cr (Chrom) | 0.40 - 0.60 |
| Si (Silizium) | 0.15 - 0.40 |
| P (Phosphor) | ≤ 0.035 |
| S (Schwefel) | ≤ 0.035 |
Die primären Legierungselemente im 15B30 Stahl spielen eine entscheidende Rolle bei der Definition seiner Eigenschaften. Kohlenstoff erhöht die Härte und Festigkeit, während Mangan die Zähigkeit und Härtbarkeit verbessert. Chrom trägt zur Verschleißfestigkeit und Gesamtfestigkeit bei, was diesen Stahl für anspruchsvolle Anwendungen geeignet macht.
Mechanische Eigenschaften
| Eigenschaft | Zustand/Temperatur | Prüftemperatur | Typischer Wert/Bereich (metrisch) | Typischer Wert/Bereich (imperial) | Referenzstandard für Prüfmethoden |
|---|---|---|---|---|---|
| Zugfestigkeit | Angeglüht | Raumtemperatur | 620 - 750 MPa | 90 - 109 ksi | ASTM E8 |
| Streckgrenze (0.2% Offset) | Angeglüht | Raumtemperatur | 350 - 450 MPa | 51 - 65 ksi | ASTM E8 |
| Dehnung | Angeglüht | Raumtemperatur | 20 - 25% | 20 - 25% | ASTM E8 |
| Härte (Brinell) | Angeglüht | Raumtemperatur | 170 - 210 HB | 170 - 210 HB | ASTM E10 |
| Schlagfestigkeit (Charpy) | Angeglüht | -20°C (-4°F) | 30 - 50 J | 22 - 37 ft-lbf | ASTM E23 |
Die mechanischen Eigenschaften von 15B30 Stahl machen ihn geeignet für Anwendungen, die hohe Festigkeit und Zähigkeit erfordern. Seine Streckgrenze und Zugfestigkeit zeigen seine Fähigkeit, signifikante Lasten zu tragen, während der Dehnungsprozentsatz eine gute Duktilität widerspiegelt, 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 | - | 1425 - 1540 °C | 2600 - 2800 °F |
| Wärmeleitfähigkeit | Raumtemperatur | 45 W/m·K | 31 BTU·in/h·ft²·°F |
| Spezifische Wärmekapazität | Raumtemperatur | 0.46 kJ/kg·K | 0.11 BTU/lb·°F |
| Wärmeausdehnungskoeffizient | Raumtemperatur | 11.5 x 10⁻⁶/K | 6.4 x 10⁻⁶/°F |
Die physikalischen Eigenschaften von 15B30 Stahl, wie seine Dichte und Wärmeleitfähigkeit, sind bedeutend für Anwendungen, die thermisches Management erfordern. Sein Schmelzpunkt zeigt eine gute Leistung unter Hochtemperaturbedingungen, während der Wärmeausdehnungskoeffizient wichtig für Anwendungen ist, bei denen Temperaturschwankungen zu erwarten sind.