Umfassender Leitfaden zu 1.0402-Stahl
1.0402-Stahl, auch bekannt als C22 oder AISI 1020, ist ein kohlenstoffarmer Stahl mit hervorragender Bearbeitbarkeit und Schweißbarkeit. Dieser Leitfaden untersucht seine Eigenschaften, Wärmebehandlung und Anwendungen und bietet Ingenieuren und Herstellern einen umfassenden Überblick.
1. Einführung in 1.0402 Stahl
- Definition:
1.0402 ist ein kohlenstoffarmer Allzweckstahl, der eine Kombination aus Festigkeit, Duktilität und Bearbeitbarkeit bietet. Sein niedriger Kohlenstoffgehalt erleichtert die Verarbeitung, insbesondere bei Anwendungen, die Schweißen und Formen erfordern. - Normen:
- LÄRM: 1,0402
- DE: C22
- AISI / SAE: 1020
2. Chemische Zusammensetzung
Die chemische Zusammensetzung des Stahls 1.0402 trägt zu seinen mechanischen Eigenschaften und seiner einfachen Verarbeitung bei:
| Element | Prozentsatz (%) |
|---|---|
| Kohlenstoff (C) | 0,17 – 0,24 |
| Mangan (Mn) | 0,40 – 0,70 |
| Silizium (Si) | ≤ 0,40 |
| Phosphor (P) | ≤ 0,035 |
| Schwefel (S) | ≤ 0,035 |
| Chrom (Cr) | ≤ 0,40 |
| Molybdän (Mo) | ≤ 0,10 |
Diese Zusammensetzung gewährleistet eine gute Bearbeitbarkeit bei gleichzeitig mäßiger Festigkeit.
3. Physikalische Eigenschaften
1.0402-Stahl weist die folgenden physikalischen Eigenschaften auf:
- Dichte: Etwa 7,8 g/cm³
- Elastizitätsmodul: ~210 GPa
- Wärmeleitfähigkeit: ~51,9 W/m·K
Aufgrund dieser Eigenschaften ist es für Anwendungen geeignet, die eine mittlere Festigkeit und thermische Stabilität erfordern.
4. Mechanische Eigenschaften
Die mechanischen Eigenschaften von 1.0402 in seinem typischen Zustand sind wie folgt:
| Eigentum | Wert |
|---|---|
| Zugfestigkeit (maximal) | ~460 MPa |
| Streckgrenze | ~240 MPa |
| Dehnung in der Pause | ~24% |
| Brinellhärte | ~130 HB |
| Poissonzahl | ~0,29 |
Diese Eigenschaften gleichen Festigkeit und Duktilität aus und machen es zu einer vielseitigen Wahl für strukturelle und mechanische Anwendungen.
5. Wärmebehandlung
1.0402-Stahl kann verschiedenen Wärmebehandlungen unterzogen werden, um seine Eigenschaften für bestimmte Anwendungen anzupassen:
- Glühen:
Erhitzen auf 870°C – 910°C, ausreichend lange halten und im Ofen langsam abkühlen lassen. Dieser Vorgang verbessert die Duktilität und Bearbeitbarkeit. - Normalisieren:
Erhitzen auf 890°C – 940°C, halten und an der Luft abkühlen lassen. Durch das Normalisieren wird die Kornstruktur verfeinert und die Zähigkeit verbessert. - Härten:
Erhitzen auf 860°C – 900°C, gefolgt vom Abschrecken in Öl oder Wasser. Durch das Härten wird die Verschleißfestigkeit der Oberfläche erhöht. - Anlassen:
Wird nach dem Härten durchgeführt, um die Sprödigkeit zu verringern und die gewünschte Zähigkeit zu erreichen.
6. Bewerbungen
1.0402-Stahl wird aufgrund seiner Vielseitigkeit in verschiedenen Branchen häufig verwendet:
- Strukturkomponenten: Balken, Säulen und andere tragende Strukturen.
- Autoteile: Wellen, Zahnräder und Bolzen, die Festigkeit und Haltbarkeit erfordern.
- Kaltgeformte Produkte: Durch Kaltfließpressen geformte Verbindungselemente und Komponenten.
- Einsatzgehärtete Anwendungen: Geeignet für aufgekohlte Teile, die eine harte Oberfläche und einen duktilen Kern erfordern.
7. Schweißbarkeit und Bearbeitbarkeit
- Schweißbarkeit:
1.0402-Stahl ist hervorragend schweißbar und kann mit Standardmethoden wie MIG-, WIG- und Lichtbogenschweißen geschweißt werden. Bei dünnen Abschnitten ist im Allgemeinen kein Vorwärmen erforderlich. - Bearbeitbarkeit:
Gute Zerspanbarkeit, insbesondere im geglühten oder normalisierten Zustand, dadurch geeignet für spanende Bearbeitungsverfahren wie Drehen, Bohren und Fräsen.
8. Korrosionsbeständigkeit
1.0402 Stahl hat mäßige Korrosionsbeständigkeit aufgrund seines geringen Legierungsgehalts. Um seine Leistung in rauen Umgebungen zu verbessern, werden Beschichtungen wie Verzinkung oder Lackierung empfohlen.
9. Fazit
1.0402-Stahl ist mit seinem niedrigen Kohlenstoffgehalt, seiner hervorragenden Bearbeitbarkeit und guten Schweißbarkeit ein zuverlässiges Material für eine Vielzahl von Anwendungen. Seine Vielseitigkeit ermöglicht den Einsatz sowohl in strukturellen als auch in mechanischen Komponenten, während seine Wärmebehandlungsoptionen Flexibilität bieten, um spezifische Leistungsanforderungen zu erfüllen.
Dieser Leitfaden dient zum Verständnis der Eigenschaften und des Potenzials von 1.0402-Stahl und erleichtert die Auswahl und Verarbeitung für industrielle Anforderungen.
