Haben Sie sich schon einmal über die mechanischen Eigenschaften der verschiedenen Metalle gewundert? In diesem Artikel befassen wir uns eingehend mit der Scherfestigkeit, der Zugfestigkeit und anderen wichtigen Eigenschaften verschiedener Eisen- und Nichteisenmetalle. Erhalten Sie Einblicke von erfahrenen Ingenieuren und Metallurgen, um Ihr Wissen zu erweitern und fundiertere Entscheidungen bei der Auswahl von Metallen für Ihre Projekte zu treffen.
Um den Anforderungen unserer Leser gerecht zu werden, haben wir eine Tabelle der mechanischen Eigenschaften für eine Reihe von Eisen- und Nichteisenmetallen entwickelt.
Weiterführende Lektüre: Eisenhaltige Metalle vs. Nichteisenmetalle
| Material | Klasse | Material Status | Scheren Stärke τ (MPa) | Zugfestigkeit Stärke σb (MPa) | Dehnung σs (%) | Ausbeute Stärke δ (MPa) | Elastisch Modulus Е (MPa) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Industrielles Reineisen für Elektriker C>0,025 | DT1 DT2 DT3 | geglüht | 180 | 230 | 26 | - | |
| Elektrischer Siliziumstahl | D11 D12 D21 D31 D32 D370 D310~340 S41~48 | geglüht | 190 | 230 | 26 | - | |
| Gewöhnlicher Kohlenstoffstahl | Q195 | ungeglüht | 260~320 | 315~390 | 28~33 | 195 | |
| Q215 | 270~340 | 335~410 | 26~31 | 215 | |||
| Q235 | 310~380 | 375~460 | 21~26 | 235 | |||
| Q255 | 340~420 | 410~510 | 19~24 | 255 | |||
| Q275 | 400~500 | 490~610 | 15~20 | 275 | |||
| Kohlenstoff-Werkzeugstahl | 08F | geglüht | 220~310 | 280~390 | 32 | 180 | |
| 10F | 260~360 | 330~450 | 32 | 200 | 190000 | ||
| 15F | 220~340 | 280~420 | 30 | 190 | |||
| 08 | 260~340 | 300~440 | 29 | 210 | 198000 | ||
| 10 | 250~370 | 320~460 | 28 | - | |||
| 15 | 270~380 | 340~480 | 26 | 280 | 202000 | ||
| 20 | - | 280~400 | 360~510 | 35 | 250 | 21000 | |
| 25 | 320~440 | 400~550 | 34 | 280 | 202000 | ||
| 30 | 360~480 | 450~600 | 22 | 300 | 201000 | ||
| 35 | 400~520 | 500~650 | 20 | 320 | 201000 | ||
| 40 | 420~540 | 520~670 | 18 | 340 | 213500 | ||
| 45 | 440~560 | 550~700 | 16 | 360 | 204000 | ||
| 50 | normalisiert | 440~580 | 550~730 | 14 | 380 | 220000 | |
| 55 | 550 | ≥670 | 43 | 390 | - | ||
| 60 | 550 | ≥700 | 12 | 410 | 208000 | ||
| 65 | 600 | ≥730 | 10 | 420 | - | ||
| 70 | 600 | ≥760 | 9 | 430 | 210000 | ||
| T7~T12 T7A~T12A | geglüht | 600 | 750 | 10 | - | - | |
| T8A | kaltgehärtet | 600~950 | 750~1200 | - | - | - | |
| Hochwertiger Kohlenstoffstahl | 10Mn | geglüht | 320~460 | 400~580 | 22 | 230 | 211000 |
| 65Mn | 600 | 750 | 12 | 400 | 21000 | ||
| Legierter Baustahl | 25CrMnSiA 25CrMnSi | tiefgekühlt geglüht | 400~560 | 500~700 | 18 | 950 | - |
| 30CrMnSiA 30CrMnSi | 440~600 | 550~750 | 16 | 1450 850 | - | ||
| Qualitäts-Federstahl | 60Si2Mn 60Si2MnA 65SiWA | tiefgekühlt geglüht | 720 | 900 | 10 | 1200 | 200000 |
| kaltgehärtet | 640~960 | 800~1200 | 10 | 1400 1600 | - | ||
| Rostfreier Stahl | 1Cr13 | geglüht | 320~380 | 400~470 | 21 | 420 | 210000 |
