What is 52100 Steel?
It is nearly impossible to name them all by memory, as there are over 3,000 grades of steel available today. They have been defined by The American Iron & Steel Institute (AISI) and the Society of Automotive Engineers (SAE), who have organized them into categories based on use and composition. This article will explore a high carbon, low alloy steel known as 52100 steel, to show where it fits best as an engineering material. We will first look at the physical properties of 52100 steel, and then investigate its working characteristics as well as the potential uses for this versatile metal.
Physical Properties of 52100 Steel
52100 steel seems to have a different naming structure than the other three- or four-digit steels, but this is only due to the specific differences between the SAE and AISI naming indexes. The first digit (5) denotes that this steel is primarily alloyed with chromium, and the second digit (2) represents an alloying percentage greater than 1%. In other words, the second digit does not specify the exact percentage of chromium, but only that it is alloyed at a higher percentage than other similar steels. The last three digits show the average percentage of carbon used in the steel; so, for 52100 steel, there is on average 1.00 % carbon used in its blend. Below is a list showing the exact chemical composition of 52100 steel, with tolerances:
Komponentenelemente von 52100 Stahl
0,98-1,1% Kohlenstoff
1,3-1,6% Chrom
0,25-0,45% Mangan
<= 0,025% Phosphor
0,15-0,3% Silizium
<= 0,025% Schwefel
Um mehr über die Unterschiede zwischen Stahlqualitäten zu erfahren, lesen Sie unseren Artikel über die Arten von Stählen.
52100 steel is a high carbon chromium alloy steel that has a density of 7.81 g/cm3 (0.282 lb/in3). It can be hardened via cold and hot working processes and responds to annealing and tempering and can be strengthened using the heat treatment process. It is readily forged and formed, as well as machined, from its annealed condition. While generally not used for welding, 52100 steel is particularly useful in bearings, mill rolls, and vehicle parts thanks to its combination of strength, hardness, and workability. The most common form of 52100 stock is bar stock, but it can also be found in tube, wire, flat-rolled, and forging stocks as well.
Summary of mechanical properties for 52100 steel.
| Mechanische Eigenschaften | Metrisch | Englisch |
| Elastizitätsmodul | 210 GPa | 30500 ksi |
| Volumenmodul | 160 GPa | 23200 ksi |
| Schermodul | 80 GPa | 11600 ksi |
| Fracture Toughness | 15.4-18.7 MPa-m½ | 14.0 – 17.0 ksi-in½ |
| Bearbeitbarkeit | 40% | 40% |
- Oben, in Tabelle 1, werden einige mechanische Eigenschaften von 52100 Stahl gezeigt, um seine nützlichen Arbeitsmerkmale zu veranschaulichen. Dieser Abschnitt erklärt kurz jeden Parameter und wie er sich auf die Anwendungen von 52100 Stahl bezieht.
- Typ 52100 Stahl hat einen Elastizitätsmodul von 210 GPa. Dieser Wert beschreibt die elastische Steifigkeit eines Materials, wobei ein höherer Elastizitätsmodul einen steiferen Metall bezeichnet. Es ist wichtig, den Elastizitätsmodul eines Materials zu verstehen, wenn es bearbeitet werden muss, da ein weniger steifes Material dazu neigt, an den Maschinen zu kleben und zu gallern, während ein steiferes Material die Schneidwerkzeuge schneller abnutzt, aber im Allgemeinen besser bearbeitbar ist. 52100 Stahl reagiert gut auf Bearbeitungsprozesse, was deutlich durch sein großes Elastizitätsmodul sichtbar wird.
- Der Kompressionsmodul ist eine Materialeigenschaft, die oft für Flüssigkeiten reserviert ist, aber auch bei Stahl verwendet wird, da sie die Widerstandsfähigkeit eines Metalls gegen Kompression oder Volumenreduzierung bei gleichmäßiger Belastung beschreibt. Dieser Wert ist besonders wichtig für 52100 Stahl, da er typischerweise in Lagern verwendet wird, die einer konstanten Druckbelastung ausgesetzt sein können. Wie in Tabelle 1 zu sehen ist, beträgt der Kompressionsmodul von 52100 Stahl 160 GPa, was etwa doppelt so hoch ist wie bei den meisten Aluminiumlegierungen.
