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Einsatzstahl

Stahlsorte mit harter Oberfläche und zähem Inneren

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

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Weltweite Normung (aktuell)

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  ISO 683-3
Bereich Werkstoffe
Titel Für eine Wärmebehandlung bestimmte Stähle, legierte Stähle und Automatenstähle
Teile Teil 3: Einsatzstähle
Erstveröffentlichung November 2014
Letzte Ausgabe Januar 2022
Klassifikation 77.140.10; 77.140.20
Nationale Normen DIN EN ISO 683-3
ÖNORM EN ISO 683-3
SN EN ISO 683-3
Ersatz für ISO 683-3:2019-01
Normverweis EN 10084

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 (ISO 683-3:2016)

Bezeichnung der Stähle in diesem Teil der ISO 683 und vergleichbarer Sorten in anderen Bezeichnungssystemen
Stahlbezeichnung nacha
ISO-Kurzname ISO-Werkstoffnummer ASTM / UNSb EN 10084:2008c JIS G 4052d GB / T 5216e
i/n/wf i/n/wf i/n/wf i/n/wf
unlegierte Stähle
C10E - - - C10E 1.1121 n S10C n - -
C10R - - - C10R 1.1207 n - - - -
C15E - - - C15E 1.1141 n S15C n - -
C15R - - - C15R 1.1140 n - - - -
C16E - - - C16E 1.1148 n - - - -
C16R - - - C16R 1.1208 n - - - -
22Mn6 - - - - - - SMn420 n - -
legierte Stähle
17Cr3 - - - 17Cr3 1.7016 i - - 15CrH n
17CrS3 - - - 17CrS3 1.7014 i - - - -
20Cr4 - - - - - - SCr420 / SCr420H n 20CrH i
20CrS4 - - - - - - - - - -
28Cr4 - - - 28Cr4 1.7030 i - - 28CrH i
28CrS4 - - - 28CrS4 1.7036 i - - - -
16MnCr5 - - - 16MnCr5 1.7131 n - - 16CrMnH i
16MnCrS5 - - - 16MnCrS5 1.7139 n - - - -
16MnCrB5 - - - 16MnCrB5 1.7160 i - - 15CrMnBH n
20MnCr5 - - - 20MnCr5 1.7147 n - - 20CrMnH i
20MnCrS5 - - - 20MnCrS5 1.7149 n - - - -
18CrMo4 - - - 18CrMo4 1.7243 n SCM418 / SCM418H n 20CrMoH n
18CrMoS4 - - - 18CrMoS4 1.7244 n - - - -
24CrMo4 - - - - - - SCM425 / SCM425H n - -
24CrMoS4 - - - - - - - - - -
22CrMoS3-5 - - - 22CrMoS3-5 1.7333 i - - 22CrMoH
20MoCr4 - - - 20MoCr4 1.7321 i - - - -
20MoCrS4 - - - 20MoCrS4 1.7323 i - - - -
16NiCr4 - - - 16NiCr4 1.5714 i - - - -
16NiCrS4 - - - 16NiCrS4 1.5715 i - - - -
18NiCr5-4 - - - 18NiCr5-4 1.5810 i - - - -
17CrNi6-6 - - - 17CrNi6-6 1.5918 i - - 17Cr2Ni2H i
15NiCr13 - - - 15NiCr13 1.5752 n SNC815 / SNC815H n - -
20NiCrMo2-2 - - - 20NiCrMo2-2 1.6523 n SNCM220 / SNCM220H n 20CrNiMoH i
20NiCrMoS2-2 - - - 20NiCrMoS2-2 1.6526 n - - - -
17NiCrMo6-4 - - - 17NiCrMo6-4 1.6566 n - - - -
18CrNiMo7-6 - - - 18CrNiMo7-6 1.6587 n - - 18Cr2Ni2MoH i
  • a Quellen siehe Literaturhinweise
  • b US-Stähle aufgeführt in ASTM X und in UNS - falls die Stahlnummer in Klammern angegeben ist, hat der Stahl nur eine UNS-Nummer.
  • c Europäischer Stahl nach EN 10084:2008 und in der „Stahl-Eisen-Liste“; falls die Stahlnummer in Klammern angegeben ist, ist der Stahl nur in der „Stahl-Eisen-Liste“ geführt.
  • d Japanische Industrienorm.
  • e Chinesische nationale Norm.
  • f i = identische Stahlsorte zur ISO-Sorte; n = Stahl mit sehr ähnlicher Zusammensetzung, aber nicht identisch; w = ähnliche Zusammensetzung
  • 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“, gebeizt „+PI“, gestrahlt „+BC“, vorbearbeitet „+RM“
  • Anforderungen an die Härtbarkeit nach Tabellen 5 und 6: „+H“, „+HH“, „+HL“

Frühere Ausgaben

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  • 2019-01
  • 2016-07
  • 2014-11

Europäische Normung (zurückgezogen)

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  EN 10084
Bereich Werkstoffe
Titel Einsatzstähle - Technische Lieferbedingungen
Erstveröffentlichung 1998
Letzte Ausgabe 2008
Zurückgezogen 2018
Klassifikation 77.140.10
Nationale Normen DIN EN 10084
Normverweis ISO 683-3

