Schlagzäher Werkzeugstahl: Wichtige Eigenschaften und Anwendungen

Schlagzähe Stähle sind eine Untergruppe von Werkzeugstählen mit extrem hoher Schlagzähigkeit, schlechter Abriebfestigkeit und der Fähigkeit, vernünftig hohe Härte (HRC 58/60) zu erreichen. Gemäß dem AISI-Klassifikationssystem werden schlagzähe Stähle als Gruppe S klassifiziert. Chrom-Wolfram-, Silicium-Molybdän- und Silicium-Mangan-Legierung verleihen große Schlagfestigkeit und Durchhärtbarkeit. Mangan, Silicium, Chrom, Wolfram und Molybdän sind die Hauptlegierungselemente von schlagzähen Stählen, allgemein bekannt als Gruppe S Stähle. Für die angemessene Härte ist ein niedriger Kohlenstoffgehalt erforderlich (ca. 0,5 % Kohlenstoff). Stähle der Typen S1, S5 und S6 werden in Öl gehärtet, während Stähle des Typs S2 in Wasser gehärtet werden. Gruppe S Stähle werden typischerweise für Meißel, Nietensätze, Stempel, Federn, Schmiedewerkzeuge und Stempel sowie andere Anwendungen verwendet, die große Zähigkeit und Schlagfestigkeit erfordern.

Eigenschaften von schlagzähem Stahl

Die Eigenschaften des Materials sollen intensiv sein, was bedeutet, dass sie nicht von der Gesamtmasse abhängen und sich von einem Ort zum anderen innerhalb des Systems zu jedem gegebenen Zeitpunkt ändern können. Die Untersuchung der Strukturen von Materialien und der Beziehungen zwischen diesen Strukturen und den Eigenschaften dieser Materialien ist die grundlegende Aktivität der Materialwissenschaft (mechanisch, elektrisch etc.). Nachdem Materialwissenschaftler die Struktur-Eigenschafts-Beziehung verstanden haben, sind sie in der Lage, die relative Wirksamkeit von Materialien bei der Anwendung in einer bestimmten Umgebung zu untersuchen. Die chemischen Elemente, aus denen das Material besteht, und wie es in seine endgültige Form transformiert wurde, sind die primären Faktoren, die die Struktur eines Materials und damit seine Attribute bestimmen.

Mechanische Eigenschaften von schlagzähem Stahl

Materialien werden regelmäßig für verschiedene Anwendungen ausgewählt, weil sie gewünschte Kombinationen mechanischer Eigenschaften besitzen. Für strukturelle Anwendungen sind Materialeigenschaften äußerst wichtig, und Ingenieure sind verpflichtet, sie zu berücksichtigen.

Festigkeit von schlagzähem Stahl

Nach der Theorie der Mechanik der Materialien ist die Fähigkeit eines Materials, einer aufgebrachten Kraft standzuhalten, ohne zu versagen oder plastisch zu verformen, was seine Festigkeit ausmacht. Das Konzept der Materialfestigkeit betrachtet die Beziehung zwischen den äußeren Lasten, die auf ein Material einwirken, und der daraus resultierenden Verformung oder Dimensionsänderung, die das Material erfährt. Die Fähigkeit eines Materials, einer aufgebrachten Last ohne Nachgeben oder plastische Verformung standzuhalten, ist das, was wir meinen, wenn wir über die Festigkeit des Materials sprechen.

Streckgrenze von schlagzähem Stahl

Die Streckgrenze von schlagzähem Stahl – AISI S5 – variiert je nach Wärmebehandlungsverfahren, liegt aber typischerweise im Bereich von 1500 MPa. Der Streckpunkt ist der Punkt auf einer Spannungs-Dehnungs-Kurve, der die Grenze des elastischen Verhaltens und den Beginn der plastischen Aktivität anzeigt. Dieser Punkt wird manchmal als Übergangspunkt bezeichnet. Streckgrenze, auch Streckspannung genannt, ist eine Materialeigenschaft, definiert als die Spannung, bei der ein Material beginnt, sich plastisch zu verformen. Andererseits ist der Streckpunkt der Punkt, an dem die nichtlineare (elastische und plastische) Verformung beginnt. Vor Erreichen seines Streckpunkts wird sich das Material elastisch verformen, was bedeutet, dass es seine Form ändert, aber in seine vorherige Form zurückkehrt, sobald die aufgebrachte Spannung freigegeben wird. Nachdem der Streckpunkt überschritten wurde, wird ein Teil der Verformung irreversibel und permanent. Der Begriff „Streckpunkterscheinung“ bezieht sich auf ein Verhalten, das bei einigen Stählen und anderen Materialien beobachtet werden kann. Die Streckgrenze von niedrigfestem Aluminium kann so niedrig wie 35 MPa sein, während die Streckgrenze von sehr hochfestem Stahl über 1400 MPa betragen kann.

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