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5160 Federstahl mit hohem Kohlenstoffgehalt: Eigenschaften, Verwendung, Produkte
- John
Bei SteelPro Group sind wir auf die Lieferung von hochwertigem 1045-Stahl spezialisiert, der in verschiedenen Formen erhältlich ist, darunter Stahlplatten und -stangen. Wir bieten vielseitige Lösungen wie warmgewalzten, kaltgewalzten oder geglühten Stahl, um Ihren spezifischen Anforderungen gerecht zu werden.
Was ist 5160 Kohlenstoffstahl?
5160-Stahl ist eine kohlenstoffreiche Chromlegierung, die hauptsächlich für Federn verwendet wird und für ihre hervorragende Festigkeit, Flexibilität und Ermüdungsbeständigkeit bekannt ist. Er wird hauptsächlich in Hochleistungsfederanwendungen in der Automobilindustrie, insbesondere Blattfedern, und bei der Herstellung von Messern und Schwertern verwendet. Aufgrund seiner Härtbarkeit ist beim Schweißen und Bearbeiten besondere Aufmerksamkeit erforderlich.
Vor- und Nachteile von 5160 Kohlenstoffstahl
Vorteile von 5160 Kohlenstoffstahl
Hohe Zähigkeit: Hervorragende Beständigkeit gegen Stoßbelastungen und Stöße und daher ideal für hochbelastete Teile wie Aufhängungskomponenten und Blattfedern.
Gute Abriebfestigkeit: Bietet nach der Wärmebehandlung ein ausgewogenes Verhältnis von Härte und Zähigkeit und ist für Anwendungen mit hoher Reibung wie Werkzeuge und Zahnräder geeignet.
Kostengünstig: Bietet starke mechanische Eigenschaften zu geringeren Kosten im Vergleich zu höher legierten Stählen.
Formbar nach Wärmebehandlung: Behält die gewünschten mechanischen Eigenschaften für komplexe Formen und hochbeanspruchte Komponenten bei.
Nachteile von 5160 Kohlenstoffstahl
Ohne Schutzbeschichtung korrosionsanfällig: Erfordert Schutzbeschichtungen oder regelmäßige Wartung, um Rost vorzubeugen
Eingeschränkte Hochtemperaturstabilität: 5160 weist bei erhöhten Temperaturen eine geringe Anlassbeständigkeit auf. Es wird weicher und verliert an Härte über ~400 °C und ist für Hochtemperaturumgebungen weniger geeignet.
Spröde bei niedrigen Temperaturen: Die Schlagzähigkeit von 5160-Stahl nimmt bei extrem niedrigen Temperaturen erheblich ab.
Geringere Ermüdungsresistenz: Die Ermüdungsbeständigkeit von 5160 ist geringer als die von höher legierten Stählen wie 4340 oder 8620, insbesondere bei Anwendungen mit zyklischer Belastung.
5160 Stahläquivalent
Hier sind die Äquivalente zu 5160-Stahl:
- UNS: G10950
- ASTM A29/A29M: 1095
- DIN 17222/EN: Ck101/1.1274
- JIS G4801: SUP4
5160 Federstahlprodukte Formen und Liefersortiment
SteelPro Group bietet eine vielseitige Auswahl an Produktformen, darunter Stangen, Bleche, Platten und Spulen. Wir bieten auch Sondermaße an.
| Produktform | Dicken-/Durchmesserbereich | Breitenbereich | Längenbereich |
| Runde Stäbe | 10 mm (0,39″) bis 300 mm (11,81″) | – | 3000 mm (118″) bis 6000 mm (236″) |
| Flache Stäbe | 3 mm (0,12″) bis 80 mm (3,15″) | 20 mm (0,79″) bis 300 mm (11,81″) | 3000 mm (118″) bis 6000 mm (236″) |
| Bleche und Platten | 3 mm (0,12″) bis 100 mm (3,94″) | 1000 mm (39,37″) bis 2000 mm (78,74″) | 2500 mm (98,43″) bis 6000 mm (236″) |
| Spulen | 1,5 mm (0,06″) bis 6 mm (0,24″) | 1000 mm (39,37″) bis 1500 mm (59,06″) | – |
| Geschmiedete Stäbe | 20 mm (0,79″) bis 250 mm (9,84″) | – | 3000 mm (118″) bis 6000 mm (236″) |
5160 Kohlenstoffstahl Chemische Zusammensetzung
| Element | Zusammensetzung |
| Kohlenstoff (C) | 0.56 – 0.64 % |
| Chrom (Cr) | 0.70 – 0.90 % |
| Eisen (Fe) | 97.085 – 97.84 % |
| Mangan (Mn) | 0.75 – 1.0 % |
| Phosphor (P) | ≤ 0,035 % |
| Silizium (Si) | 0.15 – 0.30 % |
| Schwefel (S) | ≤ 0,040 % |
5160 Kohlenstoffstahl - Physikalische Eigenschaften
| Eigentum | Metrischer Wert | Imperialer Wert |
| Dichte | 7,85 g/cm³ | 0,284 lb/in³ |
| Schmelzpunkt | 1425 – 1540 °C | 2597 – 2800 °F |
| Wärmeleitfähigkeit | 42 W/m²K | 24 BTU/h·ft·°F |
| Spezifische Wärmekapazität | 46,6 W/mK | 323 BTU-Zoll/Std.-Fuß²-°F |
| Elektrischer spezifischer Widerstand | 0,0000219 Ohm-cm | 0,0000219 Ohm-cm |
5160 Kohlenstoffstahl Mechanische Eigenschaften
| Eigentum | Metrischer Wert | Imperialer Wert |
| Zugfestigkeit | 930 MPa | 135.000 psi |
| Streckgrenze | 690 MPa | 100.000 psi |
| Dehnung | 0.12 | 0.12 |
| Härte (HRC) | 57 – 58 HRC | 57 – 58 HRC |
| Schlagzähigkeit (Charpy-V-Kerbe bei -20 °C /-4 °F) | 30 – 40 J | 22 – 29 Fuß-Pfund |
| Elastizitätsmodul | 190-210 GPa | 27557-30458 ksi |
| Kompressionsmodul | 160 GPa | 23.200 ksi |
| Poissonzahl | 0.29 | 0.29 |
| Bearbeitbarkeit | 55 % | 55 % |
Wie wird 5160-Stahl wärmebehandelt?
