300W Stahl: Eigenschaften und wichtige Anwendungsübersicht
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300W Stahl (Kanadische Struktur)
Umfassende Übersicht
300W Stahl ist eine mittelkohlenstoffhaltige Baustahl-Qualität, die hauptsächlich in der Bau- und Fertigungsindustrie verwendet wird. Als niedriglegierter Stahl klassifiziert, enthält er typischerweise Legierungselemente wie Mangan, Phosphor und Schwefel, die seine mechanischen Eigenschaften und die Gesamtleistung verbessern. Die Bezeichnung "300W" weist auf eine Mindeststreckgrenze von 300 MPa hin, was ihn für verschiedene strukturelle Anwendungen geeignet macht.
Die bedeutendsten Eigenschaften von 300W Stahl sind seine hervorragende Schweißbarkeit, gute Duktilität und hohes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht. Diese Eigenschaften machen ihn zur bevorzugten Wahl für Strukturkomponenten, die sowohl Stärke als auch Flexibilität erfordern. Darüber hinaus zeigt 300W Stahl eine gute Zähigkeit, die für Anwendungen, die dynamischen Lasten ausgesetzt sind, entscheidend ist.
Vorteile und Einschränkungen
Vorteile:
- Hohe Festigkeit: Die Streckgrenze von 300W Stahl ermöglicht dünnere Querschnitte in strukturellen Anwendungen, wodurch das Gesamtgewicht reduziert wird.
- Schweißbarkeit: Dieser Stahl kann mit verschiedenen Methoden leicht geschweißt werden, was ihn vielseitig für Bauprojekte macht.
- Duktilität: Das Material kann vor dem Versagen erhebliche Verformungen erleiden, was für die Sicherheit in strukturellen Anwendungen entscheidend ist.
Einschränkungen:
- Korrosionsbeständigkeit: Während er in vielen Umgebungen angemessen funktioniert, kann 300W Stahl in stark korrosiven Umgebungen Schutzbeschichtungen benötigen.
- Temperaturempfindlichkeit: Seine mechanischen Eigenschaften können bei erhöhten Temperaturen abnehmen, was seine Verwendung in Hochtemperaturanwendungen einschränkt.
Auf dem Markt wird 300W Stahl häufig in Kanada verwendet und ist für seine historische Bedeutung in der Entwicklung des modernen Bauingenieurwesens anerkannt. Seine weit verbreitete Verwendung in Brücken, Gebäuden und anderen Infrastrukturprojekten unterstreicht seine Zuverlässigkeit und Leistung.
Alternative Namen, Standards und Äquivalente
| Standardorganisation | Bezeichnung/Grad | Land/Region des Ursprungs | Hinweise/Anmerkungen |
|---|---|---|---|
| ASTM | A992 | USA | Nächste Entsprechung für strukturelle Anwendungen |
| ASTM | A572 Grad 50 | USA | Ähnliche Eigenschaften, aber unterschiedliche Streckgrenze |
| EN | S355 | Europa | Vergleichbare Qualität mit geringfügigen Zusammensetzungsunterschieden |
| JIS | SM490 | Japan | Ähnliche mechanische Eigenschaften, aber unterschiedliche Standards |
| ISO | 300W | Kanada | Direkte Bezeichnung für kanadischen Baustahl |
Die obige Tabelle hebt verschiedene Standards und äquivalente Grade für 300W Stahl hervor. Bemerkenswert ist, dass ASTM A992 und A572 Grad 50 oft als gleichwertig angesehen werden, sie jedoch in der Streckgrenze und chemischen Zusammensetzung variieren können, was die Auswahl basierend auf spezifischen Ingenieuranforderungen beeinflussen kann.
Wichtige Eigenschaften
Chemische Zusammensetzung
| Element (Symbol und Name) | Prozentsatzbereich (%) |
|---|---|
| C (Kohlenstoff) | 0.18 - 0.23 |
| Mn (Mangan) | 0.60 - 0.90 |
| P (Phosphor) | ≤ 0.04 |
| S (Schwefel) | ≤ 0.04 |
| Si (Silizium) | 0.15 - 0.40 |
Die primären Legierungselemente in 300W Stahl spielen entscheidende Rollen bei der Definition seiner Eigenschaften. Kohlenstoff verbessert die Festigkeit und Härte, während Mangan die Zähigkeit und Härtbarkeit erhöht. Silizium trägt zur Entgasung während der Stahlherstellung bei und sorgt für ein saubereres Endprodukt.
Mechanische Eigenschaften
| Eigenschaft | Zustand/Temperatur | Prüftemperatur | Typischer Wert/Bereich (metrisch) | Typischer Wert/Bereich (imperial) | Referenzstandard für Prüfmethoden |
|---|---|---|---|---|---|
| Streckgrenze (0.2% Offset) | Angeglüht | Raumtemperatur | 300 - 350 MPa | 43.5 - 50.8 ksi | ASTM E8 |
| Zugfestigkeit | Angeglüht | Raumtemperatur | 450 - 550 MPa | 65.3 - 79.8 ksi | ASTM E8 |
| Dehnung | Angeglüht | Raumtemperatur | 20 - 25% | 20 - 25% | ASTM E8 |
| Flächenreduktion | Angeglüht | Raumtemperatur | 50 - 60% | 50 - 60% | ASTM E8 |
| Härte (Brinell) | Angeglüht | Raumtemperatur | 150 - 190 HB | 150 - 190 HB | ASTM E10 |
| Schlagfestigkeit | Charpy V-Kerbe | -20 °C | 27 J | 20 ft-lbf | ASTM E23 |
Die mechanischen Eigenschaften von 300W Stahl machen ihn für verschiedene strukturelle Anwendungen geeignet. Seine hohe Streckgrenze und Zugfestigkeit ermöglichen das Design leichterer Strukturen, ohne die Sicherheit zu gefährden. Die Werte für Dehnung und Flächenreduktion zeigen eine gute Duktilität, die entscheidend für die Energieaufnahme bei Stößen ist.
Physikalische Eigenschaften
| Eigenschaft | Zustand/Temperatur | Wert (metrisch) | Wert (imperial) |
|---|---|---|---|
| Dichte | Raumtemperatur | 7850 kg/m³ | 490 lb/ft³ |
| Schmelzpunkt/-bereich | - | 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 |
Wärmeausdehnungskoeffizient
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