CK75-Stahl: Eigenschaften und wichtige Anwendungsübersicht

CK75-Stahl ist eine Mittelcarbonstahl-Qualität, die in die Kategorie der Hochcarbonstähle fällt. Er zeichnet sich in erster Linie durch seinen Kohlenstoffgehalt aus, der typischerweise zwischen 0,65 % und 0,75 % liegt. Diese Stahlgüte ist bekannt für ihre hervorragende Härte und Verschleißfestigkeit, was sie für verschiedene Anwendungen geeignet macht, bei denen Festigkeit und Langlebigkeit von entscheidender Bedeutung sind. Das primäre Legierungselement in CK75 ist Kohlenstoff, der erheblichen Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften hat, insbesondere auf die Zugfestigkeit und Härte.

Umfassender Überblick

CK75-Stahl wird als Mittelcarbon-Legierungsstahl klassifiziert, was bedeutet, dass er einen höheren Kohlenstoffgehalt im Vergleich zu Niedrigcarbonstählen aufweist, was zu einer verbesserten Festigkeit und Härte führt. Der Kohlenstoffgehalt verbessert die Fähigkeit des Stahls, sich durch Wärmebehandlungsprozesse zu härten, was ihn zu einer beliebten Wahl für Anwendungen macht, die hohe Festigkeit und Verschleißfestigkeit erfordern.

Die bedeutendsten Eigenschaften von CK75-Stahl sind:

• Hohe Härte: Aufgrund seines Kohlenstoffgehalts kann CK75 hohe Härtegrade erreichen, insbesondere nach Abschrecken und Anlassen.
• Gute Verschleißfestigkeit: Die Härte des Stahls übersetzt sich in eine ausgezeichnete Verschleißfestigkeit, was ihn ideal für Bauteile macht, die Reibung und Abrieb ausgesetzt sind.
• Moderat Zähigkeit: Während er gute Festigkeit bietet, hat CK75 eine moderate Zähigkeit, was seine Verwendung in Anwendungen mit umfangreicher Verformung einschränken kann.

Vorteile und Einschränkungen

Vorteile	Einschränkungen
Hohe Festigkeit und Härte	Begrenzte Zähigkeit
Ausgezeichnete Verschleißfestigkeit	Empfindlich gegenüber Rissen beim Schweißen
Gute Zerspanbarkeit bei ordnungsgemäßer Behandlung	Erfordert sorgfältige Wärmebehandlung, um Sprödigkeit zu vermeiden

CK75-Stahl wird häufig in der Herstellung von Federn, Schneidwerkzeugen und verschiedenen mechanischen Bauteilen verwendet. Seine historische Bedeutung liegt in seiner weit verbreiteten Verwendung in der Automobil- und Maschinenbauindustrie, wo Hochleistungswerkstoffe unerlässlich sind.

Alternative Namen, Standards und Äquivalente

Standardorganisation	Bezeichnung/Qualität	Land/Region des Ursprungs	Anmerkungen/ Hinweise
UNS	G10750	USA	Nächster Äquivalent zu AISI 1075
AISI/SAE	1075	USA	Ähnliche Eigenschaften, können jedoch leichte Zusammensetzungsunterschiede aufweisen
DIN	C75	Deutschland	Geringe Unterschiede im Kohlenstoffgehalt
JIS	S75C	Japan	Äquivalent mit ähnlichen mechanischen Eigenschaften
EN	C75	Europa	Nächster Äquivalent mit geringfügigen Variationen

Die Unterschiede zwischen diesen äquivalenten Qualitäten können die Auswahl je nach spezifischen Anforderung der Anwendung, wie Härte, Zähigkeit und Schweißeignung, beeinflussen. Zum Beispiel, während AISI 1075 und CK75 ähnlich sind, können die leichten Variationen im Kohlenstoffgehalt zu Unterschieden in Härte und Zerspanbarkeit führen.

Wichtige Eigenschaften

Chemische Zusammensetzung

Element (Symbol und Name)	Prozentsatzbereich (%)
C (Kohlenstoff)	0,65 - 0,75
Mn (Mangan)	0,30 - 0,60
Si (Silizium)	0,15 - 0,40
P (Phosphor)	≤ 0,025
S (Schwefel)	≤ 0,025

Die Hauptrolle von Kohlenstoff im CK75-Stahl besteht darin, die Härte und Festigkeit durch Wärmebehandlung zu erhöhen. Mangan trägt zur Härtbarkeit bei und verbessert die Zähigkeit, während Silizium während der Stahlherstellung bei der Entgasung hilft und die Festigkeit erhöht.

