Gewichtsunterschied Stahl-Aluminium-Kohlefaser

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Zwar schon lange aus, dass die Frage gestellt wurde - hier aber doch noch so hoffe ich zufrieden stellende Antwort:

So direkt ist diese Frage nicht zu beantworten, weil die Werkstoffe hinsichtlich Festigkeit kaum zu vergleichen sind. Reine unidirektionale Kohlefaser hat zwar eine enorme Zugfestigkeit von 3530 MPa (N/mm²) und ist damit gut 10 mal so zugfest wie Standard-Baustahl, diese Kohlefaser verträgt aber bei einem typischen Filamentdurchmesser von 6 µm absolut keine Seitenkräfte und würde sofort zerbröseln.

Kohlefasern sind als Werkstoff nur als CFK (= quasiisotrope Laminate mit nahezu gleicher Festigkeit in jede Richtung) brauchbar und es fällt die Zugfestigkeit in die Größenordnung auf ca. 900 MPa (N/mm²) (das entspricht in etwa dem oberen Feld vergüteter scheißgeeigneter Feinkornbaustähle nach EN 1025-6/05, z. B. der Stahlsorte S690Q)

Der Vergleich mit Stahl ist ohnehin nicht ganz einfach, weil es derart viele verschiedene Stahlsorten mit Festigkeiten von 290 (einfacher Baustahl) bis hin zu hochfesten Stahlsorten mit 1150 MPa gibt

Hier aber doch ein kurzer Vergleich, jeweils mit folgenden Werten nebeneinander:

Material; Dichte (g/cm³); Zugfestigkeit (MPa = N/mm²)

Kiefernholz; 0,5; 100

Baustahl ST37; 7,8; 270

Dural-ALU; 2,8; 350

Titan; 4,5; 800

CFK; 1,5; 900

Stahl hochfeste Sorte z. B. S960Q; 7,8; 980 - 1150

Danke. Endlich einmal eine richtig gute Antwort bei gutefrage! Wenn auch 3 Jahre zuspät :-)

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Dichte von Stahl: 7,85−7,87 g/cm3; Dichte von Aluminium: 2,7 g/cm3; Dichte von Kohlefaser: 1,8 g/cm³ - Alles Klar :)

Und wie sieht das mit der Festigkeit aus? Aluminium z.B ist ja viel weicher als Stahl.

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Und wie siehts mit Titan aus?

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@motoquero

Dichte von Titan: 4,507 g/cm3; Mohshärte: Titan: 6; Aluminium: 2,75; Bei Kohlefaser und Stahl kommt es auf Zusammensetzung und Verarbeitung an

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