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
BearbeitenWeltweite Normung (aktuell)
BearbeitenDIN EN ISO 683-3 Für eine Wärmebehandlung bestimmte Stähle, legierte Stähle und Automatenstähle - Teil 3: Einsatzstähle (2018-09)
nach Tabelle 3 und Anhang B Tabelle B.1
| 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 |
| ||||||||||
- 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"
Europäische Normung (zurückgezogen)
BearbeitenDIN EN 10084 Einsatzstähle Technische Lieferbedingungen; Deutsche Fassung EN 10084:2008 (2008-06)
Nationale Normung (zurückgezogen)
BearbeitenDIN 17210 Einsatzstähle - Technische Lieferbedingungen (1986-09)
nach Tabelle 2 und Anhang B
| 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.
| |||||
- 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"
Zerspanbarkeit
BearbeitenSiehe Zerspanbarkeit von Stahl.
Beispiele für Einsatzstähle
Bearbeiten- 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
Bearbeiten- DIN EN 10084 Einsatzstähle – Technische Lieferbedingungen; Deutsche Fassung EN 10084:2008, Juni 2008.