Mechanische Eigenschaften

Eigenschaft	Zustand/Anlassen	Typischer Wert/Range (metrisch - SI-Einheiten)	Typischer Wert/Range (imperiale Einheiten)	Referenzstandard für Prüfmethoden
Zugfestigkeit	Abgeschreckt & Anlassen	800 - 1000 MPa	1160 - 1450 ksi	ASTM E8
Streckgrenze (0,2% Abweichung)	Abgeschreckt & Anlassen	600 - 800 MPa	870 - 1160 ksi	ASTM E8
Dehnung	Abgeschreckt & Anlassen	10 - 15%	10 - 15%	ASTM E8
Härte (HRC)	Abgeschreckt & Anlassen	55 - 65 HRC	55 - 65 HRC	ASTM E18
Schlagfestigkeit	-	30 - 50 J bei -20 °C	22 - 37 ft-lbf bei -4 °F	ASTM E23

Die Kombination aus hoher Zug- und Streckgrenze sowie signifikanter Härte macht CK75-Stahl geeignet für Anwendungen, die eine hohe mechanische Belastung und strukturelle Integrität erfordern, wie z.B. in Automobilkomponenten und Maschinenbauteilen.

Physikalische Eigenschaften

Eigenschaft	Zustand/Temperatur	Wert (metrisch - SI-Einheiten)	Wert (imperiale Einheiten)
Dichte	-	7,85 g/cm³	0,284 lb/in³
Schmelzpunkt	-	1425 - 1540 °C	2600 - 2800 °F
Wärmeleitzahl	20 °C	50 W/m·K	34,5 BTU·in/(hr·ft²·°F)
Spezifische Wärmekapazität	20 °C	0,46 kJ/kg·K	0,11 BTU/lb·°F
Elektrischer Widerstand	20 °C	0,0000017 Ω·m	0,0000017 Ω·in

Die Dichte von CK75-Stahl zeigt seine Masse pro Volumeneinheit an, was für gewichtsensitive Anwendungen wichtig ist. Der Schmelzpunkt weist auf seine thermische Stabilität hin, während die Wärmeleitfähigkeit und die spezifische Wärmekapazität entscheidend für Anwendungen sind, die Wärmebehandlung und thermische Verarbeitung beinhalten.

Korrosionsbeständigkeit

Korrosives Mittel	Konzentration (%)	Temperatur (°C/°F)	Widerstandsbewertung	Anmerkungen
Atmosphärisch	-	-	Durchschnittlich	Empfindlich gegenüber Rost ohne Schutzbeschichtungen
Chloride	Niedrig	Umgebung	Schlecht	Risiko von Lochkorrosion
Säuren	Verdünnt	Umgebung	Schlecht	Nicht empfohlen für saure Umgebungen
Alkalien	Verdünnt	Umgebung	Durchschnittlich	Moderate Beständigkeit, aber Schutzmaßnahmen empfohlen

CK75-Stahl zeigt eine moderate Korrosionsbeständigkeit, hauptsächlich wegen seines Kohlenstoffgehalts. Er ist anfällig für Rostbildung in feuchten Umgebungen und benötigt Schutzbeschichtungen für Außenanwendungen. Im Vergleich zu rostfreien Stählen ist die Korrosionsbeständigkeit von CK75 erheblich geringer, was ihn weniger geeignet für Anwendungen in hochkorrosiven Umgebungen macht.

Wärmebeständigkeit

Eigenschaft/Grenze	Temperatur (°C)	Temperatur (°F)	Bemerkungen
Maximale Dauertemperatur	300 °C	572 °F	Über dieser Temperatur können die Eigenschaften beeinträchtigt werden
Maximale intermittierende Temperatur	400 °C	752 °F	Kurzzeitige Exposition kann toleriert werden
Skalierungstemperatur	600 °C	1112 °F	Risiko von Skalierung bei erhöhten Temperaturen

Bei erhöhten Temperaturen behält CK75-Stahl seine Festigkeit, kann jedoch beginnen, Härte und Zähigkeit zu verlieren. Oxidation kann auftreten, was zu Skalierung führen kann, die die Integrität des Materials gefährden kann. Daher ist es wichtig, die Betriebstemperatur zu berücksichtigen, wenn CK75 für Hochtemperatureanwendungen ausgewählt wird.

Bearbeitungs-eigenschaften

Schweißeignung

Schweißprozess	Empfohlener Zusatzwerkstoff (AWS-Klassifizierung)	Typisches Schutzgas/Fox	Anmerkungen
MIG	ER70S-6	Argon + CO2-Mischung	Vorpregeln empfohlen
TIG	ER70S-2	Argon	Benötigt Nachbehandlung nach dem Schweißen
Elektrode	E7018	-	Nicht empfohlen für dicke Abschnitte

CK75-Stahl stellt aufgrund seines hohen Kohlenstoffgehalts Herausforderungen beim Schweißen dar, was zu Rissen führen kann. Vorheizen und Nachbehandlung sind empfohlen, um diese Risiken zu mildern. Geeignete Zusatzwerkstoffe sollten ausgewählt werden, um Kompatibilität und Festigkeit in der Schweißverbindung zu gewährleisten.

