C45 Stahl - Besonderheiten und Einsatzmöglichkeiten

Das Wichtigste in Kürze
  • Bei C45 handelt es sich um einen Vergütungsstahl, dessen besondere Merkmale von der technischen Behandlung abhängig sind.
  • Dieser Stahl eignet sich für verschiedene Einsatzbereiche wie Fahrzeug-, Maschinenbau sowie Messerherstellung Unter speziellen Voraussetzung kann er zum Schweißen verwendet werden.
  • Aufgrund seiner besonderen Eigenschaften kann der Werkstoff C45 Stahl in zahlreichen verschiedenen Bereichen verwendet werden. Vor allem im Fahrzeug- und Maschinenbau wird C45 Stahl benutzt.

C45 Stahl - Eigenschaften

Es handelt sich bei C45 um einen Stahl ohne Legierung. Als einzigen Zusatz besitzt er den Werkstoff Kohlenstoff. Der vergleichsweise hohe Kohlenstoffanteil beträgt 0,45 Massenprozent. Davon werden die typischen Eigenschaften dieses Stahls beeinflusst. Die technische Behandlung beeinflusst die mechanischen Eigenschaften erheblich. Vergüteter C45 Stahl verfügt über eine Zugfestigkeit, die zum Beispiel 700 bis 850 N pro mm2 betragen kann. Im normal geglühten Zustand werden nur 620 N pro mm2 erreicht. Grundsätzlich kann C45 für fast alle Stahlbau-Bereiche verwendet werden, da es sich um einen vielseitigen Werkstoff handelt. Besonders gut eignet sich dieser Stahl im Fahrzeugbau sowie für Maschinenteile. Speziell für Teile, die wenig beansprucht werden, ist C45 Stahl eine ausgezeichnete Wahl.
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C45 Stahl - Einsatzbereich

Mithilfe einer entsprechenden technischen Behandlung können die mechanischen Eigenschaften beeinflusst werden. Daher besteht die Möglichkeit, C45 in zahlreichen Stahlbau-Bereichen einzusetzen. Für viele Verwendungsgebiete ist er allerdings nur ein Kompromiss und wird nicht als beste Option betrachtet. Neben seiner Verwendung als Baustahl kommt C45 Stahl zur Herstellung von Standardmessern mit einer Härte von weniger als 58 HRC zum Einsatz. Um diesen Stahl zu härten, ist eine Erhitzung auf 820 bis 850 Grad Celsius ausreichend. Er glüht dann hellrot und kann mithilfe von Wasser abgeschreckt werden. Falls man ihn stärker erhitzt und mit Öl härtet, kann man insgesamt mit einer größeren Härte rechnen. Im Anschluss ist es wichtig, den Stahl in der Luft auf 550 bis 660 Grad Celsius zu erwärmen. Andernfalls könnte er zerspringen.

Klassifizierung

Bei C45 handelt es sich um einen Vergütungsstahl, der speziell für Aushärten und Vergüten gedacht ist. Aufgrund dieser Behandlung erhöht sich die Härte und Belastbarkeit des Stahls. Gleichzeitig erhält er eine optimierte Dauer- und Zugfestigkeit. C45 Stahl ist ein ferritischer Stahl, der über lamellares Perlit verfügt. Im Allgemeinen gilt er als Qualitäts- und nicht als Massenstahl. Da es sich um einen sogenannten beruhigten Stahl handelt, weist er als Strang oder gegossener Block nahezu die gleiche Zusammensetzung auf. Es entstehen keine Seigerungen und Blasen. Besonders der gleichmäßige Gefügeaufbau ist bei C45 Stahl ein herausragendes Merkmal.

Verschiedene Bezeichnung

Der Name C45 wird nicht nur in der Umgangssprache benutzt, sondern ist laut DIN 17200 die korrekte Bezeichnung. Jedoch kann eine einfache Bezeichnung wie C45 in der Praxis Probleme bereiten, da Verwechslungen möglich sind.
Tipp
Bei C45 handelt es sich um einen unlegierten Baustahl. Als C45E wird jedoch ein unlegierter Edelstahl bezeichnet. Daher sollte man immer die Werkstoffnummern benutzen. In diesem Fall ist die Werkstoffnummer 1.0503 technisch richtig. In der amerikanischen AISI-Nomenklatur besitzt der Stahl allerdings die Nummer 1045.

Erforderliche Temperaturen für die Verarbeitung

Falls man mit C45 Stahl arbeiten möchte, muss man die erforderlichen Temperaturen kennen. Der Stahl kann bei einer Temperatur zwischen 850 und 1100 Grad Celsius geschmiedet oder gewalzt werden. Es besteht die Möglichkeit, ein Normalglühen bei einer Temperatur zwischen 840 und 880 Grad durchzuführen. Bei flüssigen Medien liegt die Härttemperatur zwischen 820 und 860 Grad Celsius. Die Anlasstemperatur beträgt zwischen 550 und 660 Grad Celsius.

Optimierung der Zerspanbarkeit

Blei als Zusatz hilft dabei, die Zerspanbarkeit zu optimieren. Normalerweise wird dem Stahl Blei in Mengen von etwa 0,15 bis 0,35 Massenprozent beigesetzt.

