ASTM A1011 vs. A36: Vergleich der Stahlsorten

Der Hauptunterschied zwischen ASTM A1011 und ASTM A36 liegt in ihrer Form und ihrem Anwendungsbereich und nicht nur in der Chemie. ASTM A36 ist die Standardspezifikation für KohlenstoffbaustahlSie werden vor allem in Form von Platten, Profilen und Stäben verwendet, bei denen es auf strukturelle Steifigkeit und Tragfähigkeit ankommt (Brücken, Gebäuderahmen). Im Gegensatz dazu, ASTM A1011 ist die Norm für Stahlblech und -band (warmgewalzt), entwickelt für hohe Umformbarkeit, Biege- und Ziehanwendungen (Automobilteile, Halterungen, Trommeln). Wenn Sie ein dickes Strukturblech benötigen, geben Sie A36 an; wenn Sie ein dünneres Blech benötigen, das gebogen oder gestanzt werden kann, ist A1011 die beste Wahl.

Unter MWalloysWir sehen häufig, dass Verwirrung entsteht, wenn sich die Materialstärken überschneiden (insbesondere zwischen 1/8" und 1/4"), was zu falschen Angaben führt. Dieser Leitfaden bietet die technische Klarheit, die für die richtige Materialauswahl erforderlich ist.

1. Definition der Normen: Was sind A36 und A1011?

Um das richtige Material auszuwählen, muss man die maßgeblichen Gremien und die Absicht hinter jeder Spezifikation verstehen. Beide fallen unter die Zuständigkeit von ASTM International, dienen aber unterschiedlichen Bereichen der Fertigungsindustrie.

Was ist ASTM A36?

ASTM A36 ist vielleicht die bekannteste Stahlspezifikation in Nordamerika. Sie umfasst Kohlenstoffstahlformen, -bleche und -stäbe von struktureller Qualität zur Verwendung in genieteten, geschraubten oder geschweißten Konstruktionen von Brücken und Gebäuden sowie für allgemeine strukturelle Zwecke.

• Schlüsselmerkmal: Mindeststreckgrenze von 36.000 psi (36 ksi).

• Primäre Form: Grobbleche, I-Träger, H-Träger, Kanäle und Winkel.

• Schwerpunkt: Strukturelle Integrität und Schweißbarkeit.

Was ist ASTM A1011?

Die ASTM A1011 ist die Norm für warmgewalzte Bleche und Bänder aus Kohlenstoffstahl, Baustahl, hochfesten niedrig legierten Stahl, hochfesten niedrig legierten Stahl mit verbesserter Umformbarkeit und ultrahochfesten Stahl. Sie hat offiziell die älteren Normen ASTM A569 und A1018 für bestimmte Dickenbereiche ersetzt.

• Schlüsselmerkmal: Hohe Duktilität und eine für die Verarbeitung geeignete Oberflächenqualität.

• Primäre Form: Coils, geschnittene Längen und Platten.

• Schwerpunkt: Umformbarkeit, Oberflächengüte und Stanzbarkeit.

MWalloys Anmerkung: A1011 wird häufig als "CS Typ B" (Commercial Steel) geliefert, der allgemeinen Standardsorte für die allgemeine Fertigung.

2. Analyse der chemischen Zusammensetzung

Die chemische Zusammensetzung bestimmt die Schweißbarkeit und die Härtungsfähigkeit des Stahls. A36 erlaubt einen höheren Kohlenstoff- und Mangangehalt im Vergleich zu den Standardgüten A1011, was zu seiner strukturellen Härte beiträgt, aber seine Fähigkeit einschränkt, eng gebogen zu werden, ohne Risse zu bekommen.

