1045 Kohlenstoffstahl: Zusammensetzung, Eigenschaften und Anwendungsfelder
- Walter
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Was ist 1045-Kohlenstoffstahl?
MnCr1045-Kohlenstoffstahl ist eine der am weitesten verbreiteten Legierungen mit mittlerem Kohlenstoffgehalt mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,451 TP3T und wird für sein gutes Gleichgewicht zwischen Festigkeit, Härte, Bearbeitbarkeit und Erschwinglichkeit geschätzt. Zu dieser breiten Anwendungsvielfalt gehören Zahnräder, Wellen, Bolzen und andere Maschinenkomponenten Dieses Metall weist eine gute Schweiß- und Bearbeitbarkeit auf, so dass eine Verarbeitung mit verbesserten Eigenschaften möglich ist und es im normalisierten Zustand verwendet werden kann, was für eine gleichmäßige Mikrostruktur und mechanische Eigenschaften sorgt.
Wie wird 1045-Kohlenstoffstahl benannt?
1045 Kohlenstoffstahl wird nach seiner Zusammensetzung und Standardisierung im System des American Iron and Steel Institute (AISI) benannt. Die „10“ in 1045 bezeichnet die grundlegende Kohlenstoffstahlsorte, während die „45“ den ungefähren Kohlenstoffgehalt von 0,45% angibt. Diese alphanumerische Bezeichnung bietet eine standardisierte Möglichkeit, Kohlenstoffstähle anhand ihrer Zusammensetzung und Eigenschaften zu identifizieren und zu kategorisieren und erleichtert so die Kommunikation und das Verständnis innerhalb der Branche.
Vor- und Nachteile von 1045 Kohlenstoffstahl
1045-Kohlenstoffstahl ist sowohl ein Vorteil als auch ein Nachteil. Im Gegensatz zu anderen Materialien sind seine Vielseitigkeit und Erschwinglichkeit wertvoll und es kann auf viele verschiedene Arten eingesetzt werden, da es über ausgewogene Eigenschaften in Bezug auf Festigkeit, Härte und Duktilität verfügt. Dieses Stahlprodukt lässt sich leicht bearbeiten, so dass verschiedene Teile komplexer Konstruktionen problemlos mit einer glatten Oberfläche hergestellt werden können. Außerdem ist es für Wärmebehandlungsprozesse zur Anpassung mechanischer Eigenschaften geeignet. Andererseits zeichnet es sich auch durch seine Schweißbarkeit aus, die die Herstellung und Montage unterstützt und somit seinen Nutzen erhöht. Andererseits weist der 1045-Stahl einige Schwächen auf, wie z. B. eine mäßige Festigkeit gegenüber legierten Stählen, sodass er nicht für Anwendungen unter hohen Drücken oder Abriebvorgängen verwendet werden kann. Zweitens kann es anfällig für Korrosion sein oder seine Komponenten können bei starker Belastung spröde werden. Daher können Vorsichtsmaßnahmen oder Schutzmaßnahmen erforderlich sein. Die Nachteile müssen zusammen mit den Nachteilen einer begrenzten Abriebfestigkeit und Schwierigkeiten bei der Bearbeitung sorgfältig abgewogen werden, wenn die Materialauswahl für bestimmte Zwecke, insbesondere unter schwierigen Bedingungen, getroffen wird.
Chemische Zusammensetzung von 1045 Kohlenstoffstahl
1045 Kohlenstoffstahl ist ein mittelkohlenstoffhaltiger Stahl mit niedrigem Legierungsgehalt, weshalb er sich nicht zum Aufkohlen und Cyanidieren eignet. Aufgrund seiner hohen Verschleißfestigkeit, mittleren Zugfestigkeit und hohen Schlagfestigkeit wird er häufig in der Automobil-, Landwirtschafts- und Bauindustrie verwendet, beispielsweise für Kurbelwellen, Naben, Achsen, Buchsen, Rollen, Lenkrollen und andere Maschinenteile.
