1018 vs. 4140: Was ist der Unterschied zwischen?

Stahl ist aufgrund seiner vielfältigen Arten das am häufigsten verwendete Material der Welt und bietet Anwendungen in fast allen Bereichen. Wie man also herausfinden kann, welcher Typ für seine Anwendung geeignet wäre. Zu diesem Zweck müssen wir die verschiedenen Stahleigenschaften kennenlernen. Zu den beiden gebräuchlichsten und am besten geeigneten Stahlsorten gehören 1018- und 4140-Stahl. Sie verfügen je nach Anwendung über ein ausgewogenes Eigenschaftsprofil und bleiben ein leistungsfähiger Werkstoff für wirtschaftliche Prozesse. In diesem Artikel untersuchen wir die Materialeigenschaften, Anwendungen, Vor- und Nachteile beider und helfen Ihnen, das beste Material für Ihre Anwendung zu finden.

1018 vs. 4140 Stahl

Was ist 1018

1018-Stahl ist eine Sorte von kohlenstoffarmem Stahl. Er zeichnet sich durch Eigenschaften wie gute Duktilität und Festigkeit aus und ist daher ein beliebter Werkstoff für allgemeine Anwendungen. Die Stahlsorte 1018 in den USA entspricht der chinesischen Stahlsorte 20. Aufgrund seiner Eigenschaften wie den folgenden findet er weite Verbreitung:

1. Bearbeitbarkeit: Kann zur Herstellung komplexer Teile verwendet werden.
2. Schweißbarkeit: Unterstützt eine effiziente Verbindungsbildung.
3. Andere Eigenschaften wie Formbarkeit und Bearbeitbarkeit unterstützen die Kaltumformung, was eine bessere Option ist, um eine längere Bearbeitung und Wärmebehandlung des Materials zu vermeiden.

Kohlenstoffgehalt

1018-Stahl enthält einen Kohlenstoffgehalt von 0.14 % bis 0.20 %.

Kaltwalzen von 1018-Stahl

Anwendungen

Es gibt bestimmte Anwendungen bei Blechteilen, Zahnrädern, Bolzen, Spurstangen, Halterungen, Motorwellen usw.

Anwendungen von 1018-Stahl

Was ist 4140 legierter Stahl?

4140-Stahl ist eine Art oder eine der Sorten von Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt. Chrom, Molybdän und Mangan sind als Legierungselemente im legierten Stahl 4140 enthalten. [6]. Die Bearbeitbarkeit und Bearbeitbarkeit von 4140-Stahl ist aufgrund dieser Legierungsbestandteile und des höheren Kohlenstoffgehalts eine Herausforderung.

Kohlenstoffgehalt

Der Kohlenstoffgehalt liegt zwischen 0.38 % und 0.43 %.

Anwendungen

Es weist außergewöhnliche mechanische Eigenschaften, Schlagzähigkeit und Ermüdungsfestigkeit auf, weshalb es häufig in der Luft- und Raumfahrt-, Automobil-, Öl- und Gasindustrie zur Herstellung von Fahrwerkskomponenten, Pleuelstangen, Kurbelwellen, Lenkungskomponenten, Schwerstangen, Bohrern usw. verwendet wird. wo Widerstandsfähigkeit gegen hohe Belastungen erforderlich ist. Es kann angelassen werden, um die gewünschte Duktilität, Zähigkeit und Verschleißfestigkeit zu erreichen.

Das folgende Video zeigt die Materialeigenschaften von 4140-Stahl,

Maschinenteile aus 4140-Stahl

Was ist der Unterschied zwischen 1018 und 4140 Edelstahl?

1018 Chemische Zusammensetzung

Die genaue Beschaffenheit von 1018-Stahl variiert je nach Hersteller erheblich, liegt jedoch im Allgemeinen innerhalb dieser Grenzen.

Die folgende Tabelle zeigt die chemische Zusammensetzung von 1080-Stahl:

Eigenschaften von AISI 1018-Stahl

Die folgende Tabelle zeigt die Stahleigenschaften des American Iron and Steel Institute 1080:

Hinweis: Die Werte der Rockwell-, Vickers- und Knoop-Härte werden vom Brinell-Härtewert umgerechnet.

4140 Stahleigenschaften

4140 ist aufgrund des Vorhandenseins bestimmter Legierungselemente wie Chrom, Mangan, Silizium, Phosphor, Molybdän und Schwefel ein legierter Stahl. Um die gewünschten Eigenschaften zu erhalten, wird es häufig wärmebehandelt.