| 2Cr13 | 320~400 | 400~500 | 20 | 450 | 210000 | ||
| 3Cr13 | 400~480 | 500~600 | 18 | 480 | 210000 | ||
| 4Cr13 | 400~480 | 500~600 | 15 | 500 | 210000 | ||
| 1Cr18Ni19 2Cr18Ni19 | wärmebehandelt | 460~520 | 580~640 | 35 | 200 | 200000 | |
| gewalzt, kaltgehärtet | 800~880 | 1000~1100 | 38 | 220 | 200000 | ||
| 1Cr18Ni9Ti | Wärmebehandelt erweicht | 430~550 | 540~700 | 40 | 200 | 200000 |
| Stahlsorte | Heiztemperatur ℃ | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 200 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 | |
| Q195, Q215, 08, 15 | 360 | 320 | 200 | 110 | 60 | 30 |
| Q235, Q255, 20, 25 | 450 | 450 | 240 | 130 | 90 | 60 |
| Q275, 30, 35 | 530 | 520 | 330 | 160 | 90 | 70 |
| 40, 45, 50 | 600 | 580 | 380 | 190 | 90 | 70 |
Hinweis: Bei der Bestimmung der Scherfestigkeit eines Materials muss die Stanztemperatur berücksichtigt werden, die in der Regel 150 bis 200 °C niedriger ist als die Erwärmungstemperatur.
| Material | Klasse | Material Status | Scherfestigkeit τ (MPa) | Zugfestigkeit σb (MPa) | Dehnung σs (%) | Ausbeute Stärke δ (MPa) | Elastisch Modul Е (MPa) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Aluminium | 1070A 1050A 1200 | Geglüht | 80 | 75～110 | 25 | 50～80 | 72000 |
| Kaltgehärtet | 100 | 120～150 | 4 | 120～240 | |||
| Aluminium-Mangan-Legierungen | 3A21 | Geglüht | 70～100 | 110～145 | 19 | 50 | 71000 |
| Halbkalt gehärtet | 100～140 | 155～200 | 13 | 130 | |||
| Aluminium-Magnesium-Legierung Aluminium-Magnesium-Kupfer-Legierung | SA02 | Geglüht | 130～160 | 180～230 | - | 100 | 70000 |
| Halbkalt gehärtet | 160～200 | 230～280 | 210 | ||||
| Hochfeste Aluminium-Magnesium-Kupfer-Legierung | 7A04 | Geglüht | 170 | 250 | - | - | - |
| Gehärtet und künstlich gealtert | 350 | 500 | 460 | 70000 | |||
| Magnesium-Mangan-Legierung | MB1 MB8 | Geglüht | 120～140 | 170～190 | 3～5 | 98 | 43600 |
| Geglüht | 170～190 | 220～230 | 12～24 | 140 | 40000 | ||
| Kaltgehärtet | 190～200 | 240～250 | 8～10 | 160 | |||
| Hartes Aluminium | 2Al12 | Geglüht | 105～150 | 150～215 | 12 | - | - |
| Gehärtet durch natürliche Alterung | 280～310 | 400～440 | 15 | 368 | 72000 | ||
| Kaltgehärtet nach der Aushärtung | 280～320 | 400～460 | 10 | 340 | |||
| Reines Kupfer | T1 T2 T3 | Weich | 160 | 200 | 30 | 70 | 108000 |
| Hart | 240 | 300 | 3 | 380 | 130000 | ||
| Messing | H62 | Weich | 260 | 300 | 35 | 380 | 100000 |
| Halbhart | 300 | 380 | 20 | 200 | - | ||
| Hart | 420 | 420 | 10 | 480 | - | ||
| Messing | H68 | Weich | 240 | 300 | 40 | 100 | 110000 |
| Halbhart | 280 | 350 | 25 | - | |||
| Hart | 400 | 400 | 15 | 250 | 115000 | ||
| Blei-Messing | HPb59-1 | Weich | 300 | 350 | 25 | 142 | 93000 |
| Hart | 400 | 450 | 5 | 420 | 105000 | ||
| Mangan-Messing | HMn58-2 | Weich | 340 | 390 | 25 | 170 | 100000 |
| Halbhart | 400 | 450 | 15 | - | |||
| Hart | 520 | 600 | 5 | ||||
