Wenn Sie nach einem Material suchen, das außergewöhnliche Verschleißfestigkeit und Ermüdungsfestigkeit liefert - kritisch für Lager, Walzen, oder mechanische Teile mit hoher Stress-Aisi 52100 Lagerstahl ist der Industriestandard. Diese kohlenstoffarme Chromlegierung ist so konstruiert, dass sie schwere Lasten und konstante Bewegungen bewältigen, Machen Sie es zu einer Top -Wahl für Automobile, Luft- und Raumfahrt, und Industriemaschinen. Dieser Leitfaden bricht seine wichtigsten Eigenschaften ab, reale Verwendungen, Fertigungsmethoden, und wie es sich mit anderen Materialien vergleicht - Sie können also fundierte Entscheidungen für Ihre Projekte treffen.
1. Materialeigenschaften von AISI 52100 Lagerstahl
Die Leistung von AISI 52100 ergibt. Lassen Sie uns jede Eigenschaft klar erkunden.
1.1 Chemische Zusammensetzung
Jedes Element arbeitet zusammen, um die Härte zu steigern, Resistenz tragen, und Haltbarkeit. Unten ist seine typische Komposition (nach Gewicht):
| Element | Inhaltsbereich (%) | Schlüsselrolle |
|---|---|---|
| Kohlenstoff (C) | 0.95–1.10 | Das Haupthärtungselement - erstellt starke Carbide zum Verschleißfestigkeit |
| Chrom (Cr) | 1.30–1.65 | Verbessert die Härtbarkeit (gleichmäßige Härte nach Wärmebehandlung) und widersetzt sich |
| Mangan (Mn) | 0.25–0.45 | Verbessert die Verwirrbarkeit und stärkt die Legierung |
| Silizium (Und) | 0.15–0.35 | Steigert die Oxidationsresistenz und unterstützt die Wirksamkeit der Wärmebehandlung |
| Schwefel (S) | Max 0.025 | Niedrig gehalten, um die Sprödigkeit zu verhindern und strukturelle Integrität zu gewährleisten |
| Phosphor (P) | Max 0.025 | Kontrolliert, um Schwachstellen in der Struktur der Legierung zu vermeiden |
1.2 Physische Eigenschaften
Diese Eigenschaften machen AISI 52100 Ideal für Hochstress, bewegliche Teile:
- Dichte: 7.85 g/cm³ (Gleich wie die meisten Kohlenstoffstähle, leicht zu entwerfen mit)
- Schmelzpunkt: 1425–1475 ° C. (2595–2685 ° F.) -Griffe hochheizige Herstellungsprozesse
- Wärmeleitfähigkeit: 42 W/(m · k) bei 20 ° C. (68° F) - Effiziente Wärmeabteilung (kritisch für Lager unter Last)
- Wärmeleitkoeffizient: 11.5 μm/(m · k) (20–100 ° C.) - minimales Verziehen während der Wärmebehandlung
- Elektrischer Widerstand: 200 Ω · mm²/m bei 20 ° C - nicht ideal für elektrische Teile, aber irrelevant für die mechanische Verwendung
- Magnetische Eigenschaften: Stark magnetisch - arbeitet für die meisten mechanischen Anwendungen (Keine Auswirkungen auf die Leistung)
1.3 Mechanische Eigenschaften
Die mechanische Stärke von AISI 52100 scheint danachLöschen und Temperieren (seine Standard -Wärmebehandlung). Alle folgenden Werte finden Sie für die Wärmeversion (58–62 HRC Härte):
| Eigentum | Wert (Raumtemperatur) |
|---|---|
| Zugfestigkeit | Min 2000 MPA (290 ksi) |
| Ertragsfestigkeit | Min 1600 MPA (232 ksi) |
| Verlängerung | Max 10% (In 50 mm) |
| Härte | 58–62 HRC (Rockwell c) |
| Ermüdungsbeständigkeit | 900 MPA (10⁷ Zyklen) |
| Schlagfestigkeit | 15–20 j (Charpy V-Neoth, Zimmertemperatur) |
1.4 Andere Eigenschaften
- Resistenz tragen: Außergewöhnlich - Outperformationen die meisten Kohlenstoffstähle und sogar einige rostfreie Stähle. Die harten Carbide, die durch Kohlenstoff- und Chromresist -Oberflächenschäden durch Reibung gebildet werden.
- Korrosionsbeständigkeit: Mittelschwere - leichte Feuchtigkeitsfeuchtigkeit, aber keine harten Chemikalien (Verwenden Sie Oberflächenbehandlungen wie das Plattieren für korrosive Umgebungen).
- Oxidationsresistenz: Gut bis zu 300 ° C. (570° F) - bildet eine dünne Schutzschicht; Vermeiden Sie eine längere Exposition gegenüber hohen Temperaturen über 500 ° C. (930° F).