Tabelle 1: Vergleich der chemischen Zusammensetzung (Max %)

Element	ASTM A36 (Platte/Stab)	ASTM A1011 (CS Typ B)	Auswirkungen auf das Material
Kohlenstoff (C)	0.25% - 0.29%	0.02% - 0.15%	Höherer Kohlenstoff erhöht die Härte, verringert aber die Duktilität.
Mangan (Mn)	0.80% - 1.20%	0,60% max	Mangan verbessert die Zugfestigkeit und Schweißbarkeit.
Phosphor (P)	0.04%	0.03%	Weniger Phosphor verhindert Sprödigkeit.
Schwefel (S)	0.05%	0.035%	Geringerer Schwefelgehalt verbessert die Sauberkeit der inneren Struktur.
Silizium (Si)	0,40% max	-	Silizium wird zur Desoxidation in Baustählen verwendet.
Kupfer (Cu)	0.20% (falls angegeben)	0.20% (falls angegeben)	Hinzugefügt für atmosphärische Korrosionsbeständigkeit.

Anmerkung: A1011 hat verschiedene Sorten (SS, HSLAS, CS, DS). In dieser Tabelle wird A36 mit der gebräuchlichsten A1011-Sorte, CS Typ B, verglichen.

3. Mechanische Eigenschaften und Festigkeit

Dieser Abschnitt ist für Bauingenieure von entscheidender Bedeutung. Während A36 eine feste Mindeststreckgrenze hat, variiert A1011 je nach der in der Norm gewählten "Güteklasse" erheblich.

Streckgrenze und Zugfestigkeit

ASTM A36 hat seinen Namen von seiner mechanischen Anforderung: eine Mindeststreckgrenze von 36 ksi. Sie ist ein berechenbarer, zuverlässiger Standard für statische Lasten.

ASTM A1011 konzentriert sich auf die Verformungsfähigkeit des Blechs. A1011 kann jedoch als "Baustahl" (z. B. Güte 36, Güte 45) bestellt werden, der die Festigkeit von A36 in Blechform nachahmt.

Tabelle 2: Vergleich der mechanischen Eigenschaften

 

Eigentum	ASTM A36	ASTM A1011 (CS Typ B)	ASTM A1011 (SS Grade 36)
Streckgrenze (min)	36.000 psi (250 MPa)	30.000 - 50.000 psi (typisch)	36.000 psi (250 MPa)
Zugfestigkeit	58.000 - 80.000 psi	-	53.000 psi (min)
Dehnung (in 2")	20% - 23%	≥ 25%	≥ 22%
Härte (Brinell)	119 - 160	-	-

---

Alt Text: Spannungs-Dehnungs-Diagramm zum Vergleich der Streckgrenze von Baustahl ASTM A36 mit der Dehnungskurve von Stahlblech ASTM A1011.

4. Dicken- und Abmessungstoleranzen

Eine der häufigsten Fragen, die wir bei MWalloys erhalten, betrifft die Dicke.

• A36-Gebiet: Sie beginnt in der Regel bei 3/16" (4,7 mm) und reicht bis zu sehr schweren Platten (12" oder mehr). Es folgt ASTM A6 Toleranzen, die im Allgemeinen lockerer sind und größere Abweichungen in der Ebenheit und Dicke zulassen.

• A1011 Territorium: Es deckt in der Regel Dicken von 0,060" bis 0,230" (ca. 6 mm) ab. Es folgt ASTM A568 Toleranzen. Diese Toleranzen sind viel enger und gewährleisten Präzision für Stanzwerkzeuge und automatisierte Maschinen.

Wenn Sie ein 1/4-Zoll-Blech bestellen, können Sie es technisch gesehen in A36 oder A1011 (als auf Länge geschnittenes schweres Coil) erhalten. Das Material A1011 hat jedoch eine bessere Oberflächengüte und eine genauere Kontrolle der Dicke.

5. Fabrikation: Umformbarkeit, Schweißen und maschinelle Bearbeitung

Wie sich das Material bei der Herstellung verhält, ist oft der ausschlaggebende Faktor.

Umformbarkeit (Biegen und Stanzen)

ASTM A1011 ist der klare Sieger.

