Metallfestigkeitstabelle

Metallfestigkeit
Jack Lüge Experte für CNC-Bearbeitung

Auf etwas spezialisiert sein CNC-Fräsen, CNC-Drehen, 3d Drucken, Urethanguss, und Blechbearbeitung Dienstleistungen.


Die Festigkeit eines Metalls ist ein wichtiger Faktor bei der Bestimmung seiner Eignung für eine bestimmte Anwendung. Stärkere Metalle können in strukturellen Anwendungen verwendet werden, beispielsweise beim Bau von Gebäuden, Brücken und anderer Infrastruktur, wo sie hohen Belastungen und Beanspruchungen ausgesetzt sind. Sie können auch bei der Herstellung von mechanischen Komponenten wie Zahnrädern, Wellen und Lagern verwendet werden, wo sie hohen Kräften standhalten müssen. Dieser Artikel fasst die Festigkeit und mechanischen Eigenschaften von unedlen Metallen in verschiedenen Qualitäten oder Legierungen zu Ihrer Information zusammen.

Verschiedene Arten von Metallfestigkeit

Es gibt verschiedene Arten von Festigkeiten, mit denen die Eigenschaften eines Materials beschrieben werden können:

  • Ertragsstärke: Dies ist die Belastung, der ein Material standhalten kann, bevor es sich dauerhaft zu verformen beginnt. Sie wird typischerweise in Pfund pro Quadratzoll (psi) oder Megapascal (MPa) gemessen.
  • Zugfestigkeit: Dies ist die maximale Zugspannung (Dehnungsspannung), der ein Material standhalten kann, bevor es bricht. Sie wird typischerweise in psi oder MPa gemessen.
  • Druckfestigkeit: Dies ist die maximale Menge an Druckspannung (Quetschspannung), der ein Material standhalten kann, bevor es bricht. Sie wird typischerweise in psi oder MPa gemessen.
  • Schiere Stärke: Dies ist die maximale Scher-(Gleit-)Beanspruchung, der ein Material standhalten kann, bevor es bricht. Sie wird typischerweise in psi oder MPa gemessen.
  • Torsionsfestigkeit: Dies ist die maximale Torsionsspannung, der ein Material standhalten kann, bevor es bricht. Sie wird typischerweise in psi oder MPa gemessen.
  • Ermüdungsfestigkeit: Dies ist die maximale zyklische Belastung, der ein Material standhalten kann, bevor es aufgrund von Ermüdung versagt. Sie wird typischerweise in psi oder MPa gemessen.
  • Schlagfestigkeit: Dies ist die Fähigkeit eines Materials, einer plötzlichen Belastung oder einem Stoß standzuhalten, ohne zu brechen. Die Schlagfestigkeit wird oft mit Techniken wie dem Izod- oder Charpy-Test gemessen.

Allgemeine Eigenschaften von Metallwerkstoffen

Es gibt mehrere gemeinsame Eigenschaften, die verwendet werden, um die Eigenschaften von Metallmaterialien zu beschreiben:

  1. Stärke: Dies bezieht sich auf die Fähigkeit eines Materials, einwirkenden Kräften standzuhalten, ohne zu brechen oder sich zu verformen. Die beiden gebräuchlichsten Festigkeitsmaße sind Streckgrenze und Zugfestigkeit. Die Streckgrenze ist der Punkt, an dem sich ein Material dauerhaft zu verformen beginnt, während die Zugfestigkeit die maximale Zugspannung (Dehnspannung) ist, der ein Material standhalten kann, bevor es bricht.
  2. Duktilität: Dies bezieht sich auf die Fähigkeit eines Materials, gedehnt oder verformt zu werden, ohne zu brechen. Ein Material, das sehr dehnbar ist, kann in eine Vielzahl von Formen gedehnt oder gebogen werden, ohne zu brechen.
  3. Härte: Dies bezieht sich auf die Widerstandsfähigkeit eines Materials gegen Verformung, Kratzer oder Eindrücke. Die Härte wird oft mit einer Vielzahl von Techniken gemessen, wie z. B. dem Rockwell- oder Brinell-Test.
  4. Elastizität: Dies bezieht sich auf die Fähigkeit eines Materials, in seine ursprüngliche Form zurückzukehren, nachdem es einer Kraft oder Belastung ausgesetzt wurde. Materialien, die hochelastisch sind, nehmen ihre ursprüngliche Form schnell und vollständig wieder an, wenn die Kraft weggenommen wird.
  5. Formbarkeit: Dies bezieht sich auf die Fähigkeit eines Materials, durch Hämmern oder Walzen verformt oder geformt zu werden. Materialien, die sehr formbar sind, können leicht in eine Vielzahl von Formen gebracht werden.
  6. Leitfähigkeit: Dies bezieht sich auf die Fähigkeit eines Materials, Strom oder Wärme zu leiten. Metalle sind im Allgemeinen gute Strom- und Wärmeleiter, während Nichtmetalle im Allgemeinen schlechte Leiter sind.
  7. Korrosionsbeständigkeit: Dies bezieht sich auf die Fähigkeit eines Materials, einer Verschlechterung oder Beschädigung durch chemische Reaktionen mit seiner Umgebung zu widerstehen. Einige Materialien sind von Natur aus korrosionsbeständig, während andere möglicherweise Schutzbeschichtungen oder andere Behandlungen erfordern, um Korrosion zu verhindern.

