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Wie viele Stahlsorten können Sie nennen?

Es ist fast unmöglich, sie alle nach Gedächtnis zu benennen, da es heute über 3.000 Stahlsorten gibt. Sie wurden vom American Iron & Steel Institute (AISI) und der Society of Automotive Engineers (SAE) definiert, die sie nach Verwendung und Zusammensetzung in Kategorien eingeteilt haben. In diesem Artikel wird ein kohlenstoffreicher, niedrig legierter Stahl untersucht, der als 52100-Stahl bekannt ist, um zu zeigen, wo er am besten als technischer Werkstoff passt. Wir werden zuerst die physikalischen Eigenschaften von 52100-Stahl betrachten und dann seine Verarbeitungseigenschaften sowie die möglichen Anwendungen für dieses vielseitige Metall untersuchen.

Physikalische Eigenschaften von 52100 Stahl

52100 Stahl scheint eine andere Benennungsstruktur zu haben als die anderen drei- oder vierstelligen Stähle, dies liegt jedoch nur an den spezifischen Unterschieden zwischen den SAE- und AISI-Benennungsindizes. Die erste Ziffer (5) bedeutet, dass dieser Stahl hauptsächlich mit Chrom legiert ist, und die zweite Ziffer (2) stellt einen Legierungsprozentsatz von mehr als 1% dar. Mit anderen Worten, die zweite Ziffer gibt nicht den genauen Prozentsatz an Chrom an, sondern nur, dass es zu einem höheren Prozentsatz als andere ähnliche Stähle legiert ist. Die letzten drei Ziffern zeigen den durchschnittlichen Prozentsatz an Kohlenstoff, der im Stahl verwendet wird; Für 52100 Stahl werden also durchschnittlich 1,00% Kohlenstoff in seiner Mischung verwendet. Nachfolgend finden Sie eine Liste mit der genauen chemischen Zusammensetzung von 52100 Stahl mit Toleranzen:

Komponentenelemente aus 52100 Stahl

• 0,98- 1,1% Kohlenstoff
• 1,3-1,6% Chrom
• 0,25-0,45% Mangan
• <= 0,025% Phosphor
• 0,15-0,3% Silizium
• <= 0,025% Schwefel

Um mehr über die Unterschiede zwischen Stahlsorten zu erfahren, lesen Sie unseren Artikel über die Stahlsorten.

52100 Stahl ist ein legierter Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt und einer Dichte von 7,81 g / cm3 (0,282 lb / in3). Es kann durch Kalt- und Warmumformverfahren gehärtet werden und reagiert auf Glühen und Anlassen und kann durch das Wärmebehandlungsverfahren verstärkt werden. Es ist leicht geschmiedet und geformt, sowie bearbeitet, aus seinem geglühten Zustand. Während im Allgemeinen nicht für das Schweißen verwendet, ist Stahl 52100 in den Lagern, in den Mühlrollen und in den Fahrzeugteilen dank seine Kombination der Stärke, der Härte und der Brauchbarkeit besonders nützlich. Die allgemeinste Form des Vorrates 52100 ist Stangenvorrat, aber sie kann im Rohr-, Draht-, flachgewalzten und Schmiedenvorrat auch gefunden werden.

Mechanische Eigenschaften

Tabelle 1: Summary of mechanical properties for 52100 steel.

Oben, in Tabelle 1, einige mechanische Eigenschaften des Stahls 52100 werden gezeigt, um seine nützlichen Arbeitseigenschaften zu veranschaulichen. Dieser Abschnitt erklärt kurz jeden Parameter und wie er sich auf die Anwendungen des Stahls 52100 bezieht.

Stahl vom Typ 52100 hat einen Elastizitätsmodul von 210 GPa. Diese Metrik beschreibt die elastische Steifigkeit eines Materials, wobei ein höherer Elastizitätsmodul ein steiferes Metall bezeichnet. Es ist wichtig, den Elastizitätsmodul eines Materials zu verstehen, wenn es bearbeitet werden muss, da ein weniger steifes Material dazu neigt, auf maschinellen Mühlen zu Kaugummi und Galle zu werden, während ein steiferes Material Maschinenbits schneller abnutzt, aber im Allgemeinen besser bearbeitet. 52100 Stahl reagiert gut auf Bearbeitungsprozesse, und dies zeigt sich deutlich an seinem großen Elastizitätsmodul.Der Volumenmodul ist eine Materialeigenschaft, die häufig Flüssigkeiten vorbehalten ist, wird jedoch häufig in Bezug auf Stahl verwendet, da er die Druckfestigkeit eines Metalls oder eine Volumenreduzierung bei gleichmäßiger Kompression beschreibt. Dieser Wert ist für 52100 Stahl besonders wichtig, da er typischerweise in Lagern verwendet wird, die unter dieser Art konstanter Druckkraft oder Last stehen können. Wie in Tabelle 1 zu sehen ist, beträgt der Massenmodul von 52100 Stahl 160 GPa, was etwa doppelt so stark ist wie bei den meisten Aluminiumlegierungen.