Glühen
Bei weicherem Stahl, insbesondere wenn eine Formgebung oder Bearbeitung erforderlich ist, glühen Sie den Stahl durch Erhitzen auf etwa 700 °C (1292 °F) und halten Sie es für 1-2 Stunden. Lassen Sie den Stahl dann langsam in einem Ofen oder mit kontrollierter Luftkühlung abkühlen. Diese Methode macht den Stahl weicher und erleichtert die Handhabung.
Aushärtung
Vorwärmen
Vor dem Austenitisierungsprozess den Stahl vorwärmen auf 500°C (932°F) zu 700 °C (1292 °F). Diese allmähliche Erwärmung trägt dazu bei, den Thermoschock während des Abschreckens zu verringern und sorgt für eine gleichmäßigere Temperaturverteilung im gesamten Stahl.
Austenitisieren (Erwärmen)
Erhitzen Sie 5160 Stahl auf einen Temperaturbereich von 800 °C (1472 °F) zu 850 °C (1562 °F) für ca. 10-15 MinutenDadurch wird der Stahl in Austenit umgewandelt und ist bereit zum Härten.
Abschrecken
Unmittelbar nach dem Austenitisieren wird der Stahl abgeschreckt in Öl. Ölabschrecken hilft, Rissbildung zu verhindern und sorgt für eine kontrolliertere Abkühlungsrate als Wasser. Der Stahl sollte abkühlen auf Raumtemperatur (um 20–30 °C).
Anlassen
Temperieren Sie den Stahl durch Erhitzen auf 200°C (392°F) zu 300°C (572°F) für 1-2 Stunden, um die durch das Abschrecken entstandene Sprödigkeit zu reduzierenDurch dieses Verfahren wird die Zähigkeit erhöht, ohne dass zu viel Härte verloren geht.
Bearbeitung von 5160 Stahl
Aufgrund seiner Zähigkeit kann die Bearbeitung von 5160-Stahl schwierig sein. Um ihn weicher zu machen und die Bearbeitbarkeit zu verbessern, ist es am besten, glühen den Stahl vor dem Schneiden. Verwenden Sie HSS oder Hartmetallwerkzeuge mit langsameren Schnittgeschwindigkeiten und ausreichender Kühlung, um Werkzeugverschleiß zu verhindern.
Schweißen von 5160 Stahl
Das Schweißen von 5160-Stahl kann aufgrund seines hohen Kohlenstoffgehalts und des Potenzials für knacken in der Wärmeeinflusszone.
Das Schweißen von 5160 Stahl erfordert Vorwärmen auf 200–300 °C (392–572 °F) um Rissbildung zu vermeiden. Wärmebehandlung nach dem Schweißen, wie Anlassen, ist oft erforderlich, um die Zähigkeit zu erhalten. Verwenden Sie SMAW oder WIG mit wasserstoffarmen Elektroden, um die Sprödigkeit zu minimieren.
Wofür wird 5160-Stahl verwendet?
Hier sind die praktischen Anwendungen von 5160-Stahl:
- Automobilindustrie: Blattfedern und Schraubenfedern für die Fahrzeugfederung.
- Geschmiedete Werkzeuge: Hämmer, Äxte, Macheten.
- LKW-Aufhängungsfedern: Hochleistungsfedern für LKW und Nutzfahrzeuge.
- Messerklingen: Überlebensmesser, Schwerter und große Messer mit fester Klinge.
- Schwermaschinenbau: Schäkel, Bolzen, Buchsen, mechanische Komponenten.
- Landwirtschaftliche Werkzeuge: Schaufeln, Pflugscharen.
Ist 5160-Stahl gut für Messer?
Ja, 5160 Stahl eignet sich hervorragend für große, robuste Messer, Survivalmesser oder Messer mit fester Klinge. Seine hohe Zähigkeit und Schlagfestigkeit machen es ideal für den harten Einsatz, aber es ist nicht die beste Wahl für kleine Messer oder diejenigen, die feine Kanten benötigen.
5160 VS 1095
5160 zeichnet sich durch seine Zähigkeit aus, während 1095 eine bessere Schnitthaltigkeit und einfacheres Schärfen bietet. Während 5160 eine höhere Korrosionsbeständigkeit bietet, 1095 ist anfälliger für Rost und erfordert mehr Pflege.
5160-Stahl ist dank seines Chromgehalts härter und schlagfester als 1095, was ihn ideal für Hochleistungswerkzeuge und Aufhängungsfedern macht. 1095-Stahl lässt sich jedoch leichter schärfen und behält eine feinere Schneide, was ihn zur besseren Wahl für Messer macht, die Schärfe erfordern.
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