Tabelle der Metallfestigkeit und der mechanischen Eigenschaften von Metall

Sie sollten einige wesentliche Parameter kennen, um das richtige Metall für Ihre Anwendungen zu bestimmen. Parameter wie Zugfestigkeit, Streckgrenze, Härte, Dichte usw. sollten berücksichtigt werden. Die folgende Tabelle kann Ihnen helfen, einen guten Vergleich zwischen verschiedenen Metallen zu haben.

Metallfestigkeitstabelle

Arten von Metallen Zugfestigkeit (PSI) Streckgrenze (PSI) Härte Rockwell B-Skala Dichte (kg/m3)
Edelstahl 304 90,000 40,000 88 8000
Aluminium 6061-T6 45,000 40,000 60 2720
Aluminium 5052-H32 33,000 28,000 2680
Aluminium 3003 22,000 21,000 20 bis 25 2730
Stahl A36 58-80, 000 36,000 7800
Stahlsorte 50 65,000 50,000 7800
Gelbes Messing 40,000 55 8470
Roter Messing 49,000 65 8746
Kupfer 28,000 10 8940
Phosphorbronze 55,000 78 8900
Aluminiumbronze 27,000 77 7700-8700
Titan 63,000 37,000 80 4500

Mechanische Eigenschaften von Stahlsorten und Legierungen

Eigenschaften Kohlenstoffstähle Legierte stähle Rostfreier Stahl Werkzeugstähle
Dichte (1000 kg/m3) 7.85 7.85 7.75-8.1 7.72-8.0
Elastizitätsmodul (GPa) 190-210 190-210 190-210 190-210
Poisson-Zahl 0.27-0.3 0.27-0.3 0.27-0.3 0.27-0.3
Wärmeausdehnung (10-6/K) 11-16.6 9.0-15 9.0-20.7 9.4-15.1
Schmelzpunkt (C) 1371-1454
Wärmeleitfähigkeit (W/mK) 24.3-65.2 26-48.6 11.2-36.7 19.9-48.3
Spezifische Wärme (⊃/kg-K) 450-2081 452-1499 420-500
Elektrischer Widerstand (10-9W-m) 130-1250 210-1251 75.7-1020
Zugfestigkeit (MPa) 276-1882 758-1882 515-827 640-2000
Streckgrenze (MPa) 186-758 366-1793 207- 552 380-440
Prozent Dehnung (%) 10-32 4-31 12-40 5-25
Härte (Brinell 3000kg) 86-388 149-627 137-595 210-620

Mechanische Eigenschaften von Edelstahlsorten und -legierungen

Klasse UNS-Nr. Gemeinsame Form Behandlung Zugfestigkeit MPa (min.) Streckgrenze (0,2% Offset) MPa (min.) Dehnung % in 50 mm (min.) Härte (max.) (Anmerkung 2)
Austenitische Edelstähle
253MA S30815 Platte Geglüht 600 310 40 95 HRB
301 S30100 Blech oder Spule 1/4 bis ganz hart geglüht 515 860-1275 205 515- 965 40 25-9 95 HRB
302HQ S30430 Draht 2,5 mm Durchmesser. und über Geglüht Lighty gezeichnet 605 max. 660 max. - - -
303 530300 Bar Kaltfertiger Zustand A 262 HB
304 530400 Platte Geglüht 515 205 40 92HRB
304L S30403 Platte Geglüht 485 170 40 88 HRB
304H S30409 Platte Geglüht 515 205 40 92HRB
3095 530908 Bar Geglüht 515 20 40 95 HRB
310 S31000 Platte Geglüht 515 205 40 95 HRB
316 S31600 Platte Geglüht 515 205 40 95 HRB
316L S31603 Platte Geglüht 485 170 40 95 HRB
317L S31703 Platte Geglüht 515 205 40 95 HRB
321 S32100 Blech Geglüht 515 205 40 95 HRB
347 S34700 Platte Geglüht 515 205 39 92HRB
904L N08904 Platte Geglüht 490 220 40 70 - 90 NRB typisch

