C35 Stahl: Eigenschaften und wichtige Anwendungen

C35-Stahl wird als mittelkohlenstofflegierter Stahl klassifiziert, der hauptsächlich aus Eisen mit einem Kohlenstoffgehalt von etwa 0,35% besteht. Diese Stahlsorte ist bekannt für ihr Gleichgewicht aus Festigkeit, Zähigkeit und Verschleißfestigkeit, was sie für verschiedene Ingenieuranwendungen geeignet macht. Die Hauptlegierungsbestandteile des C35-Stahls sind Mangan, das die Härtbarkeit und Festigkeit erhöht, und Silizium, das die Entgasung während der Stahlherstellung verbessert.

Umfassende Übersicht

C35-Stahl zeigt mehrere bedeutende Eigenschaften, die seinen Nutzen in Ingenieuranwendungen definieren. Er weist eine gute Zerspanbarkeit, Schweißbarkeit auf und kann wärmebehandelt werden, um seine mechanischen Eigenschaften zu verbessern. Der mittlere Kohlenstoffgehalt des Stahls ermöglicht ein gutes Gleichgewicht zwischen Verformbarkeit und Festigkeit, was ihn für Komponenten geeignet macht, die sowohl Zähigkeit als auch Verschleißfestigkeit erfordern.

Vorteile und Einschränkungen

Vorteile:
- Festigkeit und Zähigkeit: C35-Stahl hat eine gute Zugfestigkeit und Stoßfestigkeit, was ihn ideal für strukturelle Anwendungen macht.
- Vielseitigkeit: Er kann in verschiedenen Formen verwendet werden, darunter Stäbe, Platten und Schmiedeteile, was eine breite Palette von Anwendungen ermöglicht.
- Wärmebehandlungsfähigkeit: Der Stahl kann wärmebehandelt werden, um die gewünschten mechanischen Eigenschaften zu erzielen und seine Leistung in anspruchsvollen Umgebungen zu verbessern.

Einschränkungen:
- Korrosionsbeständigkeit: C35-Stahl ist nicht von Natur aus korrosionsbeständig und benötigt möglicherweise schützende Beschichtungen in korrosiven Umgebungen.
- Begrenzte Hochtemperatureigenschaften: Während er bei Raumtemperatur gut abschneidet, können sich seine mechanischen Eigenschaften bei erhöhten Temperaturen verschlechtern.

C35-Stahl nimmt aufgrund seiner Vielseitigkeit und Kosteneffektivität eine bedeutende Position auf dem Markt ein. Er wird häufig in der Herstellung von Komponenten wie Wellen, Zahnrädern und Achsen eingesetzt und hat historische Bedeutung bei der Entwicklung von mittelkohlenstoffhaltigen Stählen.

Alternative Namen, Standards und Äquivalente

Standardorganisation	Bezeichnung/Qualität	Land/Region der Herkunft	Hinweise/Anmerkungen
UNS	G10350	USA	Nächste Entsprechung zu C35
AISI/SAE	1035	USA	Kleine zusammensetzungsbedingte Unterschiede
ASTM	A36	USA	Allgemeiner Baustahl, niedrigerer Kohlenstoffgehalt
EN	C35E	Europa	Äquivalent mit leichten Unterschieden in der Zusammensetzung
DIN	1.0501	Deutschland	Ähnliche Eigenschaften, in Europa verwendet
JIS	S35C	Japan	Vergleichbare Klasse mit anderen Standards
GB	Q345B	China	Höhere Streckgrenze, in der Bauindustrie verwendet

Die obige Tabelle hebt verschiedene Standards und Äquivalente für C35-Stahl hervor. Es ist wichtig zu beachten, dass diese Grades zwar als äquivalent betrachtet werden können, subtile Unterschiede in der Zusammensetzung und den mechanischen Eigenschaften die Leistung in spezifischen Anwendungen beeinflussen können. Beispielsweise hat A36-Stahl einen niedrigeren Kohlenstoffgehalt, was zu einer verringerten Festigkeit im Vergleich zu C35 führen kann.

Wesentliche Eigenschaften

Chemische Zusammensetzung

Element (Symbol und Name)	Prozentbereich (%)
C (Kohlenstoff)	0,32 - 0,38
Mn (Mangan)	0,60 - 0,90
Si (Silizium)	0,10 - 0,40
P (Phosphor)	≤ 0,035
S (Schwefel)	≤ 0,035

Die Hauptlegierungselemente im C35-Stahl spielen eine entscheidende Rolle bei der Bestimmung seiner Eigenschaften. Kohlenstoff ist das Schlüsselmolekül, das Härte und Festigkeit beeinflusst; Mangan erhöht die Härtbarkeit und Zähigkeit, während Silizium zur Entgasung beiträgt und die Festigkeit bei erhöhten Temperaturen verbessert.