Eignet sich C45 zum Schweißen?

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Der Kohlenstoffgehalt von C45 Stahl ist vergleichsweise hoch. Prinzipiell ist Schweißen noch möglich. In Bezug auf die Schweißeignung müssen einige Einschränkungen berücksichtigt werden. Unbedingt sollte man an das Vor- und Nachwärmen denken sowie gängige Vorsichtsmaßnahmen einhalten.

Wie steht es um die Härtbarkeit?

Obwohl es sich bei C45 um einen Vergütungsstahl handelt, fällt seine Härtbarkeit relativ gering aus. Wie bei anderen unlegierten Stahlvarianten ist das Durchhärten nicht möglich. Jedoch können beim Randhärten hohe Randhärten erzielt werden. Die maximale mechanische Zugspannung liegt im normalgeglühten Zustand zwischen 580 und 620 MPa. In der vergüteten Version liegt sie bei 630 bis 800 MPa liegt.

Besonderheiten des Materials

Für das Walzen und Schmieden bei Temperaturen von 850 bis 1100 Grad Celsius eignet sich C45 Stahl ausgezeichnet. Im Handel wird er meistens unvergütet und ungehärtet verkauft sowie verarbeitet. Im Rohzustand kann mit C45 spanabhebend gearbeitet werden. Für das Biegen muss C45 bei einer Temperatur von 840 bis 880 Grad Celsius durch Normalglühen in der Härte reduziert werden. Der Kohlenstoffanteil ist vergleichsweise hoch. Daher ist das Weichglühen des Materials empfehlenswert, das bei 680 bis 710 Grad Celsius in einem Ofen funktioniert. Auf diese Weise ist eine optimale Verformung von C45 Stahl möglich. Grundsätzlich besteht eine Schweißeignung. Jedoch sollte man zu diesem Zweck andere Stahlsorten bevorzugen, da sich C45 relativ schwer schweißen lässt. Beim Abkühlen entstehen rasch Spannungsrisse, die man nur verhindern kann, indem man den Stahl sehr langsam abkühlen lässt. Daher ist es besser, für eine Schweißkonstruktion eine andere Stahlsorte auszuwählen. C45 Stahl eignet sich zur Messerherstellung, da er einfach ausgehärtet und vergütet werden kann. Jedoch ist er nur für Standardmesser mit einer geringeren Härte als 58 HRC geeignet. Eine übermäßige Biegsamkeit sollte bei der Verarbeitung nicht benötigt werden. C45 besitzt eine geringe Neigung zum Zerspringen. Ohne Probleme gestaltet sich das Aushärten des Stahls. Zu diesem Zweck muss er erhitzt werden, bis ein kirschrotes Glühen entsteht. Eine Temperatur von 820 bis 850 Grad Celsius ist für diesen Vorgang optimal. Der Stahl wird dann mit Wasser abgeschreckt. Falls man größere Härte erzielen möchte, ist eine stärkere Erhitzung und ein Härten mit Öl erforderlich. Dann sollte C45 an der Luft auf 550 bis 660 Grad Celsius erwärmt werden, um zu garantieren, dass er nicht zerspringt. Fazit C45 Stahl ist ein vielseitiger Werkstoff, der für verschiedene Anwendungsbereiche geeignet ist. Neben seinem Einsatz im Maschinen- und Fahrzeugbau kann er für die Messerherstellung benutzt werden. Bei der Verarbeitung muss man auf eine korrekte Temperaturhöhe achten, damit ein optimales Ergebnis erzielt wird. Das Schweißen von C45 Stahl gestaltet sich relativ schwierig, weshalb andere Stahlarten bevorzugt werden.

Die DIN EN 10020 unterteilt Stahl in drei Gruppen. Zum einen handelt es sich um unlegierte Stähle, die außer Kohlenstoff keine weiteren Legierungselemente in nennenswerten Mengen enthalten, zum anderen um nichtrostende Stähle, die über einen Kohlenstoffgehalt bis 1,2 % und Chromgehalte von mindestens 10,5 % verfügen.

Andere legierte Stähle übertreffen bei mindestens einem Legierungselement die Vorgaben der DIN EN 10020. Diese entsprechen jedoch nicht der Definition der nichtrostenden Stähle.

Beispielsweise Messerstahl besteht in der Regel nur aus Eisen und Kohlenstoff, um eine messerscharfe Klinge zu ermöglichen. Diese Kombi ist jedoch ungeschützt gegenüber Säuren und Feuchtigkeit, sodass diese Messer lediglich mit Wasser abgespült und dann getrocknet werden sollten.

Bildet sich eine sogenannte Patina auf der Klinge, bildet der Stahl eine Barriere gegen Rost.

Während es noch vor Jahren ein schweres Verfahren war, den sogenannten Damaszenerstahl herzustellen, gehört dieser Faktor heute der Vergangenheit an. Früher musste der Stahl oft gefaltet werden, damit er hart wurde und verfeinert werden konnte.

Heute stehen andere Verfahren zur Verfügung um hochwertigen Stahl zu produzieren. Der Grund: Legierungen stammen heute aus Stahlwerken, die sich häufig als um einiges besser herausstellen und zudem eine längere Lebenserwartung aufweisen.

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