ASTM A148 Grade 1140-1035 Stahl – Eigenschaften & Wärmebehandlung

ASTM A148 Grade 1140-1035 – Hochfester Gussstahl für sicherheitsrelevante Bauteile

ASTM A148 Grade 1140-1035 spezifiziert einen hochfesten legierten Gussstahl mit Mindestzugfestigkeit von 1140 MPa (165 ksi) und Mindeststreckgrenze von 1035 MPa (150 ksi). Die Bezeichnung "1140-1035" gibt direkt die geforderten mechanischen Mindestwerte in ksi an. Dieser Stahl wird für hochbeanspruchte Gussteile in kritischen Anwendungen eingesetzt.

Allgemeine Eigenschaften

Eigenschaft	Temperatur	Wert	Bemerkung
Dichte	20,0 °C	7,8 – 7,9 g/cm³	Typisch für niedriglegierten Kohlenstoffstahl

Mechanische Eigenschaften

Eigenschaft	Temperatur	Wert	Bemerkung
Elastizitätsmodul	20,0 °C	200 – 215 GPa	Typisch für niedriglegierten Kohlenstoffstahl
Dehnung A50	20,0 °C	5 %	Niedrig – typisch für hochfeste Vergütungsstähle
Querkontraktionszahl (Poisson)	20,0 °C	0,29	Typisch für niedriglegierten Kohlenstoffstahl
Querschnittsverengung	20,0 °C	20 %	Indikator für Zähigkeit
Schubmodul	20,0 °C	75 – 80 GPa	Typisch für Kohlenstoffstahl
Zugfestigkeit	20,0 °C	1140 MPa	Mindestwert (165 ksi)
Streckgrenze	20,0 °C	1035 MPa	Mindestwert (150 ksi)

Thermische Eigenschaften

Eigenschaft	Temperatur	Wert	Bemerkung
Wärmeausdehnungskoeffizient	20,0 °C	1,32E-5 – 1,38E-5 1/K	Typisch für niedriglegierten Kohlenstoffstahl
Max. Einsatztemperatur		500 °C	Typisch für Kohlenstoffstahl
Schmelzpunkt		1480 – 1526 °C	Typisch für niedriglegierten Kohlenstoffstahl

Elektrische Eigenschaften

Eigenschaft	Temperatur	Wert	Bemerkung
Elektrischer Widerstand	20,0 °C	1,43E-7 – 1,74E-7 Ω·m	Typisch für Kohlenstoffstahl

Magnetische Eigenschaften

Eigenschaft	Temperatur	Wert	Bemerkung
Curie-Temperatur	20,0 °C	770 °C	Typisch für niedriglegierten Kohlenstoffstahl

Chemische Zusammensetzung (Gew.-%) – Nur Grenzwerte für P & S

Element	Max. Gehalt
Phosphor (P)	0,02 %
Schwefel (S)	0,02 %

Hinweis: Die vollständige chemische Zusammensetzung (C, Mn, Si, Cr, Ni, Mo, V etc.) wird in der Norm nicht fest vorgegeben, sondern muss vom Hersteller so eingestellt werden, dass die mechanischen Eigenschaften nach Wärmebehandlung sicher erreicht werden. Typische Basis: 0,3–0,5 % C, 0,6–1,0 % Mn, 0,5–1,0 % Cr, 0,15–0,30 % Mo, ggf. Ni, V.

Wärmebehandlungsoptionen

Behandlung	Temperaturbereich	Abkühlung	Anlassbereich	Erwartete Eigenschaften
Vergüten (Standard)	870–920 °C	Wasser / Öl / Polymer	580–680 °C	Rm 1140+, Rp0,2 1035+, A5 ~5–8 %
Normalisieren + Anlassen	880–930 °C	Luft	580–680 °C	Geringere Festigkeit, höhere Zähigkeit
Isothermes Anlassen (Austempern)	870–920 °C	Salzbad 300–400 °C	–	Bainitisches Gefüge, sehr hohe Zähigkeit

Grade-Vergleich (ASTM A148)

Grade	Zugfestigkeit (MPa)	Streckgrenze (MPa)	Dehnung (%)
80-50 (116-72 ksi)	800	500	12
90-60 (130-87 ksi)	900	600	10
105-85 (152-123 ksi)	1050	850	8
1140-1035 (165-150 ksi)	1140	1035	5
1250-1100 (181-160 ksi)	1250	1100	4

Qualitätssicherung & Prüfung

• Jede Charge: Zugversuch, Kerbschlagbiegeversuch (RT oder Tieftemperatur)
• 100 % Ultraschallprüfung (UT) nach SEP 1921 / ASTM E114
• Röntgenprüfung (RT) kritischer Bereiche (Hot Spots)
• Härteprüfung (Brinell/Rockwell) – Streuung < 30 HB
• Gefügeprüfer: Kein grobes Martensitnetz, keine Gussfehler
• Chemische Analyse pro Schmelze (Gussanalyse) + Produktanalyse

Typische Anwendungen

• Turbinenschaufeln und -räder (Dampf, Gas)
• Hochdruck-Pumpengehäuse und -laufräder
• Ventilkörper für > 400 bar
• Kranhaken, Lastaufnahmemittel (Sicherheitsrelevant)
• Getriebegehäuse für hohe Drehmomente
• Offshore-Krankomponenten, Ankerbeschläge
• Militärfahrzeuge: Turmkomponenten, Laufwerksteile

Konstruktionshinweise

• Geringe Dehnung (5 %) → Beanspruchung primär im elastischen Bereich
• Kerbfempfindlichkeit beachten: Großzügige Radien, keine scharfen Kanten
• Schweißen nur mit qualifizierten Verfahren (Vorwärmen 150–250 °C, Nachglühen)
• Ermüdungsfestigkeit durch Oberflächenbehandlung (Kugelstrahlen) verbesserbar
• Nicht für Tieftemperatur < -20 °C ohne spezielle Qualifizierung