1020 vs 1045: koolstofarme en middelhoog-koolstofstalen vergeleken

Een verschil van 0.25% koolstof scheidt twee van de meest gebruikte stalen ter wereld. Het bepaalt de hardbaarheid, lasbaarheid en welke onderdelen elk staal moet maken.

Het chemische verschil

	SAE 1020	SAE 1045
Koolstof	0.17–0.23%	0.43–0.50%
Sterkte in gewalste toestand	~350–450 MPa	~600 MPa-klasse
Hardingsroute	Alleen inzetharding	Doorharden / oppervlakteharden
Lasbaarheid	Uitstekend	Vereist voorverwarmen en zorg

Waar 1020 goed in is

1020 is een las- en vormstaal: machinevoeten, beugels, pennen en assen die bescheiden belastingen zien. Het kan niet worden doorgehard — er is niet genoeg koolstof — maar het is een uitstekend carboneerstaal. Na carboneren en harden bereikt de randlaag ongeveer 58–62 HRC terwijl de koolstofarme kern zacht en schoktolerant blijft: het klassieke recept voor pennen, bussen en lichte tandwielen. Het buigt, dieptrekt en last ook zonder speciale procedure, daarom domineert het de algemene fabricage.

Waar 1045 goed in is

1045 bevat genoeg koolstof om in matige doorsneden door te harden — realistisch enkele tientallen millimeters met een olie- of waterafschrikking — en reageert goed op inductie- of vlamharden, met randlagen rond 55–60 HRC over een taaie genormaliseerde of veredelde kern. Die combinatie maakt het tot het standaardstaal voor assen, wielassen, tandwielblanks en bouten van middelzware machines.

De afweging bij lasbaarheid

Dezelfde koolstof die 1045 hardbaar maakt, verhoogt het koolstofequivalent en het scheurrisico. Lassen van 1045 vereist doorgaans voorverwarmen (vaak in het bereik van 150–250 °C afhankelijk van dikte en opspanning), waterstofarme verbruiksmaterialen en soms spanningsarm gloeien. Niets daarvan geldt voor 1020, dat routinematig zonder enige voorverwarming wordt gelast.

Kiezen

Gelaste constructies, gevormde onderdelen, gecarboneerde slijtdelen → 1020.
Assen en machineonderdelen die geharde slijtvlakken of Q&T-sterkte nodig hebben → 1045.
Dikke doorsneden die uniforme hardheid door de doorsnede nodig hebben → geen van beide; stap over op een chroom-molybdeenstaal zoals 4140, waarbij hardbaarheid uit legering komt in plaats van koolstof.

Toestand is de helft van de specificatie

Beide kwaliteiten worden warmgewalst, genormaliseerd, koudgetrokken en (voor 1045) veredeld verkocht, en eigenschappen veranderen meer met toestand dan met de kleine chemische verschillen tussen fabrieken. 1045 in veredelde toestand bereikt treksterkten in het gebied van ~700–850 MPa met veel betere ductiliteit en vermoeiingsgedrag dan de gewalste staaf met identieke chemie — de reden waarom asspecificaties een toestand noemen, niet alleen een kwaliteit. Koudtrekken verhoogt de sterkte en verbetert de afwerking bij beide stalen ten koste van enige ductiliteit, en is de standaard levervorm voor kleine gedraaide onderdelen. Vergelijk bij offertes kwaliteit + toestand + norm samen; "1045" alleen beschrijft een chemie, geen prestatie.

Verwante namen om op te letten

Specificaties komen vaak met naburige kwaliteiten: 1018 en 1022 gedragen zich in wezen als 1020 (de verschillen zijn mangaan en kleine koolstofverschuivingen), terwijl C45 de EN-tegenhanger van 1045 is en 1045 zelf overlapt met de GB-kwaliteit 45. Deze vervangingen zijn normaal gesproken veilig voor algemene machinebouw, maar de geldende norm moet toch op de order worden vermeld, omdat definities van levertoestand en testeisen — niet de chemie — de punten zijn waar bijna-equivalenten stilletjes uiteenlopen.