Die folgende Tabelle enthält die Bestandteile von 4140-Stahl:

4140 Stahleigenschaften

Die folgende Tabelle zeigt die Eigenschaften des legierten Stahls 4140 des American Iron and Steel Institute:

Hinweis: Werte wie Rockwell-, Vickers- und Knoop-Härte werden aus dem Brinell-Härtewert umgerechnet.

1018 vs. 4140: Materialeigenschaften

Bearbeitbarkeit von 1018-Stahl

1. Die feinkörnige Mikrostruktur verringert die Gefahr von Absplitterungen oder Brüchen und sorgt für Konsistenz während des gesamten Bearbeitungsprozesses.
2. Da es relativ weich und duktil ist, erleichtert es das Schneiden, Bohren, Drehen, Fräsen und andere Prozesse.
3. Aufgrund des minimalen Werkzeugverschleißes erhöht sich die Standzeit des Schneidwerkzeugs, was die Gesamtkosten der Bearbeitungsvorgänge senkt.
4. Nach Abschluss des Bearbeitungsprozesses wird auch eine gute Oberflächengüte erzielt.

Das folgende Video zeigt den Bearbeitungsprozess von 1018-Stahl.

Bearbeitbarkeit von 4140-Stahl

1. Da 4140-Stahl härter als 1018-Stahl ist, ist eine Wärmebehandlung erforderlich, um die Bearbeitung zu erleichtern. Typischerweise wird Glühen durchgeführt, um Spannungen im Material abzubauen und es für Bearbeitungsprozesse vorzubereiten.
2. Das richtige Schneidwerkzeug ist erforderlich; Häufig werden Schnellarbeitsstahl- oder Hartmetallwerkzeuge eingesetzt.
3. Außerdem muss die Schnittgeschwindigkeit angepasst werden, um Werkzeugverschleiß vorzubeugen und eine höhere Oberflächengüte zu erzielen.
4. Um Werkzeugbrüche zu verhindern, können Spanbrecher verwendet werden, um eine angemessene Spankontrolle zu gewährleisten.
5. Nach der Bearbeitung wird eine Nachwärmebehandlung durchgeführt, um die erforderlichen mechanischen Eigenschaften zu erreichen.

Das folgende Video zeigt den Bearbeitungsprozess von 4140-Stahl

Welches ist besser 1018 Steel oder 4140?

Um festzustellen, welche Stahlsorte 1018 oder 4140 für Ihre Anwendung geeignet ist, müssen Sie berücksichtigen, dass sich beide in ihren Eigenschaften unterscheiden. Wenn Ihre Anwendung keine hohe Festigkeit und keine hohen Temperaturen erfordert, sollten Sie sich für 1018-Stahl entscheiden, da dieser anpassungsfähiger, einfacher zu bearbeiten und kostengünstiger ist. Und wenn es eine High-End-Anwendung gibt, bei der die Kosteneffizienz keine Priorität hat, sollten Sie sich für 4140-Stahl entscheiden, da dieser bessere Festigkeitseigenschaften, eine gute Verschleiß- und Abriebfestigkeit bietet und bei hohen Temperaturen leistungsfähig ist.

Vorteile von 1018-Stahl

1. Duktilität: Diese Eigenschaft bietet die Möglichkeit, durch Biegen komplexe Formen zu erreichen, da sie die richtigen Anzeichen zeigt, bevor es zu einem Versagen wie einer Einschnürung kommt.
2. Bearbeitbarkeit: Die feinkörnige Mikrostruktur erleichtert das Bohren, Fräsen und Schleifen, ohne dass das Schneidwerkzeug bricht, und sorgt für eine gute Oberflächengüte.
3. Schweißbarkeit: Da der Kohlenstoffgehalt niedrig ist, ist die Bildung von Wärmeeinflusszonen minimal, wodurch die Gefahr von Rissen beim Schweißen vermieden wird.
4. Kosteneffizienz: Unter Berücksichtigung aller Eigenschaften von 1018-Stahl ist es klar, dass der gesamte Prozess kostengünstig wäre, da kein Wärmebehandlungsprozess erforderlich ist und eine längere Lebensdauer der Schneidwerkzeuge gewährleistet wird.