Mechanische Eigenschaften

Eigenschaft	Zustand/Temperatur	Typischer Wert/Bereich (metrisch)	Typischer Wert/Bereich (imperial)	Referenzstandard für Prüfmethode
Zugfestigkeit	Angeglüht	600 - 700 MPa	87 - 102 ksi	ASTM E8
Streckgrenze (0,2% Offset)	Angeglüht	350 - 450 MPa	51 - 65 ksi	ASTM E8
Elongation	Angeglüht	20 - 25%	20 - 25%	ASTM E8
Härte (Brinell)	Angeglüht	170 - 210 HB	170 - 210 HB	ASTM E10
Kerbschlagfestigkeit (Charpy)	-20°C	30 - 40 J	22 - 30 ft-lbf	ASTM E23

Die mechanischen Eigenschaften des C35-Stahls machen ihn geeignet für Anwendungen, die gute Festigkeit und Zähigkeit erfordern. Seine Zug- und Streckfestigkeit zeigen seine Fähigkeit, signifikante Lasten zu tragen, während der Prozentsatz der Dehnung seine Verformbarkeit widerspiegelt, die es ihm ermöglicht, sich zu verformen, ohne zu brechen.

Physikalische Eigenschaften

Eigenschaft	Zustand/Temperatur	Wert (metrisch)	Wert (imperial)
Dichte	-	7,85 g/cm³	0,284 lb/in³
Schmelzpunkt	-	1425 - 1540 °C	2600 - 2800 °F
Wärmeleitfähigkeit	20°C	50 W/m·K	34,5 BTU·in/h·ft²·°F
Spezifische Wärmekapazität	-	0,46 kJ/kg·K	0,11 BTU/lb·°F
Elektrischer Widerstand	-	0,0006 Ω·m	0,00002 Ω·in

Die Dichte des C35-Stahls zeigt seine Masse pro Volumeneinheit an, was für gewichtssensible Anwendungen wichtig ist. Der Schmelzpunkt ist entscheidend für Prozesse, die hohe Temperaturen betreffen, während Wärmeleitfähigkeit und spezifische Wärmekapazität für Anwendungen, die Wärmeübertragung erfordern, von entscheidender Bedeutung sind.

Korrosionsbeständigkeit

Korrosives Agent	Konzentration (%)	Temperatur (°C)	Widerstandswertung	Hinweise
Chloride	3%	25°C	Mäßig	Risiko von Lochfraß
Schwefelsäure	10%	20°C	Schlecht	Nicht empfohlen
Natriumhydroxid	5%	25°C	Mäßig	anfällig für SCC

C35-Stahl zeigt eine mäßige Korrosionsbeständigkeit, insbesondere in Umgebungen mit Chloriden und alkalischen Substanzen. Er ist anfällig für Lochfraß und spannungsbedingte Korrosion (SCC) in umgebungen mit hohem Chloridgehalt. Im Vergleich zu rostfreien Stählen ist die Korrosionsbeständigkeit von C35-Stahl deutlich geringer, was in korrosiven Anwendungen den Einsatz von schützenden Beschichtungen oder Behandlungen erforderlich macht.

Wärmebeständigkeit

Eigenschaft/Grenze	Temperatur (°C)	Temperatur (°F)	Bemerkungen
Maximale fortlaufende Betriebstemperatur	400°C	752°F	Geeignet für gemäßigte Temperaturen
Maximale intermittierende Betriebstemperatur	500°C	932°F	Nur kurzfristige Exposition
Skalierungstemperatur	600°C	1112°F	Risiko von Oxidation bei höheren Temperaturen

C35-Stahl behält seine mechanischen Eigenschaften bis zu gemäßigten Temperaturen bei, kann jedoch bei erhöhten Temperaturen Oxidation und Skalierung erfahren. Seine Leistung kann beeinträchtigt werden, wenn er über längere Zeit hohen Temperaturen ausgesetzt ist, was ihn weniger geeignet für Hochtemperaturanwendungen macht im Vergleich zu legierten Stählen, die speziell für solche Umgebungen entwickelt wurden.

Verarbeitungseigenschaften

Schweißbarkeit

Schweißprozess	Empfohlene Zusatzmetall (AWS-Klassifikation)	Typisches Schutzgas/Flussmittel	Hinweise
MIG	ER70S-6	Argon + CO2	Gut für dünne Abschnitte
TIG	ER70S-2	Argon	Saubere Schweißnähte, geringe Verformung
Elektroden	E7018	-	Erfordert Vorwärmen

C35-Stahl wird allgemein als gut schweißbar angesehen. Vorwärmen kann erforderlich sein, um das Risiko von Rissen zu minimieren, insbesondere in dickeren Abschnitten. Eine Nachbehandlung nach dem Schweißen kann die Eigenschaften des Schweißbereichs verbessern und eine starke Verbindung gewährleisten.