| Zinn-Phosphor-Bronze Zinn-Zink-Bronze | QSn4-4-2.5 QSn4-3 | Weich | 260 | 300 | 38 | 140 | 100000 |
| Hart | 480 | 550 | 3～5 | ||||
| Extra-hart | 500 | 650 | 1～2 | 546 | 124000 | ||
| Aluminium-Bronze | QAl17 | Geglüht | 520 | 600 | 10 | 186 | - |
| Ungeglüht | 560 | 650 | 5 | 250 | 115000～130000 | ||
| Aluminium-Mangan-Bronze | QAl9-2 | Weich | 360 | 450 | 18 | 300 | 92000 |
| Hart | 480 | 600 | 5 | 500 | - | ||
| Silizium-Mangan-Bronze | QBi3-1 | Weich | 280～300 | 350～380 | 40～45 | 239 | 120000 |
| Hart | 480～520 | 600～650 | 3～5 | 540 | - | ||
| Extra-hart | 560～600 | 700～750 | 1～2 | - | - | ||
| Beryllium-Bronze | QBe2 | Weich | 240～480 | 300～600 | 30 | 250～350 | 117000 |
| Hart | 520 | 660 | 2 | 1280 | 132000～141000 | ||
| Kupfernickel | B19 | Weich | 240 | 300 | 25 | - | - |
| Hart | 360 | 450 | 3 | ||||
| Neusilber | BZn15-20 | Weich | 280 | 350 | 35 | 207 | - |
| Hart | 400 | 550 | 1 | 486 | 126000～140000 | ||
| Extra-hart | 520 | 650 | - | ||||
| Nickel | Ni-3～Ni-5 | Weich | 350 | 400 | 35 | 70 | - |
| Hart | 470 | 550 | 2 | 210 | 210000～230000 | ||
| Neusilber | BZn15-20 | Weich | 300 | 350 | 35 | - | - |
| Hart | 480 | 550 | 1 | ||||
| Extra-hart | 560 | 650 | 1 | ||||
| Zink | Zn-3～Zn-6 | - | 120～200 | 140～230 | 40 | 75 | 80000～130000 |
| Blei | Pb-3～Pb-6 | - | 20～30 | 25～40 | 40～50 | 5～10 | 15000～17000 |
| Zinn | Sn1～Sn4 | - | 30～40 | 40～50 | - | 12 | 41500～55000 |
| Titan-Legierung | TA2 | Geglüht | 360～480 | 450～600 | 25～30 | - | - |
| TA3 | 440～600 | 550～750 | 20～25 | ||||
| TA5 | 640～680 | 800～850 | 15 | 800～900 | 104000 | ||
| Magnesiumlegierung | MB1 | Kalter Zustand | 120～140 | 170～190 | 3～5 | 120 | 40000 |
| MB8 | 150～180 | 230～240 | 14～15 | 220 | 41000 | ||
| MB1 | Vorheizen 300°C | 30～50 | 30～50 | 50～52 | - | 40000 | |
| MB8 | 50～70 | 50～70 | 58～62 | - | 41000 | ||
| Silber | - | - | - | 180 | 50 | 30 | 81000 |
| Fungible Legierung | Ni29Co18 | - | 400～500 | 500～600 | - | - | - |
| Kupferkonstantan | BMn40-1,5 | Weich | - | 400～600 | - | - | - |
| Hart | - | 650 | - | - | - | ||
| Wolfram | - | Geglüht | - | 720 | 0 | 700 | 312000 |
| Ungeglüht | - | 1491 | 1～4 | 800 | 380000 | ||
| Molybdän | - | Geglüht | 20～30 | 1400 | 20～25 | 385 | 280000 |
| Ungeglüht | 32～34 | 1600 | 2～5 | 595 | 300000 |
Hier finden Sie Informationen zur Scherfestigkeit für verschiedene Metalle:
In Anlehnung an die Scherfestigkeitsangaben für Nichteisenmetalle, die im Abschnitt "Mechanische Eigenschaften von Metallen Tabelle" auf MachineMfg.com:
Diese umfassende Liste deckt ein breites Spektrum von Metallen ab und liefert wichtige Informationen für Anwendungen, bei denen die Scherfestigkeit ein kritischer Faktor ist. Diese Informationen sind für Ingenieure und Konstrukteure von entscheidender Bedeutung bei der Auswahl der geeigneten Werkstoffe für verschiedene Anwendungen auf der Grundlage von Scherfestigkeitsanforderungen.