Aufgrund des geringeren Kohlenstoffgehalts und des Verarbeitungsverfahrens kann A1011 (insbesondere Handels- oder Ziehstähle) um 180 Grad gebogen werden, ohne dass es zu Rissen kommt.

ASTM A36 ist starr.

A36 kann zwar gebogen werden, erfordert aber einen größeren Biegeradius (in der Regel das 1,5- bis 2-fache der Dicke), um Brüche entlang der Außenkante zu vermeiden. Der Versuch, A36 tiefzuziehen, führt zu einem sofortigen Versagen.

Schweißeignung

Beide Sorten gelten als hervorragend zum Schweißen geeignet.

• A36: Sehr gut schweißbar mit allen Standardverfahren (Stick, MIG, TIG). Für Abschnitte, die dicker als 3/4" sind, kann ein Vorwärmen erforderlich sein.

• A1011: Außerordentlich leicht zu schweißen. Aufgrund der dünneren Dicken muss darauf geachtet werden, dass kein Durchbrennen erfolgt.

Oberflächengüte (Der HRP&O-Faktor)

A1011 wird häufig als HRP&O (Hot Rolled Pickled and Oiled) verkauft. Dieses Verfahren entfernt den abrasiven Walzzunder (Magnetit/Hämatit) und hinterlässt eine saubere, graue Oberfläche, die zum Lackieren oder Beschichten geeignet ist.

A36 wird in der Regel "schwarz" verkauft und ist mit hartem, schuppigem Walzzunder bedeckt, der die Werkzeuge zerstört und vor dem Lackieren sandgestrahlt werden muss.

6. MWalloys Fallstudie: Das Scheitern der Klammer in Chicago

Projekt: Industrielle HVAC-Unterstützungssysteme

Standort: Chicago, Illinois

Zeitpunkt: März 2023

Die Herausforderung:

Eine Baufirma wandte sich an MWalloys wegen eines Fehlers in ihren hochbelastbaren HVAC-Halterungen. In den technischen Unterlagen war "1/4 Zoll warmgewalzter Stahl" angegeben. Der Hersteller, der die gängigste Stahlsorte verwendete, setzte ASTM A36 Bleche ein.

Während des Herstellungsprozesses mussten die Halterungen eine enge 90-Grad-Biegung mit einem kleinen Innenradius aufweisen. Da das A36-Material härter und weniger dehnbar ist, entstanden entlang der Biegelinie Mikrorisse. Nach der Installation in der schwingenden Umgebung eines HLK-Dachgeräts breiteten sich diese Mikrorisse aus und führten bei einem Windereignis zum katastrophalen Versagen von drei Halterungen.

Die mwalloys-Lösung:

Unser Team analysierte die ausgefallenen Teile. Wir empfahlen, die Materialspezifikation auf ASTM A1011 HSLAS Grade 50 umzustellen.

1. Warum? Diese Sorte behielt die für die Belastung erforderliche hohe Festigkeit (50 ksi Streckgrenze) bei, bot jedoch die engere Dickentoleranz und verbesserte Duktilität der Norm A1011.

2. Ergebnis: Der Verarbeiter war in der Lage, die Teile ohne Oberflächenrisse zu formen.

3. Das Ergebnis: Seit der Umstellung wurden keine Ausfälle mehr gemeldet, und der Kunde sparte Geld für die Oberflächenvorbereitung, da das A1011-Material gebeizt und geölt geliefert wurde.

7. Anwendungsmatrix: Wann verwendet man welche?

Um den Entscheidungsprozess zu vereinfachen, können Sie die nachstehende Matrix zu Rate ziehen.

