Zugprobe Form B, Ø 6 (M10), C45 (1.0503), DIN 50125 - B6x30

C45

• da C45 ein typischer unlegierter Vergütungsstahl ist, d.h. zur Veranschaulichung der Abhängigkeit der erreichbaren Festigkeit von den unterschiedlichen Wärmebehandlungszuständen: normalgeglühter (+N) C45 besitzt eine Streckgrenze/Zugfestigkeit von 350/600 N/mm², durch Vergütung (+QT, "quenched and tempered" = vergütet) lassen sich diese Werte deutlich steigern auf 490/800 N/mm²
• der Kohlenstoffanteil liegt für unlegierte Vergütungsstähle zwischen 0,25 und 0,6 % (DIN EN ISO 683-1), mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,45 % liegt der C45 etwa in der Mitte dieses Definitionsbereiches, daher auch:
• als Beispiel für einen unlegierten Kohlenstoffstahl (auch Carbonstahl, C-Stahl)
• zur Thematisierung der Ersatzstreckgrenze 0,2-%-Dehngrenze R_p0,2: C45 zeigt im Spannungs-Dehnungs-Diagramm einen kontinuierlichen Fließbeginn, typisch für einen Werkstoff ohne ausgeprägte Streckgrenze. In diesem Fall und bei vergleichbaren Werkstoffen wird statt der Streckgrenze in der Regel die 0,2-%-Dehngrenze angegeben, da sie immer eindeutig aus dem Spannungs-Dehnungs-Diagramm ermittelt werden kann.
• Untersuchung ferritisch-perlitisches-Gefüge: zwischen 0,02 und 0,8 Masse-% C-Gehalt liegen unlegierte Kohlenstoffstähle (nach Normalglühen) als Mischgefüge aus Ferrit und Perlit vor, der Perlitanteil steigt mit zunehmendem Kohlenstoffgehalt, der C45-Stahl mit ca. 0,45 Masse-% Kohlenstoff liegt etwa in der Mitte dieses Bereiches, damit besteht das Gefüge etwa jeweils zur Hälfte aus Perlitkörnern und aus Ferritkörnern
• als Stellvertreter einer ganzen Klasse unlegierter Qualitätsstähle mit 0,45% Kohlenstoffgehalt: 1.0503 = C45, 1.0727 = 46S20/45S20 (als Automatenstahl mit 0,2% S), 1.1191 = Ck45 = C45E  (red. S/P-Gehalt, max. 0,035%), 1.1193 = Cf45, 1.1730 = C45U/C45W, AISI 1045
• zur Veranschaulichung der Abhängigkeit der Zugfestigkeit und Streckgrenze vom Kohlenstoffgehalt: bei vergleichenden Zugversuchen unlegierter Stähle bis 0,8% C-Gehalt ("untereutektoid") ergibt sich, dass die Festigkeit proportional zum Kohlenstoffgehalt steigt

• Weichglühen (+A) bei 650 - 700 °C ergibt Zugfestigkeit im weichgeglühten Zustand 620 N/mm², Härte ca. 160–180 HB
• Normalglühen (+N): Austenitisieren bei 840 - 880 °C (min. 30 Minuten), danach Abkühlen an ruhender Luft, ergibt für unsere Proben C45 +N eine definierte Härte von 200 HB
• Vergüten (+QT) ergibt deutlich höhere Festigkeit (s.o.) und entspricht der Schrittfolge 1.) Austenitisieren (s. +N), 2.) Abschrecken (Wasser o. Öl), 3.) Anlassen (550 – 660 °C, min. 1 Stunde). Hierdurch können hohe Randschichthärten erreicht werden, wobei eine Durchhärtung nicht möglich ist. Da die tatsächliche Härte in Abhängigkeit von Probendurchmesser, Abschreckmedium und Anlassbedingungen in einem breiten Bereich eingestellt werden kann, wird für den Behandlungszustand +QT üblicherweise auch die eingestellte Härte angegeben, unsere Proben C45 +QT haben eine definierte Härte 300 HB.