Der Schermodul eines Materials ist eine weitere Darstellung der Reaktion eines Materials auf Spannung, die in diesem Fall Scherspannung ist. Scherspannung ist, wo zwei Kräfte einander entlang einer Ebene eines Materials gegenüberstehen, wie eine Schere Papier schneidet oder eine Säge eine zylindrische Stange schneidet. Es ist ein wichtiger Wert zu verstehen, ob ein Metall aus dem Lager geschnitten und radial verdreht / geformt wird, da das Material unter diesen Bedingungen nicht abscheren oder brechen darf. Der Schermodul von 52100 Stahl beträgt 80 GPa, was typisch für Stahl ist und zum Schneiden von flachen Walzen und Drähten geeignet ist.

Die Bruchzähigkeit zeigt die Bruchfestigkeit eines Materials. Es bezeichnet die Spannung, bei der sich Risse ungehindert durch andere Einflüsse durch das Material ausbreiten, und ist entscheidend für das Verständnis, wie ein Material beim Sprödbruch versagt. Ein Material mit einer hohen Bruchzähigkeit versagt im Allgemeinen beim duktilen Bruch, während solche Materialien mit einer geringen Bruchzähigkeit einfach zerbrechen. Aufgrund seiner Bruchzähigkeit (15,4-18,7 MPa-m½) neigt 52100-Stahl eindeutig zu einem duktileren Bruchszenario, das für solche Stähle ideal ist.

Schließlich ist die Zerspanbarkeit eines Materials ein qualitatives, vergleichendes Maß dafür, wie gut ein Metall auf Bearbeitungsprozesse reagiert. Es wird oft als Prozentsatz angegeben, wobei der Referenzstahl auf 100% festgelegt ist und andere Stähle einen Prozentsatz in Bezug auf diesen Stahl erhalten. Die in Tabelle 1 angegebene Zerspanbarkeit bezieht sich auf Stahl AISI 1212, der auf dieser Skala eine Zerspanbarkeit von 100% aufweist. Ein niedrigerer Prozentsatz als 100% (wie bei Stahl 52100) bedeutet, dass er schwieriger zu bearbeiten ist als der Referenzstahl. Dies bedeutet nicht, dass 52100 nicht für die Bearbeitung geeignet ist; Im Gegenteil, es kann leicht bearbeitet werden, aber seine Härte nutzt sich einfach schneller ab.

Anwendungen von 52100 Stahl

Wie bereits erwähnt, 52100 Stahl am häufigsten in Stahllagern verwendet, sowie Lagerherstellungsanlagen. Aufgrund seiner Zähigkeit und Härte eignet es sich für Klingen und Besteck, obwohl es schwieriger zu wärmebehandeln ist als einige andere, gebräuchlichere Klingenstähle. Nachfolgend finden Sie eine Liste anderer gängiger Anwendungen von 52100-Stahl:

• Wälzlager
• Mühlwalzen
• Stanzen, Gewindebohrer, Matrizen
• Automobil- und Flugzeugteile
• Befestigungselemente

und mehr.

Wenn 52100 steel klingt, als könnte es für Ihr Projekt nützlich sein, wenden Sie sich an Ihren Lieferanten und prüfen Sie, ob er damit einverstanden ist. Sie haben immer die besten Informationen, die für Ihre Spezifikationen relevant sind, und können Sie über geeignete Optionen und Alternativen beraten.

Zusammenfassung

Dieser Artikel präsentierte eine kurze Zusammenfassung der Eigenschaften, Festigkeit und Anwendungen von 52100 Stahl. Informationen zu anderen Produkten finden Sie in unseren zusätzlichen Leitfäden oder auf der Thomas Supplier Discovery Platform, um potenzielle Bezugsquellen zu finden oder Details zu bestimmten Produkten anzuzeigen.

Quellen:

1. https://www.academia.edu
2. http://web.mit.edu/1.51/www/pdf/chemical.pdf
3. https://continentalsteel.com/carbon-steel/grades/alloy-52100/
4. http://www.matweb.com/search/datasheet.aspx?matguid=d0b0a51bff894778a97f5b72e7317d85&ckck=1
5. https://www.engineeringtoolbox.com

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