| Komponente | Wt.% |
| Kohlenstoff (C) | 0,42 – 0,50 |
| Eisen (Fe) | 98,51 – 98,98 |
| Mangan (Mn) | 0,60 – 0,90 |
| Phosphor (P) | 0,0 – 0,04 |
| Schwefel (S) | 0,0 – 0,05 |
Der Einfluss der Zusammensetzung auf die Eigenschaften von 1045-Kohlenstoffstahl
Die Zusammensetzung des Kohlenstoffstahls 1045 beeinflusst seine Eigenschaften deutlich. Der Kohlenstoffgehalt von 0,45 % macht 1045-Stahl jedoch zu einer Legierung mit ausgewogenen Eigenschaften von Festigkeit, Zähigkeit und Duktilität, die für verschiedene Anwendungen geeignet ist. In diesem Fall verleiht der mittlere Kohlenstoffgehalt dem Blech eine gute Zugfestigkeit und Verschleißfestigkeit und ermöglicht gleichzeitig die Bearbeitbarkeit und Schweißbarkeit. Darüber hinaus können auch Spurenelemente wie Mangan, Phosphor und Schwefel Teil der Mischung sein und deren Eigenschaften beeinflussen. Durch das Vorhandensein von Mangan erhält die Legierung eine bessere Härtbarkeit und Festigkeit; zudem kann Mangan die Korrosionsbeständigkeit der Legierung erhöhen. Schwefel wirkt als Schmiermittel und erhöht dadurch die Bearbeitbarkeit, kann aber zusätzlich zu stark zugfesten Teilen zu Sprödigkeit führen. Im Allgemeinen bietet die kontrollierte Zusammensetzung von 1045-Kohlenstoffstahl ein breites Anwendungsspektrum, da diese Mischung mechanischer Eigenschaften für fast alle Einsatzzwecke geeignet ist, von Maschinen und Wellen bis hin zu Zahnrädern und Wellen.
Mechanische Eigenschaften von 1045 Kohlenstoffstahl
| Mechanische Eigenschaften | Metrisch | Englisch |
| Ultimative Zugfestigkeit | 585 MPa | 84800 psi |
| Zugfestigkeit | 450 MPa | 65300psi |
| Bruchdehnung | 12 % | 12 % |
| Verringerung der Fläche | 35 % | 35 % |
| Härte, Brinell | 163 | 163 |
| Härte, Knoop | 184 | 184 |
| Härte, Rockwell B | 84 | 84 |
| Härte, Vickers | 170 | 170 |
| Elastizitätsmodul | 206 GPa | 29900 ksi |
| Massenmodul | 163 GPa | 23600 ksi |
| Schermodul | 80,0 GPa | 11600 ksi |
| Poissons-Verhältnis | 0.29 | 0.29 |
Physikalische Eigenschaften von 1045 Kohlenstoffstahl
| Physikalische Eigenschaften | Metrisch | Englisch | Kommentare |
| Dichte | 7,87 g/cm³ | 0,284 Pfund/Zoll² | |
| 1045 Stahlbearbeitbarkeit | 65% | 65% | |
| Elektrische Eigenschaften | |||
| Elektrischer widerstand | 0,0000162 Ohm-cm | 0,0000162 Ohm-cm | Temperatur 0,000 °C/32,0 °F, geglühter Zustand |
| 0,0000223 Ohm-cm | 0,0000223 Ohm-cm | Temperatur 100 °C, geglühter Zustand | |
| Thermische Eigenschaften | |||
| Spezifische Wärmekapazität | 0,486 J/g-°C | 0,116 BTU/lb-°F | Temperatur >=100°C/212°F, geglüht |
| Wärmeleitfähigkeit | 51,9 W/mK | 360 BTU-in/hr-ft²-°F | geschätzt auf der Grundlage ähnlicher Materialien |
Äquivalente Materialien von 1045 Kohlenstoffstahl
| EU | DE | C45 (1.0503) | ||
| Vereinigte Staaten von Amerika | – | 1042 1045 Gr.1043 | ||
| Deutschland | DIN,WNr | C45 | ||
| Japan | JIS | S45C | ||
| Frankreich | AFNOR | AF65C45 C45 | ||
| England | BS | 070M46 50HS | ||
| Italien | UNI | 1C45 C45 | ||
| Spanien | UNE | C45k | ||
| China | GB | 45 | ||
| Schweden | SS | 1650 | ||
| Polen | PN | 45 | ||
| Tschechien | CSN | 12050 | ||
| Österreich | ONORM | C45SW | ||
| Russland | GOST | 45 | ||
| Inter | ISO | C45 | ||
Gängige Verarbeitungsmethoden für 1045-Kohlenstoffstahl
Zu den Verarbeitungstechniken für 1045-Kohlenstoffstahl gehören maschinelle Bearbeitung, Wärmebehandlung, Schweißen, Kaltbearbeitung und andere Oberflächenbehandlungen. Diese Maschine verfügt über eine außergewöhnliche Bearbeitbarkeit, sie lässt sich leicht drehen, fräsen und bohren und sorgt daher für präzise Abmessungen und glatte Oberflächen. Beispielsweise können durch Wärmebehandlungsmethoden wie Abschrecken und Anlassen seine mechanischen Eigenschaften verändert werden oder es können verschiedene Schweißtechniken zur Herstellung eingesetzt werden. Kaltumformverfahren, die durch Kaltziehen und Schmieden repräsentiert werden, ermöglichen die Formgebung, aber auch die Verbesserung von Eigenschaften. Darüber hinaus verbessern Aufkohlung und Nitrierung der Oberfläche die Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit. Diese vielseitigen Verarbeitungsmethoden ermöglichen den Einsatz dieses 1045-Stahls für die unterschiedlichen Anforderungen der meisten Branchen.