Mechanische Eigenschaften von Aluminiumsorten und -legierungen

Mechanische Eigenschaften von Aluminiumsorten und -legierungen

Aluminiumlegierung Temperament Elastizitätsmodul (10⁶ psi) (GPa) Schermodul (10⁶ psi) (GPa) Streckgrenze (10³ psi) (MPa) Zugfestigkeit (10³ psi) (MPa)
1100 10.0 3.75 3.5 11
1100 H12 10.0 3.75 11 14
2014 10.8 4.00 8 22
2014 T6 10.6 4.00 58 66
2014 T62 10.8 4.00 59 67
2017 T4 10.5 3.95 32 55
2024 T3 10.6 4.00 42 64
2024 T4 10.6 4.00 40 62
2025 T6 10.4 3.90 33 52
2124 T851 10.4 4.00 57 66
2219 T62 10.5 4.00 36 54
2618 T61 10.7 4.10 42 55
3003 10.0 3.75 5 14
3003 H18 10.0 3.75 25 27
3003 H112 10.0 3.75 10 17
354 T61 10.6 4.00 36 47
355 T51 10.2 3.80 22 27
355 T6 10.3 3.80 23 37
356 T7 10.3 3.85 21 29
356 T6 10.3 3.85 20 30
5052 10.2 3.80 9.5 25
5052 H32 10.2 3.80 23 31
5056 H38 10.3 3.75 50 60
5056 ANL 10.3 4.00 22 42
6061 T4 10.0 3.80 16 30
6061 T6 10.0 3.80 35 42
6062 10.0 3.75 5 14
6062 T4 10.0 3.75 16 26
6062 T6 10.0 3.75 35 38
6063 T42 10.0 3.75 10 17
6063 T5 10.0 3.75 16 22
6063 T6 10.0 3.75 25 30
6151 T6 10.1 3.85 37 44
7050 T7452 10.1-11.6 58 68
7050 T74 60 70
7075 T6 10.4 3.90 70 78
7075 T6 63 73
A356 T61 10.4 3.90 28 38
D712 T5 10.3 3.80 20 32

Mechanische Eigenschaften von Titansorten und -legierungen

Zugfestigkeit (min) 0,21 TP3T Streckgrenze (min)
Bezeichnung MPa ksi MPa ksi
Unlegierte Sorten
ASTM-Klasse 1 240 35 170 25
ASTM-Klasse 2 340 50 280 40
ASTM-Klasse 3 450 65 380 55
ASTM-Klasse 4 550 80 480 70
ASTM-Klasse 7 340 50 280 40
ASTM-Klasse 11 240 35 170 25
α- und nahe α-Legierungen
Ti-0,3M0-0,8Ni 480 70 380 55
Ti-5Al-2,5Sn 790 115 760 110
Ti-5Al-2,5Sn-ELI 690 100 620 90
Ti-8Al-1Mo-1V 900 130 830 120
Ti-6A1-2Sn-4Zr-2Mo 900 130 830 120
Ti-6A1-2Nb-1Ta-0,8Mo 790 115 690 100
Ti-2,25Al-11Sn-5Zr-1Mo 1000 145 900 130
Ti-5,8Al-4Sn-3,5Zr-0,7Nb-0,5Mo-0,35Si 1030 149 910 132
α-β-Legierungen
Ti-6Al-4V(a) 900 130 830 120
Ti-6Al-4V-ELI(a) 830 120 760 110
Ti-6Al-6V-2Sn(a) 1030 150 970 140
Ti-8Mn(a) 860 125 760 110
Ti-7Al-4Mo(a) 1030 150 970 140
Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo(b) 1170 170 1100 160
Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr(b)(c) 1125 163 1055 153
Ti-6Al-2Sn-2Zr-2Mo-2Cr(c) 1030 150 970 140
Ti-3Al-2,5 V(d) 620 90 520 75
Ti-4Al-4M0-2Sn-0,5Si 1100 160 960 139
β-Legierungen
Ti-10V-2Fe-3Al(a)(C) 1170 170 1100 160
Ti-13V-11Cr-3Al(b) 1170 170 1100 160
Ti-8Mo-8V-2Fe-3Al(b)(c) 1170 170 1100 160
Ti-3Al-8V-6Cr-4Mo-4Zr(a)(c) 900 130 830 120
Ti-11,5Mo-6Zr-4,5Sn(a) 690 100 620 90
Ti-15V-3Cr-3AI-3Sn 1000(b) 145(b) 965(b) 140(b)
1241(f) 180(f) 1172(f) 170(f)
Ti-15Mo-3A1-2,7Nb-0,2Si 862 125 793 115