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 Stahlsorten
EN 10084 ISO 683-11:1987 Deutschland Finnland Frankreich Italien Spanien Schweden Vereinigtes Königreich
Kurzname Werkstoffnummer Kurzname Werkstoffnummer
C10E 1.1121 C10 Ck10 1.1121 - XC10 C10 C10k - 045M10
C10R 1.1207 - - - - - - - - -
C15E 1.1141 C15E4 Ck15 1.1141 505 - C15 C16k - -
C15R 1.1140 C15M2 Cm15 1.1140 - - - C16k-1 SS1370 -
C16E 1.1148 C16E4 - - - XC1 8 - - - 080M15
C16R 1.1208 - - - - - - - - -
17Cr3 1.7016 - 17Cr3 1.7016 - - - - - 527M17
17CrS3 1.7014 - - - - - - - - -
28Cr4 1.7030 - 28Cr4 1.7030 - - - - - -
28CrS4 1.7036 - 28CrS4 1.7036 - - - - - -
16MnCr5 1.7131 16MnCr5 16MnCr5 1.7131 - 16MC5 16MnCr5 16MnCr5 - 590M17
16MnCrS5 1.7139 16MnCrS5 16MnCrS5 1.7139 - - - 16MnCr5-1 SS2127 -
16MnCrB5 1.7160 - - - - - - - - -
20MnCr5 1.7147 20MnCr5 20MnCr5 1.7147 510 20MC5 20MnCr5 - - -
20MnCrS5 1.7149 20MnCrS5 20MnCrS5 1.7149 - - - - - -
18CrMo4 1.7243 18CrMo4 - - - 18CD4 18CrMo4 18CrMo4 - 708M20
18CrMoS4 1.7244 18CrMoS4 - - - - - 18CrMo4-1 - -
22CrMoS3-5 1.7333 - 22CrMoS3 5 1.7133 - - - - - -
20MoCr3 1.7320 - - - - - - - - -
20MoCrS3 1.7319 - - - - - - - - -
20MoCr4 1.7121 - 20MoCr4 1.7321 - - - 20MoCr5 - -
20MoCrS4 1.7123 - 20M0CrS4 1.7323 - - - 20MoCr5-1 - -
16NiCr4 1.5714 - - - - - 16CrNi4 - - 637M17
16NiCrS4 1.5715 - - - - - 16CrNiS4 - SS2511 -
10NiCr5-4 1.5805 - - - - 10NC6 - - - -
18NiCr5-4 1.5810 - - - - 20NC6 - - - -
17CrNi6-6 1.5918 - - - - - - - - -
15NiCr13 1.5752 15NiCr13 - - - - - - - (655M13)
20NiCrMo2-2 1.6523 20NiCrMo2 21NiCrMo2 1.6523 506 20NCD2 20NiCrMo2 20NiCrMo2 - 805M20
20NiCrMoS2-2 1.6526 20NiCrMoS2 21NiCrMoS2 1.6526 - - 20NiCrMoS2 20NiCrMo2-1 SS2506 -
17NiCrMo6-4 1.6566 17NiCrMo6 - - - 18NCD6 18NiCrMo5 - S2523 815M7
17NiCrMoS6-4 1.6569 - - - - - 18NiCrMoS5 - - -
20NiCrMoS6-4 1.6571 - - - - - - - - -
18CrNiMo7-6 1.6587 18CrNiMo7 17CrNiMo6 1.6587 511 - - - - -
14NiCrMo13-4 1.6657 - - - - - 16NiCrMo12 - - -
20NiCrMo13-4 1.6660 - - - - - - - - -
  • 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

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  • 1998: Stahlsorte 20NiCrMo13-4 hinzu

Nationale Normung (zurückgezogen)

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  DIN 17210
Bereich Werkstoffe
Titel Einsatzstähle; Technische Lieferbedingungen
Erstveröffentlichung Dezember 1951
Letzte Ausgabe September 1986
Zurückgezogen 1991
Klassifikation DK 669.14.018.298.2 : 620.1
Ersatz für DIN 17210:1969-12
Normverweis EN 10084

DIN 17210 Einsatzstähle - Technische Lieferbedingungen (1986-09)

nach Tabelle 2 und Anhang B

Gegenüberstellung von Einsatzstählen
DIN 17210 EURONORM 84-70 ISO/DIS 683/11
Kurzname Werkstoffnummer Kurzname 1) Kurzname 1)
C 10 1.0301 - -
C 10 Pb 1.0302 - -
Ck 10 1.1121 2 C10 ● C 10 ●
3 C 10
C 15 1.0401 - -
C 15 Pb 1.0403 - -
Ck 15 1.1141 2 C15 ● C 15 E4 ●
Cm 15 1.1140 3 C 15 ● C 15 M2 ●
17 Cr 3 1.7016 - -
15 Cr 2
20 Cr 4 1.7027 20 Cr 4 ●
20 CrS 4 1.7028 20 CrS 4 ●
16 MnCr 5 1.7131 16 MnCr 5 ● 16 MnCr 5 ●
16 MnCrS 5 1.7139 - 16 MnCrS 5 ○
20 MnCr 5 1.7147 - 20 MnCr 5 ●
20 MnCrS 5 1.7149 - 20 MnCrS 5 ○
18 CrMo 4 18 CrMo 4
- 18 CrMoS 4
20 MoCr 4 1.7321 20 MoCr 4 ○ -
20 MoCrS 4 1.7323 - -
22 CrMoS 3 5 1.7333 - -
15 NiCr 6 -
15 CrNi 6 1.5919 14 CrNi 6 ○ -
13 NiCr 12 15 NiCr 13
21 NiCrMo 2 1.6523 20 NiCrMo 2 ○ 20 NiCrMo 2 ●
21 NiCrMoS 2 1.6526 20 NiCrMoS 2 ○
17 NiCrMo 5 17 NiCrMo 6
17 CrNiMo 6 1.6587 17 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

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  • 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

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Siehe Zerspanbarkeit von Stahl.

Beispiele für Einsatzstähle

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  • 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

Literatur

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  • DIN EN 10084 Einsatzstähle – Technische Lieferbedingungen; Deutsche Fassung EN 10084:2008, Juni 2008.
Abgerufen von „https://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Einsatzstahl&oldid=253411558“