Nachteile von 1018-Stahl

Obwohl es mehrere Vorteile von 1018-Stahl gibt, ist er für Anwendungen, die eine hohe Zugfestigkeit und andere mechanische Eigenschaften erfordern, aufgrund der folgenden Nachteile nicht geeignet:

1. Geringe Festigkeit: Im Vergleich zu anderen legierten Stählen weist er eine geringe Festigkeit auf, weshalb er für High-End-Anwendungen unbrauchbar ist.
2. Geringe Härte: Da der Kohlenstoffgehalt relativ gering ist, kann dieses Material keine größere Härte bieten und somit eine geringe Verschleißfestigkeit bieten.
3. Geringere Korrosionsbeständigkeit: Die Korrosionseigenschaften von Stählen werden typischerweise durch das Vorhandensein von Legierungselementen wie Chrom und Molybdän verbessert. Da sie im 1018-Stahl nicht vorhanden sind, weist dieser eine geringe Korrosionsbeständigkeit auf und erfordert Beschichtungen.

Vorteile von 4140-Stahl

1. Gute Zähigkeit: 4140-Stahl kann vor dem Bruch große Energiemengen absorbieren. Dies liegt an seiner guten Zähigkeit, die Anwendungen ermöglicht, bei denen Stöße, dynamische Belastungen oder andere mechanische Eigenschaften eine Rolle spielen.
2. Hohe Festigkeit: Der legierte Stahl 4140 ist aufgrund seiner hohen Zug- und Streckgrenze ein stärkeres und haltbareres Material, was ihn zu einem guten Kandidaten für die Herstellung von Strukturbauteilen macht.
3. Verschleißfestigkeit: Härte ist eine der Eigenschaften, die die Verschleißeigenschaften von 4140-Stahl verbessert. Aus diesem Grund wird es häufig für Komponenten verwendet, bei denen es zu Reibungs- oder Verschleißverlusten kommen kann.
4. Wärmebehandlung: Um die Eigenschaften wie Zähigkeit und Härte zu verändern, werden Wärmebehandlungsprozesse durchgeführt. Diese Wärmebehandlungsprozesse umfassen Normalisieren, Glühen, Härten und Anlassen.

Wärmebehandlungsverfahren: 4140 Stahl

5. Korrosionsbeständigkeit: Aufgrund der Anwesenheit von Legierungselementen wie Chrom und Molybdän bietet 4140-Stahl eine gute Korrosionsbeständigkeit. Allerdings sind in korrosiven Umgebungen möglicherweise Schutzbeschichtungen erforderlich.

Nachteile von 4140-Stahl

1. Bearbeitbarkeit: Dies ist eines der Probleme und erfordert größere Sorgfalt. Bei der Bearbeitung müssen besondere Vorkehrungen getroffen werden, um den Werkzeugverschleiß zu reduzieren und die Oberflächenglätte zu erhalten, insbesondere wenn es gehärtet ist.
2. Rissbildung: Bei unsachgemäßer Wärmebehandlung oder Abschreckung neigt 4140-Stahl zur Rissbildung, was bei manchen Anwendungen ein schwerwiegender Nachteil sein kann.
3. Kosten: 4140-Stahl ist teurer als kohlenstoffarmer Stahl und seine Verarbeitung erfordert eine präzisere Kontrolle. Beispielsweise sind spezielle Schneidwerkzeuge und eine genaue Schnittgeschwindigkeit erforderlich, andernfalls würde es zum Bruch der Schneidwerkzeuge kommen.

Erfahren Sie mehr über Edelstahl-Metallsorten

Verschiedene Edelstahlsorten

Wir haben verschiedene Serien von Edelstahlsorten, die gängigsten sind:

1. 200er-Serie mit Chrom, Nickel und Mangan als Legierungselementen
2. 300er-Serie mit Chrom und Nickel als Legierungselementen.
3. 400er Serie

Ebenso verfügen wir über Edelstahlsorten der Serien 500 und 600 mit Chrom- bzw. Martensitlegierungen.

Es gibt viele Edelstahlsorten in dieser Serie, wir besprechen nur einige, aber gängige Sorten.

Spannungsfreier Stahl 304

Es ist ein weit verbreiteter Stahl und macht etwa 50 % des weltweit verwendeten Stahls aus. Es gehört zur 300er-Serie und enthält 18 % Chrom und 8 % Nickel [13]. Es wird in Form von Blechen, Platten, Stangen und Stahlrohren verwendet. Es findet Anwendung in Befestigungselementen und Bolzen, Sanitärarmaturen, Waschbecken usw.

