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

nach Tabelle 3 und Anhang B Tabelle B.1

Bezeichnung der Stähle in diesem Teil der ISO 683 und vergleichbarer Sorten in anderen Bezeichnungssystemen
Stahlbezeichnung nacha
ISO-KurznameISO-WerkstoffnummerASTM / UNSbEN 10084:2008cJIS G 4052dGB / T 5216e
i/n/wfi/n/wfi/n/wfi/n/wf
unlegierte Stähle
C10E---C10E1.1121nS10Cn--
C10R---C10R1.1207n----
C15E---C15E1.1141nS15Cn--
C15R---C15R1.1140n----
C16E---C16E1.1148n----
C16R---C16R1.1208n----
22Mn6------SMn420n--
legierte Stähle
17Cr3---17Cr31.7016i--15CrHn
17CrS3---17CrS31.7014i----
20Cr4------SCr420 / SCr420Hn20CrHi
20CrS4----------
28Cr4---28Cr41.7030i--28CrHi
28CrS4---28CrS41.7036i----
16MnCr5---16MnCr51.7131n--16CrMnHi
16MnCrS5---16MnCrS51.7139n----
16MnCrB5---16MnCrB51.7160i--15CrMnBHn
20MnCr5---20MnCr51.7147n--20CrMnHi
20MnCrS5---20MnCrS51.7149n----
18CrMo4---18CrMo41.7243nSCM418 / SCM418Hn20CrMoHn
18CrMoS4---18CrMoS41.7244n----
24CrMo4------SCM425 / SCM425Hn--
24CrMoS4----------
22CrMoS3-5---22CrMoS3-51.7333i--22CrMoH
20MoCr4---20MoCr41.7321i----
20MoCrS4---20MoCrS41.7323i----
16NiCr4---16NiCr41.5714i----
16NiCrS4---16NiCrS41.5715i----
18NiCr5-4---18NiCr5-41.5810i----
17CrNi6-6---17CrNi6-61.5918i--17Cr2Ni2Hi
15NiCr13---15NiCr131.5752nSNC815 / SNC815Hn--
20NiCrMo2-2---20NiCrMo2-21.6523nSNCM220 / SNCM220Hn20CrNiMoHi
20NiCrMoS2-2---20NiCrMoS2-21.6526n----
17NiCrMo6-4---17NiCrMo6-41.6566n----
18CrNiMo7-6---18CrNiMo7-61.6587n--18Cr2Ni2MoHi
  • 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“

Europäische Normung (zurückgezogen)

EN 10084 Einsatzstähle Technische Lieferbedingungen

Nationale Normung (zurückgezogen)

DIN 17210 Einsatzstähle - Technische Lieferbedingungen (1986-09)

nach Tabelle 2 und Anhang B

Gegenüberstellung von Einsatzstählen
DIN 17210EURONORM 84-70ISO/DIS 683/11
KurznameWerkstoffnummerKurzname1)Kurzname1)
C 101.0301--
C 10 Pb1.0302--
Ck 101.11212 C10●C 10●
3 C 10
C 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 2
20 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 4
20 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 13
21 NiCrMo 21.652320 NiCrMo 2○20 NiCrMo 2●
21 NiCrMoS 21.652620 NiCrMoS 2○
17 NiCrMo 517 NiCrMo 6
17 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“

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

Literatur

  • DIN EN 10084 Einsatzstähle – Technische Lieferbedingungen; Deutsche Fassung EN 10084:2008, Juni 2008.