Einsatzstahl

Zu den Einsatzstählen gehören die unlegierten und niedriglegierten Stähle. Sie haben einen Kohlenstoffgehalt von 0,10 % bis 0,20 %. Da Einsatzstähle zu wenig Kohlenstoff aufweisen, um beim martensitischen Härten nennenswerte Festigkeitssteigerungen zu erzeugen, werden diese in eine kohlenstoffhaltige Atmosphäre „eingesetzt“ (Einsatzhärten) und hierzu auf Temperaturen zwischen 880 °C und 1050 °C erhitzt („geglüht“). Das kohlenstoffhaltige Mittel wird in einem festen, flüssigen oder gasförmigen Aggregatzustand zugesetzt. Bei den hohen Temperaturen diffundiert der Kohlenstoff von außen in die Randschicht des Stahls ein (je nach Aufkohlungsmittel 0,1–0,3 mm je Stunde, stark abhängig von der Temperatur) und erhöht den Kohlenstoffanteil der Randschicht auf etwa 0,8 %, so dass die Härtung an der Oberfläche des Bauteils effektiver wird als im Inneren. Das Ergebnis ist ein Bauteil, das im Inneren eine hohe Zähigkeit und auf der Oberfläche erheblich größere Härte und somit eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen Verschleiß aufweist.

Anwendung findet Einsatzstahl unter anderem bei Zahnrädern, Wellen und Bolzen.

Normung Weltweite Normung (aktuell)

ISO 683-3 Für eine Wärmebehandlung bestimmte Stähle, legierte Stähle und Automatenstähle - Teil 3: Einsatzstähle

Die Einteilung der Stahlsorten erfolgt nach ISO 4948-1 und 4948-2. Die Stahlsorten C10E, C10R, C15E, C15R, C16E, C16R und 22Mn6 sind unlegierte Edelstähle. Alle anderen Stahlsorten in diesem Teil der ISO 683 sind legierte Edelstähle.

nach Tabelle 3 und Anhang B Tabelle B.1

+Bezeichnung der Stähle in diesem Teil der ISO 683 und vergleichbarer Sorten in anderen BezeichnungssystemenStahlbezeichnung nachISO-Kurzname (ISO 683-3)ISO-Werkstoffnummer (ISO 683-3)ASTM / UNSaEN ISO 683-3 und EN 10084:2008bJIS G 4052cGB / T 5216dunlegierte StahlsortenC10E - - -C10E1.1121 nS10C n - -C10R - - -C10R1.1207 n - - - -C15E - - -C15E1.1141 nS15C n - -C15R - - -C15R1.1140 n - - - -C16E - - -C16E1.1148 n - - - -C16R - - -C16R1.1208 n - - - -22Mn6 - - - - - -SMn420 n - -legierte Stahlsorten17Cr3 - - -17Cr31.7016 i - -15CrH n17CrS3 - - -17CrS31.7014 i - - - -20Cr4 - - - - - -SCr420 / SCr420H n20CrH i20CrS4 - - - - - - - - - -28Cr4 - - -28Cr41.7030 i - -28CrH i28CrS4 - - -28CrS41.7036 i - - - -16MnCr5 - - -16MnCr51.7131 n - -16CrMnH i16MnCrS5 - - -16MnCrS51.7139 n - - - -16MnCrB5 - - -16MnCrB51.7160 i - -15CrMnBH n20MnCr5 - - -20MnCr51.7147 n - -20CrMnH i20MnCrS5 - - -20MnCrS51.7149 n - - - -18CrMo4 - - -18CrMo41.7243 nSCM418 / SCM418H n20CrMoH n18CrMoS4 - - -18CrMoS41.7244 n - - - -24CrMo4 - - - - - -SCM425 / SCM425H n - -24CrMoS4 - - - - - - - - - -22CrMoS3-5 - - -22CrMoS3-51.7333 i - -22CrMoH20MoCr4 - - -20MoCr41.7321 i - - - -20MoCrS4 - - -20MoCrS41.7323 i - - - -16NiCr4 - - -16NiCr41.5714 i - - - -16NiCrS4 - - -16NiCrS41.5715 i - - - -18NiCr5-4 - - -18NiCr5-41.5810 i - - - -17CrNi6-6 - - -17CrNi6-61.5918 i - -17Cr2Ni2H i15NiCr13 - - -15NiCr131.5752 nSNC815 / SNC815Hn - -20NiCrMo2-2 - - -20NiCrMo2-21.6523nSNCM220 / SNCM220H n20CrNiMoH i20NiCrMoS2-2 - - -20NiCrMoS2-21.6526 n - - - -17NiCrMo6-4 - - -17NiCrMo6-41.6566 n - - - -17NiCrMoS6-4 - - -17NiCrMoS6-41.6569 - - - - -23MnCrMo5-5-4 - - -23MnCrMo5-5-41.7920 - - - - -18CrNiMo7-6 - - -18CrNiMo7-61.6587 n - -18Cr2Ni2MoH i i identische Sorte zur ISO-Sorte n Stahl mit sehr ähnlicher Zusammensetzung, aber nicht identisch a US-Stähle aufgeführt in ASTM X und in UNS, falls die Stahlnummer in Klammern angegeben ist, hat der Stahl nur eine UNS-Nummer. b Europäischer Stahl aufgeführt in EN ISO 683-3 und in der zurückgezogenen EN 10084:2008. c JIS G ist eine japanische Industrienorm. d GB/T 5216 ist eine chinesische nationale Norm.