Zerspanbarkeit

Zerspanungsparameter	CK75-Stahl	Benchmark-Stahl (AISI 1212)	Hinweise/Tipps
Relativer Zerspanbarkeitsindex	60	100	Moderat Zerspanbarkeit
Typische Schnittgeschwindigkeit (Drehen)	30 m/min	50 m/min	Verwenden Sie Hartmetallwerkzeuge für beste Ergebnisse

CK75-Stahl hat eine moderate Zerspanbarkeit, die mit geeigneten Werkzeugen und Geschwindigkeiten verbessert werden kann. Die Verwendung von Hartmetallwerkzeugen wird empfohlen, um besser Oberflächenfinish und Werkzeuglebensdauer zu erreichen.

Formbarkeit

CK75-Stahl ist für kalte und heiße Umformprozesse geeignet. Aufgrund seines höheren Kohlenstoffgehalts zeigt er jedoch eine Verfestigung, die umfangreiche Verformungen erschweren kann. Empfohlene Biegeradien sollten größer sein, um Risse während der Umformung zu vermeiden.

Wärmebehandlung

Behandlungsprozess	Temperaturbereich (°C/°F)	Typische Haltezeit	Kühlmethode	Hauptzweck / Erwarten Ergebnis
Glühen	600 - 700 °C / 1112 - 1292 °F	1 - 2 Stunden	Luft oder Ofen	Weichmachen, Verbesserung der Zähigkeit
Abschrecken	800 - 900 °C / 1472 - 1652 °F	30 Minuten	Öl oder Wasser	Härten, Erhöhung der Festigkeit
Anlassen	150 - 300 °C / 302 - 572 °F	1 Stunde	Luft	Reduzierung der Sprödigkeit, Verbesserung der Zähigkeit

Im Verlauf der Wärmebehandlung durchläuft CK75 signifikante metallurgische Umwandlungen. Abschrecken erhöht die Härte durch die Bildung von Martensit, während Anlassen die Sprödigkeit reduziert und die Zähigkeit verbessert, was den Stahl besser für dynamische Anwendungen geeignet macht.

Typische Anwendungen und Endverwendungen

Branche/Sektor	Beispiel für spezifische Anwendung	Wichtige Stahl-Eigenschaften, die in dieser Anwendung genutzt werden	Grund für die Auswahl (Kurz)
Automobil	Federblätter	Hohe Festigkeit, ausgezeichnete Verschleißfestigkeit	Notwendig für tragende Anwendungen
Maschinenbau	Schneidwerkzeuge	Hohe Härte, gute Zerspanbarkeit	Essentiell für präzises Schneiden
Luft- und Raumfahrt	Landefahrwerkskomponenten	Hohe Festigkeit, Ermüdungsbeständigkeit	Kritisch für Sicherheit und Leistung

Weitere Anwendungen von CK75-Stahl umfassen:

• Herstellung von Zahnrädern und Wellen: Aufgrund seiner Festigkeit und Verschleißfestigkeit.
• Produktion von Messern und Klingen: Wo Härte entscheidend für die Schneidleistung ist.
• Bau von schweren Maschinen: Für Komponenten, die Haltbarkeit und Festigkeit erfordern.

Wichtige Überlegungen, Auswahlkriterien und weitere Einblicke

Merkmal/Eigenschaft	CK75-Stahl	AISI 1075	AISI 4140	Kurz Pro/Contra oder Trade-off Bemerkung
Wichtige mechanische Eigenschaft	Hohe Härte	Ähnliche Härte	Geringere Härte	CK75 bietet bessere Verschleißfestigkeit
Wichtiger Korrosionsaspekt	Durchschnittlicher Widerstand	Durchschnittlicher Widerstand	Guter Widerstand	AISI 4140 ist besser für korrosive Umgebungen
Schweißeignung	Herausfordernd	Moderat	Gut	CK75 erfordert sorgfältigen Umgang beim Schweißen
Zerspanbarkeit	Moderat	Gut	Moderat	AISI 1075 ist einfacher zu bearbeiten
Formbarkeit	Moderat	Gut	Moderat	AISI 1075 bietet bessere Formbarkeit
Ungefährer relativer Preis	Moderat	Moderat	Höher	CK75 ist kosten-effektiv für Anwendungen mit hoher Festigkeit
Typische Verfügbarkeit	Gemeinsam	Gemeinsam	Weniger verbreitet	CK75 ist in verschiedenen Formen weit verbreitet

Bei der Auswahl von CK75-Stahl müssen Überlegungen wie Kosten-Nutzen-Verhältnis, Verfügbarkeit und spezifische Anwendungsanforderungen bewertet werden. Während er ausgezeichnete mechanische Eigenschaften bietet, sollten seine Einschränkungen in der Schweißeignung und Korrosionsbeständigkeit sorgfältig berücksichtigt werden, basierend auf der beabsichtigten Verwendung. Darüber hinaus machen die magnetischen Eigenschaften von CK75 ihn geeignet für Anwendungen, bei denen magnetische Störungen ein Anliegen sind.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass CK75-Stahl ein vielseitiger Mittelcarbonstahl ist, der in Anwendungen, die hohe Festigkeit und Verschleißfestigkeit erfordern, hervorragend abschneidet und ihn in verschiedenen Branchen zu einer bevorzugten Wahl macht.