Die internationalen Normen für die Prüfung der Scherfestigkeit von Stahl umfassen die ASTM- und ISO-Reihen. In den Vereinigten Staaten gibt es mehrere ASTM-Normen für die Messung der Scherfestigkeit, darunter ASTMB831, D732, D4255, D5379 und D7078. Auf internationaler Ebene gibt es die ISO-Normen ISO3597, 12579 und 14130 für Scherfestigkeitsprüfungen. Außerdem gibt es die ISO-Norm 10123, die speziell für Stahl gilt.
Daher sind die wichtigsten internationalen Normen für die Prüfung der Scherfestigkeit von Stahl die einschlägigen Normen der ASTM- und ISO-Reihen.
Die Unterschiede in der Scherfestigkeit zwischen 45#-Stahl und Q235-Stahl in praktischen Anwendungen und ihre Ursachen spiegeln sich hauptsächlich in der chemischen Zusammensetzung, den mechanischen Eigenschaften und den Anwendungsszenarien wider.
Was die chemische Zusammensetzung betrifft, so ist Q235-Stahl ein Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt von etwa 0,2%, während 45#-Stahl ein Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt von etwa 0,45% ist. Diese Unterschiede in der chemischen Zusammensetzung führen zu Unterschieden in der Leistungsfähigkeit der beiden Stahlsorten.
Was die mechanischen Eigenschaften betrifft, so liegt die Streckgrenze von Q235-Stahl bei 235 MPa, während die von 45#-Stahl höher ist und bis zu 355 MPa erreicht. Dies deutet darauf hin, dass der Stahl 45# einer geringfügigen plastischen Verformung besser widerstehen kann, was bedeutet, dass er eine höhere Festigkeit und Härte aufweist. Darüber hinaus beträgt die zulässige Scherspannung von Q235-Stahl 98 MPa, während der Scherfestigkeitsbereich des Q235-Materials von 141 bis 188 MPa reicht, was die relativ schwächere Scherleistung des Q235-Stahls weiter verdeutlicht.
Da der Stahl 45# nach der Wärmebehandlung durch Abschrecken seine Festigkeit und Härte erhöhen kann, eignet er sich besser für Szenarien, die eine hohe Tragfähigkeit und eine gute Verschleißfestigkeit erfordern, wie z. B. die Herstellung mechanischer Teile. Im Gegensatz dazu eignet sich Q235-Stahl aufgrund seiner höheren Plastizität und geringeren Festigkeit eher für Streck- und Walzverfahren, wie die Herstellung von Profilen, Blechen usw.
Als Gründer von MachineMFG habe ich mehr als ein Jahrzehnt meiner Karriere der metallverarbeitenden Industrie gewidmet. Meine umfangreiche Erfahrung hat es mir ermöglicht, ein Experte auf den Gebieten der Blechverarbeitung, der maschinellen Bearbeitung, des Maschinenbaus und der Werkzeugmaschinen für Metalle zu werden. Ich denke, lese und schreibe ständig über diese Themen und bin stets bestrebt, in meinem Bereich an vorderster Front zu bleiben. Lassen Sie mein Wissen und meine Erfahrung zu einem Gewinn für Ihr Unternehmen werden.
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