- Heiße/kalte funktionierende Eigenschaften: Heißes Arbeiten (bei 850–1100 ° C.) ist leicht zu formen; Kaltarbeit ist begrenzt (Am besten vor der Wärmebehandlung gemacht, als verhärtetes Aisi 52100 ist zu spröde, um sich zu beugen).
2. Anwendungen von AISI 52100 Lagerstahl
Die Fähigkeit von AISI 52100, mit schweren Lasten umzugehen, und konstante Bewegungen machen es in Branchen, in denen Zuverlässigkeit wichtig ist, unverzichtbar. Hier sind seine häufigsten Verwendungszwecke, mit realen Beispielen:
2.1 Lager & Walzen
- Anwendungsfall: Ein globaler Lagerhersteller verwendet AISI 52100 Für Automobilradlager. Diese Lager greifen 500+ kg Last pro Rad und 10,000+ Drehzahl - sie zuletzt 150,000 km, im Vergleich zu 80,000 km für Lager aus einfacher Kohlenstoffstahl.
- Andere Verwendungen: Kugellager, Rollenlager, und Nadellager für Industriemaschinen.
2.2 Automobilkomponenten
- Anwendungsfall: Ein Autohersteller benutzt AISI 52100 Für Getriebe- und Kurbelwellenlager. Die Ermüdungsbeständigkeit der Legierungen sorgt für eine reibungslose Verschiebung und verringert die Ausfallzeiten der Motor - die Wartungskosten nach 25%.
2.3 Werkzeugmaschinen
- Anwendungsfall: Eine Werkzeugmaschine (Werkzeugmaschine) Hersteller verwendet AISI 52100 für Spindellager. Die Spindeln arbeiten bei 15,000 Drehzahl und Handle 1000+ kg Schneidlasten - die Lager behalten Präzision für 5+ Jahre, vs. 2 Jahre für Werkzeugstahllager.
2.4 Luft- und Raumfahrtkomponenten
- Anwendungsfall: Ein Luft- und Raumfahrtlieferant verwendet AISI 52100 Für Flugzeugfahrwerkslager. Die Legierung griff 10,000+ kg Ladung während des Starts/Landung und widersteht den Verschleiß - strenge Sicherheitsstandards der Luftfahrt treffen.
2.5 Industriemaschinerie
- Anwendungsfall: Ein Fördersystemhersteller verwendet AISI 52100 Für Rollenwellen. Die Wellen tragen 200+ kg pro Roller und laufen 24/7 - sie zuletzt 3 Jahre, im Vergleich zu 1 Jahr für Kohlenstoffstahlwellen.
3. Fertigungstechniken für AISI 52100 Lagerstahl
Maximierung der Leistung von AISI 52100, Hersteller befolgen spezielle Prozesse - insbesondere Wärmebehandlung, was für seine Härte von entscheidender Bedeutung ist:
- Casting: Sandguss oder kontinuierliches Gießen erzeugen Rohmettotten. Der Gehalt mit niedrigem Schwefel/Phosphor verhindert Defekte wie Porosität.
- Schmieden: Heißes Schmieden (bei 850–1100 ° C.) Pergots in raue Teile (Z.B., Lagerringe). Schmieden verbessert die Kornstruktur, Ermüdungswiderstand steigern.
- Wärmebehandlung (Kritischster Schritt):
- Glühen: Wärme auf 800–850 ° C., Langsam abkühlen - mischt die Legierung zum Bearbeiten müde (reduziert die Härte auf ~ 25 HRC).
- Quenching: Wärme auf 830–860 ° C. (Austenitisierung), Dann schnell in Öl abkühlen - härtet die Legierung auf 62–65 HRC.
- Temperieren: Wärme auf 150–200 ° C., 1–2 Stunden halten, Langsam abkühlen - reduziert die Sprödigkeit, während sie Härte aufrechterhalten (letzte Härte: 58–62 HRC).
- Bearbeitung: Vor der Wärmebehandlung erledigt (wenn weich, ~ 25 HRC) mit Hochgeschwindigkeitsstahl (HSS) oder Carbid -Werkzeuge. Die Bearbeitung der Behandlungsbearbeitung nach dem Heat ist auf Mahlen beschränkt (Um nicht die verhärtete Legierung zu knacken).
- Schleifen: Präzisionsschleife (Mit Diamond- oder CBN -Rädern) erreicht enge Toleranzen (± 0,001 mm) zum Tragen von Rennen und Bällen - kritisch für eine reibungslose Bewegung.
- Oberflächenbehandlung: Optionale Beschichtung (Z.B., Chrom oder Zink) Verbessert die Korrosionsbeständigkeit für Außen- oder feuchte Umgebungen. Für die meisten Innenanwendungen ist kein Gemälde erforderlich.