Zerspanbarkeit

Zerspanungsparameter	C35-Stahl	AISI 1212	Hinweise/Tipps
Relativer Zerspanbarkeitsindex	70	100	C35 ist weniger zerspanbar als 1212
Typische Schnittgeschwindigkeit	30 m/min	50 m/min	Verwenden Sie Schnellarbeitsstahl-Werkzeuge

C35-Stahl hat eine moderate Zerspanbarkeit, was ihn für verschiedene Zerspanungsoperationen geeignet macht. Optimale Schnittgeschwindigkeiten und Werkzeuge können die Leistung verbessern, jedoch muss darauf geachtet werden, Arbeitsverhärtung zu vermeiden.

Formbarkeit

C35-Stahl kann sowohl mit kalten als auch mit heißen Verfahren geformt werden. Kaltes Formen ist machbar, erfordert jedoch möglicherweise höhere Kräfte aufgrund von Verhärtung. Heißformen ist bevorzugt für komplexe Formen, da es das Risiko von Rissen verringert und die Manipulation des Materials erleichtert.

Wärmebehandlung

Behandlungsprozess	Temperaturbereich (°C/°F)	Typische Haltezeit	Kühlmethode	Primäres Ziel / Erwartetes Ergebnis
Glühen	600 - 700 °C / 1112 - 1292 °F	1 - 2 Stunden	Luft	Weichmachung, Verbesserung der Verformbarkeit
Abschrecken	800 - 850 °C / 1472 - 1562 °F	30 Minuten	Öl oder Wasser	Härtung, Steigerung der Festigkeit
Tempering	400 - 600 °C / 752 - 1112 °F	1 Stunde	Luft	Verminderung der Sprödigkeit, Verbesserung der Zähigkeit

Die Wärmebehandlungsprozesse beeinflussen wesentlich die Mikrostruktur und die Eigenschaften des C35-Stahls. Das Glühen macht das Material weicher, was die Bearbeitung erleichtert, während das Abschrecken die Härte erhöht. Tempern ist entscheidend, um Spannungen abzubauen und die Zähigkeit nach der Härtung zu verbessern.

Typische Anwendungen und Endnutzungen

Industrie/Sektor	Beispiel für spezifische Anwendung	Wesentliche Stahleigenschaften, die in dieser Anwendung genutzt werden	Grund für die Auswahl
Automobil	Achsen	Hohe Festigkeit, Zähigkeit	Lasttragende Komponenten
Maschinentechnik	Zahnräder	Verschleißfestigkeit, Zerspanbarkeit	Präzisionskomponenten
Bau	Strukturelle Träger	Festigkeit, Schweißbarkeit	Strukturelle Integrität

C35-Stahl wird aufgrund seiner Festigkeit und Zähigkeit häufig in der Automobil- und Maschinenbauindustrie eingesetzt. Er wird oft für Komponenten ausgewählt, die signifikanten mechanischen Belastungen und Verschleiß standhalten müssen.

Wichtige Überlegungen, Auswahlkriterien und weitere Einblicke

Merkmal/Eigenschaft	C35-Stahl	AISI 4140	S235JR	Kurze Pro-/Kontra- oder Kompromissnotiz
Wesentliche mechanische Eigenschaft	Gute Festigkeit	Höhere Festigkeit	Niedrigere Festigkeit	C35 ist vielseitig, aber weniger stark als 4140
Wesentliches Korrosionsmerkmal	Mäßige Beständigkeit	Bessere Beständigkeit	Schlechte Beständigkeit	C35 erfordert Beschichtungen in korrosiven Umgebungen
Schweißbarkeit	Gut	Mäßig	Ausgezeichnet	C35 ist für das Schweißen mit Vorsichtsmaßnahmen geeignet
Zerspanbarkeit	Moderat	Gut	Ausgezeichnet	C35 ist weniger zerspanbar als S235JR
Formbarkeit	Gut	Mäßig	Ausgezeichnet	C35 kann geformt werden, erfordert jedoch Vorsicht
Ungefähre relative Kosten	Moderat	Höher	Niedriger	C35 ist kosteneffektiv für viele Anwendungen
Typische Verfügbarkeit	Gewöhnlich	Weniger gewöhnlich	Sehr gewöhnlich	C35 ist in verschiedenen Formen weit verbreitet verfügbar

Bei der Auswahl von C35-Stahl sind Überlegungen zu seinen mechanischen Eigenschaften, Korrosionsbeständigkeit und Verarbeitungseigenschaften wichtig. Sein Gleichgewicht aus Festigkeit und Zähigkeit macht ihn zu einer kosteneffektiven Wahl für viele Anwendungen, obwohl seine Anfälligkeit für Korrosion möglicherweise zusätzliche Schutzmaßnahmen erforderlich macht.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass C35-Stahl ein vielseitiger mittelkohlenstofflegierter Stahl ist, der ein gutes Gleichgewicht der Eigenschaften für verschiedene Ingenieuranwendungen bietet. Seine historische Bedeutung und fortwährende Relevanz in der modernen Fertigung unterstreichen seine Wichtigkeit im Bereich der Materialwissenschaft.