unlegierte Stähle „...E“: Massenanteil Schwefel max. 0,035 %, unlegierte Stähle „...R“: Massenanteil Schwefel 0,020 % bis 0,040 % legierte Stähle ohne „S“ im Kurznamen: Massenanteil Schwefel max. 0,035 %, legierte Stähle „...S..“: Massenanteil Schwefel 0,020 % bis 0,040 % Wärmebehandlungszustand nach Tabelle 1: unbehandelt „+U“, behandelt auf Scherbarkeit „+S“, weichgeglüht „+A“, behandelt auf Härtespanne „+TH“, behandelt auf Ferrit-Perlit-Gefüge „+FP“, normalgeglüht „+N“ Oberflächenausführung nach Tabelle 2: warmgeformt „+HW“, warmgeformt und gebeizt „+PI“, warmgeformt und gestrahlt „+BC“, warmgeformt und vorbearbeitet „+RM“ Anforderungen an die Härtbarkeit nach Tabellen 5 und 6: „+H“, „+HH“, „+HL“ gegenüber früherer Ausgabe Stahlsorten 23MnCrMo5-5-4 und 17NiCrMoS6-4 ergänzt

Frühere Ausgaben 2019 2016: Stahlsorten 22Mn6, 20Cr4, 20CrS4, 24CrMo4 und 24CrMoS4 hinzugefügt; 20MoCr3, 20MoCrS3, 10NiCr5-4, 17NiCrMoS6-4, 20NiCrMoS6-4, 14NiCrMo13-4 und 20NiCrMo13-4 gestrichen

Europäische Normung (zurückgezogen)

EN 10084 Einsatzstähle Technische Lieferbedingungen

Entsprechend EN 10020 handelt es sich bei den in dieser Europäischen Norm enthaltenen Stählen um Edelstähle.

nach Tabelle 3 und Anhang D Tabelle D.1

+Vergleich der Stahlsorten nach dieser Europäischen Norm mit ISO 683-11:1987 und mit früher national genormten StahlsortenEN 10084ISO 683-11:1987DeutschlandFinnlandFrankreichItalienSpanienSchwedenVereinigtes KönigreichKurznameWerkstoffnummerKurznameWerkstoffnummerC10E1.1121C10Ck101.1121 -XC10C10C10k -045M10C10R1.1207 - - - - - - - - -C15E1.1141C15E4Ck151.1141505 -C15C16k - -C15R1.1140C15M2Cm151.1140 - - -C16k-1SS1370 -C16E1.1148C16E4 - - -XC1 8 - - -080M15C16R1.1208 - - - - - - - - -17Cr31.7016 -17Cr31.7016 - - - - -527M1717CrS31.7014 - - - - - - - - -28Cr41.7030 -28Cr41.7030 - - - - - -28CrS41.7036 -28CrS41.7036 - - - - - -16MnCr51.713116MnCr516MnCr51.7131 -16MC516MnCr516MnCr5 -590M1716MnCrS51.713916MnCrS516MnCrS51.7139 - - -16MnCr5-1SS2127 -16MnCrB51.7160 - - - - - - - - -20MnCr51.714720MnCr520MnCr51.714751020MC520MnCr5 - - -20MnCrS51.714920MnCrS520MnCrS51.7149 - - - - - -18CrMo41.724318CrMo4 - - -18CD418CrMo418CrMo4 -708M2018CrMoS41.724418CrMoS4 - - - - -18CrMo4-1 - -22CrMoS3-51.7333 -22CrMoS3 51.7133 - - - - - -20MoCr31.7320 - - - - - - - - -20MoCrS31.7319 - - - - - - - - -20MoCr41.7121 -20MoCr41.7321 - - -20MoCr5 - -20MoCrS41.7123 -20M0CrS41.7323 - - -20MoCr5-1 - -16NiCr41.5714 - - - - -16CrNi4 - -637M1716NiCrS41.5715 - - - - -16CrNiS4 -SS2511 -10NiCr5-41.5805 - - - -10NC6 - - - -18NiCr5-41.5810 - - - -20NC6 - - - -17CrNi6-61.5918 - - - - - - - - -15NiCr131.575215NiCr13 - - - - - - -(655M13)20NiCrMo2-21.652320NiCrMo221NiCrMo21.652350620NCD220NiCrMo220NiCrMo2 -805M2020NiCrMoS2-21.652620NiCrMoS221NiCrMoS21.6526 - -20NiCrMoS220NiCrMo2-1SS2506 -17NiCrMo6-41.656617NiCrMo6 - - -18NCD618NiCrMo5 -S2523815M717NiCrMoS6-41.6569 - - - - -18NiCrMoS5 - - -20NiCrMoS6-41.6571 - - - - - - - - -18CrNiMo7-61.658718CrNiMo717CrNiMo61.6587511 - - - - -14NiCrMo13-41.6657 - - - - -16NiCrMo12 - - -20NiCrMo13-41.6660 - - - - - - - - -