4. Fallstudie: Aisi 52100 In Automobilradlagern
Ein führender Automobilhersteller wollte die Lebensdauer seiner Pickup -LKW -Radlager verbessern. Die alten Lager (gemacht aus 1045 Kohlenstoffstahl) danach gescheitert 80,000 km, führt zu Kundenbeschwerden und Garantieansprüchen.
Sie wechselten zu AISI 52100 Lager. Hier ist das Ergebnis:
- Lebensdauer: Die neuen Lager dauern 150,000 km - doppelt so hoch wie die alten.
- Kosteneinsparungen: Garantieansprüche gesunken durch 60%, und die Wartungskosten sanken um 35%.
- Leistung: Die Lager verarbeiten schwere Lasten (bis zu 800 kg pro Rad) ohne Überhitzung, Auch unter Offroad-Bedingungen.
Dieser Fall beweist, warum AISI 52100 ist der Goldstandard für Automobillager.
5. Vergleich mit anderen Materialien
Wie geht es Aisi 52100 Lagerstahlstapel gegen andere gemeinsame Materialien für mechanische Teile? Die folgende Tabelle vergleicht die Schlüsseleigenschaften:
| Material | Härte (HRC) | Resistenz tragen | Ermüdungsbeständigkeit (MPA) | Korrosionsbeständigkeit | Kosten (Relativ) |
|---|---|---|---|---|---|
| Aisi 52100 | 58–62 | Exzellent | 900 | Mäßig | Medium |
| Edelstahl 440c | 56–60 | Sehr gut | 750 | Exzellent | Hoch |
| Werkzeugstahl A2 | 57–60 | Sehr gut | 650 | Mäßig | Mittelhoch |
| Kohlenstoffstahl 1045 | 20–30 (unbehandelt) | Arm | 450 | Arm | Niedrig |
| Legierungsstahl 4340 | 30–40 (hitzebehandelt) | Gerecht | 700 | Mäßig | Medium |
| Titanlegierung Ti-6Al-4V | 30–35 | Gerecht | 800 | Exzellent | Sehr hoch |
| Keramiklager | 75–80 | Exzellent | 500 | Exzellent | Sehr hoch |
Key Takeaways:
- Aisi 52100 übertrifft Kohlenstoffstahl und Legierungsstahl in Härte, Resistenz tragen, und Müdigkeit.
- Es ist erschwinglicher als 440 ° C- und Titanlegierungen aus Edelstahl und Titan, Machen Sie es zu einer kostengünstigen Wahl für die Lager.
- Keramiklager bieten eine bessere Härte, haben aber einen geringeren Müdigkeitsbeständigkeit und kosten 3–5x mehr als AISI 52100.
Perspektive der Yigu -Technologie
Bei Yigu Technology, Wir empfehlen AISI 52100 Lagerstahl für Kunden in Automobil, Luft- und Raumfahrt, und Industriemaschinen. Seine unschlagbare Kombination aus Verschleißfestigkeit, Ermüdungsstärke, Und die Kostenwirksamkeit macht es ideal für bewegende bewegliche Teile. Unser Team bietet AISI Präzisionsbearbeitungs- und Wärmebehandlung 52100 Komponenten, Sicherstellen, dass sie strenge Toleranz- und Härtestandards entsprechen. Für Projekte, die zuverlässig benötigen, langlebige Lager oder mechanische Teile, Aisi 52100 ist der intelligente, Auswahl der Industrie.
FAQ
1. Kann aisi 52100 Lagerstahl in korrosiven Umgebungen verwendet werden?
Aisi 52100 hat eine mäßige Korrosionsbeständigkeit - gut für Trocken- oder Innenanwendungen. Für feuchte oder im Freien genutzte Verwendung, Fügen Sie eine Oberflächenbehandlung wie Chrombeschichtung oder Zinkbeschichtung hinzu. Wenn Korrosion ein Hauptanliegen ist, Edelstahl 440C ist eine bessere Option, Aber es kostet mehr.
2. Warum ist die Wärmebehandlung für AISI so wichtig? 52100?
Ohne Wärmebehandlung (Löschen und Temperieren), Aisi 52100 ist weich (~ 25 HRC) und hat einen schlechten Verschleißfestigkeit. Wärmebehandlung erzeugt harte Carbide (aus Kohlenstoff und Chrom), Steigern Sie die Härte auf 58–62 HRC-das macht es für Lager und Stress-Teile geeignet.
3. Was ist die typische Lebensdauer von AISI? 52100 Lager in Industriemaschinen?
In gut geschmiertem, Umgebungen mit niedriger Kontamination (Z.B., Werkzeugmaschine Spindeln), Aisi 52100 Die Lager dauern 5 bis 8 Jahre. In Hochleistungs-Automobilanwendungen (Z.B., Radlager), Sie dauern 120.000 bis 150.000 km - double die Lebensdauer von leichten Kohlenstoffstahllagern.