Mechanische Eigenschaften von Kupfersorten und -legierungen

Kupfer und Kupferlegierung Kunststoffeigenschaften
Einachsig
Nein. Name und Behandlung Prüftemperatur, K Zugfestigkeit, psi Streckgrenze, psi Dehnung, % in 4D Flächenreduzierung, %
102 Sauerstofffrei (kaltgezogener 60%) 295 48,400 46,800 17 77
195 52,900 49,800 20 74
76 66,400 54,400 29 78
20 74,500 58,500 42 76
4 74,600 58,600 41 75
122 Phosphor desoxidiert, hoher Restphosphorgehalt (geglüht) 295 31,300 6,700 45 76
195 38,300 6,600 56 87
76 50,600 7,400 62 84
20 63,800 8,400 68 83
4 60,400 7,900 65 81
(kaltgezogener 26%) 295 51,800 49,400 17 76
195 56,800 53,600 21 79
76 68,400 59,900 28 76
20 81,400 64,100 46 78
4 81,000 63,600 44 72
150 Zirkoniumkupfer (kaltgezogen, gealtert) 295 64,450 59,600 16 62
195 67,200 61,300 20 66
76 77,400 65,700 26 71
20 85,200 66,400 37 72
4 85,700 64,700 36 69
220 Kommerzielle Bronze, 90% (geglüht) 295 38,500 9,600 56 84
195 41,800 10,200 57 80
76 55,200 13,200 86 78
20 73,200 15,600 95 73
4 68,200 15,000 91 73
230 Rotguss, 85% (kaltgezogen 14%) 295 40,400 13,000 48 74
195 46,500 14,000 63 79
76 62,000 16,400 83 77
20 79,200 20,900 80 75
4 71,000 18,300 82 71
443 Admiralty Arsenical (geglüht) 295 44,800 10,600 86 81
195 49,600 12,600 91 79
76 64,600 18,700 98 73
20 76,800 20,800 99 68
4 78,600 21,100 92 72
464 Marinemessing (geglüht) 295 63,300 31,000 37 52
195 67,400 33,800 37 54
76 80,400 38,000 44 48
20 105,200 47,600 41 42
4 99,600 43,700 40 48
510 Phosphorbronze, 5% A (kaltgezogen 85%, Feder) 295 77,400 72,000 18 78
195 85,600 78,700 20 78
76 105,200 89,200 34 67
20 131,000 104,800 39 62
4 116,400 100,400 34 58
614 Aluminiumbronze D (geglüht) 295 83,200 59,400 40 66
195 89,500 64,800 45 71
76 105,800 69,500 52 64
20 126,400 80,600 48 58
4 134,500 82,400 52 59
647 Kupfer-Nickel-Silizium (gealtert) 295 112,400 105,000 15 60
195 119,400 110,800 18 66
76 123,600 114,100 24 70
20 133,700 118,400 33 68
4 135,800 119,800 31 65
655 High Silicon Bronze A (geglüht, weich) 295 61,400 24,200 66 79
195 69,900 26800 68 79
76 89,000 31,900 71 69
20 108,900 37,600 72 69
4 101,200 36,900 71 70
706 Kupfer-Nickel 10% (geglüht) 295 49,600 21,400 37 79
195 54,700 24,700 42 77
76 72,000 24,800 50 77
20 82,500 30,200 50 73
4 80,600 24,900 53 73
715 Kupfer-Nickel 30% (geglüht) 295 57,800 18,700 47 68
195 68,000 22,200 48 70
76 89,800 31,600 52 70
20 103,100 38,100 51 66
4 104,600 40,100 48 65
Nickel-Aluminium-Bronze (Sandguss) 295 101,200 44,000 11 9
195 104,600 47,800 9 9
76 117,100 54,900 6 7
20 126,600 61,600 6 2
4 130,500 60,100 6 5