Tabelle 3: Auswahlmatrix für Anwendungen

Anmeldung	Empfohlene Note	Grund
Schwere Strukturträger	A36	Hohe Tragfähigkeit, genormte statische Eigenschaften.
Karosserieteile	A1011	Erfordert komplexes Stanzen und Zeichnen.
Grundplatten für Säulen	A36	Die Dicke übersteigt in der Regel die Grenzwerte von A1011; es ist eine hohe Steifigkeit erforderlich.
Trichter für landwirtschaftliche Geräte	A1011	Bleche, die zu Kegeln/Kästen geformt werden müssen.
Lkw-Rahmen	A1011 (HSLAS)	Hohes Festigkeits-/Gewichtsverhältnis, das bei dünneren Dicken erforderlich ist.
Bearbeitete Teile	A36	Aufgrund des höheren Kohlenstoff-/Mangananteils im Allgemeinen leichter zu bearbeiten.
Laser geschnittene Teile	A1011 HRP&O	Frei von Walzzunder, ermöglicht schnelleres und saubereres Laserschneiden.

---

8. Beschaffung und Kostenüberlegungen

Die Preisvolatilität wirkt sich auf beide Sorten aus, aber sie folgen im Allgemeinen der Entwicklung des Schrottmarktes.

1. Grundpreis: A36 wird oft als "Standard"-Sorte betrachtet und kann einen etwas niedrigeren Grundpreis pro Pfund haben als A1011 CS Typ B.

2. Bearbeitungskosten: Hier wird A1011 oft billiger. Da A1011 häufig gebeizt und geölt ist, sparen Sie die Kosten für das Sandstrahlen oder Schleifen, die bei A36 erforderlich sind.

3. Verfügbarkeit: A36 ist überall in Standardplattenformaten (4x8, 5x10) erhältlich. A1011 ist problemlos in Coils erhältlich, die auf kundenspezifische Längen ausgerichtet werden können, was den Ausschuss bei großen Produktionsläufen reduziert.

9. FAQ: A1011 vs. A36

1. Ist A1011 stärker als A36?

Im Allgemeinen nein, aber das hängt von der Güteklasse ab. Der Standard A1011 CS Typ B hat eine typische Streckgrenze von 30-50 ksi, was sich mit A36 überschneidet. A1011 kann jedoch als hochfeste niedrig legierte Sorte (HSLAS) mit einer Streckgrenze von bis zu 80 ksi bestellt werden, die deutlich stärker ist als die Standard-Sorte A36.

2. Kann ich A1011 durch A36 ersetzen?

Wenn Sie mit Blechdicken (unter 1/4 Zoll) arbeiten und Schweißbarkeit benötigen, können Sie oft A1011 ersetzen. IF Sie eine Sorte angeben, die die Mindeststreckgrenze von 36 ksi erfüllt (wie A1011 SS Grade 36). Ersetzen Sie niemals allein aufgrund der Dicke, ohne die Festigkeitsanforderungen zu überprüfen.

3. Kann A1011 rosten?

Ja. Sowohl A1011 als auch A36 sind Kohlenstoffstähle, die hauptsächlich aus Eisen bestehen. Sie rosten sofort, wenn sie Feuchtigkeit/Sauerstoff ausgesetzt werden. A1011 HRP&O ist mit einer leichten Ölschicht versehen, die einen vorübergehenden Rostschutz während des Transports und der Lagerung bietet.

4. Was ist der Unterschied zwischen A1011 und A1008?

A1011 ist Warmgewalzt Stahl. A1008 ist Kaltgewalzt Stahl. A1008 ist zunächst warmgewalzter Stahl (A1011), wird aber weiterverarbeitet (Kaltreduktion), um engere Toleranzen und eine glattere Oberfläche zu erzielen. A1011 ist billiger, A1008 ist präziser.

5. Ist A36 besser für die Bearbeitung geeignet?

Ja. Aufgrund des etwas höheren Kohlenstoffgehalts und der gleichmäßigen Kornstruktur ist A36-Blech in der Regel weniger "gummiartig" als A1011-Blech mit niedrigem Kohlenstoffgehalt, was zu einer besseren Spanbildung beim Bohren oder Fräsen führt.