Wärmebehandlungszustand nach Tabelle 1: unbehandelt "+U", behandelt auf Scherbarkeit "+S", weichgeglüht "+A", behandelt auf Härtespanne "+TH", behandelt auf Ferrit-Perlit-Gefüge und Härtespanne "+FP", normalgeglüht "+N" Oberflächenausführung nach Tabelle 2: warmgeformt "+HW", unverformter Strangguss "+CC", warmgeformt und gebeizt "+PI", warmgeformt und gestrahlt "+BC", warmgeformt und vorbearbeitet "+RM"

Frühere Ausgaben 1998: gegenüber DIN 17210:1986-09 Qualitätsstähle C10 (1.0301) und C15 (1.0401) sowie die Edelstähle 20Cr4 (1.7027), 20CrS4 (1.7028) und 15CrNi6 (1.5919) nicht aufgenommen; 19 Sorten zusätzlich aufgenommen

Nationale Normung (zurückgezogen)

DIN 17210 Einsatzstähle - Technische Lieferbedingungen (1986-09)

nach Tabelle 2 und Anhang B

+Gegenüberstellung von EinsatzstählenDIN 17210EURONORM 84-70ISO/DIS 683/11KurznameWerkstoffnummerKurzname1)Kurzname1)C 101.0301--C 10 Pb1.0302--Ck 101.11212 C10●C 10●3 C 10C 151.0401--C 15 Pb1.0403--Ck 151.11412 C15●C 15 E4●Cm 151.11403 C 15●C 15 M2●17 Cr 31.7016--15 Cr 220 Cr 41.702720 Cr 4●20 CrS 41.702820 CrS 4●16 MnCr 51.713116 MnCr 5●16 MnCr 5●16 MnCrS 51.7139-16 MnCrS 5○20 MnCr 51.7147-20 MnCr 5●20 MnCrS 51.7149-20 MnCrS 5○18 CrMo 418 CrMo 4-18 CrMoS 420 MoCr 41.732120 MoCr 4○-20 MoCrS 41.7323--22 CrMoS 3 51.7333--15 NiCr 6-15 CrNi 61.591914 CrNi 6○-13 NiCr 1215 NiCr 1321 NiCrMo 21.652320 NiCrMo 2○20 NiCrMo 2●21 NiCrMoS 21.652620 NiCrMoS 2○17 NiCrMo 517 NiCrMo 617 CrNiMo 61.658717 CrNiMo 7●18 CrNiMo 7●14 NiCrMo 13-1) In dieser Spalte ist der Grad der Übereinstimmung in der chemischen Zusammensetzung nach dieser Norm einerseits und der Stähle nach den internationalen andererseits gekennzeichnet. Es bedeutet: ● geringfügige Abweichungen; ○ nicht unwesentliche Abweichungen Stähle „C...“: Massenanteil Phosphor max. 0,045 %, Schwefel max. 0,045 %, Stähle „Ck...“: Massenanteil Phosphor max. 0,035, Schwefel max. 0,035 %, Stähle „Cm...“: Massenanteil Phosphor max. 0,035 %, Schwefel 0,020 % bis 0,035 % Wärmebehandlungszustand nach Tabelle 1: unbehandelt „U“, behandelt auf Scherbarkeit „C“, weichgeglüht „G“, behandelt auf Festigkeit „BF“, behandelt auf Ferrit-Perlit-Gefüge „BG“ Anforderungen an die Härtbarkeit nach Tabelle 4: „HH“, „HL“

Frühere Ausgaben 1951-12 1959-01 1969-12: gestrichen 15 Cr 3 (1.7015), 25 MoCr 4 (1.7325), 25 MoCrS 4 (1.7326) und 18 CrNi 8 (1.5920); neu aufgenommen 17 Cr 3 (1.7016), 20 Cr 4 (1.7027), 20 CrS 4 (1.7028), 22 CrMoS 3 5 (1.7333), 21 NiCrMo 2 (1.6523), 21 NiCrMoS 2 (1.6526), C 10 Pb (1.0302) und C 15 Pb (1.0403)

Zerspanbarkeit Siehe Zerspanbarkeit von Stahl.

Beispiele für Einsatzstähle C15E: unlegierter Stahl 0,15 % C; weichgeglüht (nur an der überholten Normbezeichnung „Ck 15 G“ erkennbar); unlegiert 20MnCr5 (EC100) 17CrNiMo6 16MnCr5 (Euronorm: EC80) 15CrNi6 C10 unlegierter Einsatzstahl mit 0,1 % Kohlenstoff

Einzelnachweise

Kategorie:Werkzeugwerkstoff Kategorie:Stahlsorte