- Der Schermodul eines Materials ist eine weitere Darstellung der Reaktion eines Materials auf Spannung, in diesem Fall Scherspannung. Scherspannung tritt auf, wenn zwei Kräfte entlang einer Ebene eines Materials entgegengesetzt wirken, ähnlich wie Scheren Papier schneiden oder eine Säge einen zylindrischen Stab durchtrennt. Es ist ein wichtiger Wert, um zu verstehen, ob ein Metall aus Vorrat geschnitten und radial verdreht/geformt werden kann, da das Material unter diesen Bedingungen nicht abscheren oder brechen darf. Der Schermodul von 52100 Stahl beträgt 80 GPa, was typisch für Stahl ist und sich zum Schneiden aus Flachrollen und Drähten eignet.
- Die Bruchzähigkeit zeigt die Fähigkeit eines Materials, einem Bruch zu widerstehen. Sie gibt die Spannung an, bei der Risse sich ungehindert durch das Material ausbreiten, und ist entscheidend, um zu verstehen, wie ein Material bei sprödem Bruch versagt. Ein Material mit hoher Bruchzähigkeit versagt im Allgemeinen im duktilen Bruch, während Materialien mit niedriger Bruchzähigkeit einfach zerbersten. Aufgrund seiner Bruchzähigkeit (15,4-18,7 MPa-m½) ist 52100 Stahl eindeutig anfällig für einen ductilen Bruch, was für diesen Stahl ideal ist.
- Schließlich ist die Zerspanbarkeit eines Materials eine qualitative, vergleichende Messung, wie gut ein Metall auf Zerspanungsverfahren reagiert. Sie wird oft in Prozent angegeben, wobei der Referenzstahl bei 100% liegt, hier %, und andere Stähle in Bezug auf diesen Stahl bewertet werden. Die in Tabelle 1 angegebene Zerspanbarkeitsbewertung bezieht sich auf AISI 1212 Stahl, der auf dieser Skala 100% Zerspanbarkeit hat. Ein Prozentsatz unter 100% (wie bei 52100 Stahl) bedeutet, dass es schwieriger zu bearbeiten ist als der Referenzstahl. Das bedeutet nicht, dass 52100 nicht für die Zerspanung geeignet ist; im Gegenteil, es kann leicht bearbeitet werden, aber seine Härte führt dazu, dass Formen und Fräser schneller abnutzen.
-
Anwendungen von 52100 Stahl
- Wie bereits erwähnt, wird 52100 Stahl am häufigsten in Stahllagern sowie in der Herstellung von Lagerausrüstung verwendet. Seine Zähigkeit und Härte machen ihn geeignet für Klingen und Bestecke, obwohl es schwieriger ist, ihn wärmebehandeln als einige andere, gebräuchlichere Klingenstähle. Nachfolgend eine Liste weiterer gängiger Anwendungen von 52100 Stahl:
- Reibungsarme Lager
Walzen
Stempel, Gewindebohrer, Formen
Automobil- und Flugzeugteile
Befestigungselemente
und mehr. - Wenn 52100 Stahl für Ihr Projekt nützlich erscheinen könnte, kontaktieren Sie Ihren Lieferanten und fragen Sie, ob sie zustimmen. Sie verfügen immer über die besten Informationen, die für Ihre Spezifikationen relevant sind, und können Sie über geeignete Optionen und Alternativen beraten.
- XTJ ist ein führender OEM-Hersteller, der sich der Bereitstellung von Komplettlösungen von Prototyp bis Produktion verschrieben hat. Wir sind stolz darauf, ein nach ISO 9001 zertifiziertes System für Qualitätsmanagement zu sein, und wir sind bestrebt, in jeder Kundenbeziehung Mehrwert zu schaffen. Das tun wir durch Zusammenarbeit, Innovation, Prozessverbesserungen und außergewöhnliche Handwerkskunst.