6. Was bedeutet "eingelegt und geölt" für A1011?

Beim Warmwalzen entsteht eine verkrustete Oxidschicht, der so genannte Walzzunder. Beim "Beizen" wird der Stahl durch ein Säurebad geleitet, um diesen Zunder zu entfernen. Beim "Ölen" wird ein Rostschutzmittel aufgetragen. Dadurch ist A1011 HRP&O ideal für das Laserschneiden und Lackieren geeignet. A36 wird selten gebeizt.

7. Kann man A1011 und A36 verzinken?

Ja, beide können feuerverzinkt werden. Allerdings kann der Siliziumgehalt in A36 manchmal eine Reaktion hervorrufen, die als "Sandelin-Kurve" bezeichnet wird und zu übermäßig dicken oder spröden galvanischen Überzügen führt. A1011 lässt sich in der Regel sehr gleichmäßig verzinken.

8. Warum verzieht sich mein A36-Blech, wenn ich es schneide?

Warmgewalzte A36-Bleche enthalten Restspannungen aus dem Abkühlungsprozess. Beim Schneiden (mit Laser oder Plasma) wird Wärme zugeführt und Material abgetragen, wodurch der Stahl zurückfedert oder sich verzieht. A1011, insbesondere wenn er "angelassen" ist, ist tendenziell flacher und stabiler.

9. Wie hoch ist die Dichte von A1011 gegenüber A36?

Für technische Berechnungen sind sie identisch. Die Dichte für beide ist ungefähr 0,2833 lbs/in³ (7850 kg/m³).

10. Erfüllt A1011 die Anforderungen von ASTM A36?

Nicht automatisch. Sie müssen den Mill Test Report (MTR) prüfen. Wenn ein A1011 Coil eine Streckgrenze von über 36 ksi aufweist und die chemischen Grenzwerte erfüllt, könnte es "doppelt zertifiziert" sein, aber es handelt sich um unterschiedliche Spezifikationen.

10. Die Entwicklung der Normen: Historischer Kontext

Das Verständnis der Abstammung dieser Metalle hilft beim Lesen alter Blaupausen.

• Das Erbe der A36: Der 1960 eingeführte A36 ersetzte den Baustahl A7. Er ist seit über 60 Jahren die vorherrschende Norm im Bauwesen.

• Die Entwicklung des A1011: Zuvor fielen warmgewalzte Bleche unter ASTM A569 (Handelsqualität) und ASTM A570 (Strukturelle Qualität). In den frühen 2000er Jahren fasste die ASTM diese in A1011 und A1018 zusammen, um das Klassifizierungssystem zu modernisieren. Wenn Sie einen Aufdruck sehen, in dem A569 gefordert wird, ist A1011 CS Typ B der direkte moderne Ersatz.

11. Endgültiges Urteil: mwalloys' Empfehlung

Auswählen zwischen a1011 gegen a36 läuft auf die Debatte "Form vs. Funktion" hinaus.

1. Wählen Sie ASTM A36, wenn: Sie bauen eine Struktur, einen Rahmen oder eine Basis, die dicke Platten, schwere Winkel oder Kanäle erfordert. Sie legen mehr Wert auf Steifigkeit und nachgewiesene Tragfähigkeit als auf Oberflächengüte.

2. Wählen Sie ASTM A1011, wenn: Sie fertigen Teile, die gebogen, gestanzt oder mit dem Laser geschnitten werden müssen. Sie benötigen Material, das dünner als 1/4 Zoll ist, mit einer sauberen Oberfläche (HRP&O), die die Lebensdauer der Werkzeuge verlängert und die Kosten für die Nachbearbeitung senkt.

Unter mwalloysWir raten unseren Partnern, "Stahl" nicht länger als Gattungsbegriff zu behandeln. Spezifität in Ihren Drucken spart Geld für zurückgewiesene Teile und misslungene Schweißnähte.