Anwendungen von Edelstahl 304

Edelstahl 316

Der zweithäufigste in allgemeinen Anwendungen verwendete Stahltyp ist Edelstahl 316. Da die Güteklasse 304 in Meeresumgebungen Korrosion zeigt, ist Edelstahl 316 in derselben Umgebung korrosionsbeständig, da er etwa 4 % Molybdän enthält. Es findet Anwendung in der Bootsausrüstung, bei medizinischen Implantaten, in der Öl- und Gasindustrie und in Laborgeräten.

Edelstahl 430

Es gehört zur Edelstahlserie 400 und ist als ferritischer Edelstahl mit etwa 11 % Chrom bekannt. Aufgrund seines höheren Kohlenstoffgehalts bietet es eine gute Festigkeit und eine gute Korrosionsbeständigkeit in milden Umgebungen. Aufgrund seiner Beständigkeit gegen hohe Temperaturen findet es Anwendung bei der Herstellung von Außengrills, Abgassystemen und Werkzeugkästen.

Milde Kohlenstoffstahlsorten

Zu den üblicherweise verwendeten milden Kohlenstoffstahlsorten gehören:

ASTM A36

Zu den bekanntesten unlegierten Kohlenstoffstahlsorten gehört A36. Aufgrund seines starken Verschleißes und seiner hohen Zugfestigkeit wird es häufig in Struktur- und Bauanwendungen eingesetzt. A36-Stahl wird häufig auch zur Herstellung von Stahlstangen und -blechen verwendet.

AISI 1010

Weicher Kohlenstoffstahl 1010 hat einen niedrigen Kohlenstoffgehalt von 0.10 %. AISI 1010 ist für seine Formbarkeit und Schweißbarkeit bekannt und wird häufig in verschiedenen Anwendungen eingesetzt, die keine nennenswerte Festigkeit oder Härte erfordern. Es findet Anwendung in Automobilteilen und Maschinenkomponenten.

Was gilt als Weichstahl?

Weichstähle sind Stähle mit Kohlenstoffgehalten zwischen 0.05 % und 0.25 %. Da der Kohlenstoffgehalt niedrig ist, sind unlegierte Stähle duktil und können durch Kaltumformung in die gewünschte Form gebracht werden. Zudem ist die Bearbeitung recht einfach.

Arten von Weichstahl

Warmgewalzt

Warmgewalzter Weichstahl wird durch Erhitzen eines Metallbarrens oder -blechs auf eine hohe Temperatur und anschließendes Walzen in die gewünschte Form oder Dicke hergestellt. Durch diese Behandlung wird der Stahl formbarer und lässt sich leichter umformen. Warmgewalzter Weichstahl wird häufig im Baugewerbe, bei strukturellen Anwendungen und in der Fertigung eingesetzt.

Kaltgewalzt

Dabei wird der Stahl bei Raumtemperatur komprimiert und geformt. Diese Methode erzeugt ein glatteres und präziseres Bild. Kaltgewalzter Weichstahl wird häufig in Anwendungen verwendet, die genaue Abmessungen und eine glatte Oberfläche erfordern, wie beispielsweise Automobilkomponenten und -geräte.

Häufig gestellte Fragen

Kann 1018-Stahl gehärtet werden?

Antwort. AISI 1018-Stahl lässt sich aufgrund seines geringen Kohlenstoffgehalts kaum durch Wärmebehandlungsverfahren härten. Es kann jedoch durch Oberflächenhärtungsverfahren wie Aufkohlen gehärtet werden, um die Verschleißfestigkeit zu verbessern.

Kann man 4140-Stahl schweißen?

Antwort. Ja, 4140-Stahl kann geschweißt werden, aber zuerst müssen Sie ihn glühen oder normalisieren, um das Risiko von Rissen zu verringern.

Kann 1018-Stahl wärmebehandelt werden?

Antwort. 1018-Stahl mit einem Kohlenstoffgehalt von etwa 0.18 % wird als kohlenstoffarmer Stahl bezeichnet. Da der Kohlenstoffgehalt gering ist, wird eine Wärmebehandlung zur Erhöhung der Härte nicht empfohlen. Zu diesem Zweck kann eine Oberflächenhärtung zur Verbesserung der Materialeigenschaften durchgeführt werden.