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
BereichWerkstoffe
TitelFür eine Wärmebehandlung bestimmte Stähle, legierte Stähle und Automatenstähle
TeileTeil 3: Einsatzstähle
Erstveröffentlichung2016
Letzte Ausgabe2022
Klassifikation77.140.10; 77.140.20
Nationale NormenDIN EN ISO 683-3
ÖNORM EN ISO 683-3
SN EN ISO 683-3
Ersatz fürISO 683-3:2019
NormverweisEN 10084

ISO 683-3 Für eine Wärmebehandlung bestimmte Stähle, legierte Stähle und Automatenstähle - Teil 3: Einsatzstähle[1]

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 Bezeichnungssystemen
Stahlbezeichnung nach
ISO-Kurzname (ISO 683-3)ISO-Werkstoffnummer (ISO 683-3)ASTM / UNSaEN ISO 683-3 und EN 10084:2008bJIS G 4052cGB / T 5216d
unlegierte Stahlsorten
C10E---C10E1.1121nS10Cn--
C10R---C10R1.1207n----
C15E---C15E1.1141nS15Cn--
C15R---C15R1.1140n----
C16E---C16E1.1148n----
C16R---C16R1.1208n----
22Mn6------SMn420n--
legierte Stahlsorten
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----
17NiCrMoS6-4---17NiCrMoS6-41.6569-----
23MnCrMo5-5-4---23MnCrMo5-5-41.7920-----
18CrNiMo7-6---18CrNiMo7-61.6587n--18Cr2Ni2MoHi
  • 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[2]
  • 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
BereichWerkstoffe
TitelEinsatzstähle - Technische Lieferbedingungen
Erstveröffentlichung1998
Letzte Ausgabe2008
Zurückgezogen2018
Klassifikation77.140.10
Nationale NormenDIN EN 10084
NormverweisISO 683-3

EN 10084 Einsatzstähle Technische Lieferbedingungen[3][4]

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 10084ISO 683-11:1987DeutschlandFinnlandFrankreichItalienSpanienSchwedenVereinigtes Königreich
KurznameWerkstoffnummerKurznameWerkstoffnummer
C10E1.1121C10Ck101.1121-XC10C10C10k-045M10
C10R1.1207---------
C15E1.1141C15E4Ck151.1141505-C15C16k--
C15R1.1140C15M2Cm151.1140---C16k-1SS1370-
C16E1.1148C16E4---XC1 8---080M15
C16R1.1208---------
17Cr31.7016-17Cr31.7016-----527M17
17CrS31.7014---------
28Cr41.7030-28Cr41.7030------
28CrS41.7036-28CrS41.7036------
16MnCr51.713116MnCr516MnCr51.7131-16MC516MnCr516MnCr5-590M17
16MnCrS51.713916MnCrS516MnCrS51.7139---16MnCr5-1SS2127-
16MnCrB51.7160---------
20MnCr51.714720MnCr520MnCr51.714751020MC520MnCr5---
20MnCrS51.714920MnCrS520MnCrS51.7149------
18CrMo41.724318CrMo4---18CD418CrMo418CrMo4-708M20
18CrMoS41.724418CrMoS4-----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--637M17
16NiCrS41.5715-----16CrNiS4-SS2511-
10NiCr5-41.5805----10NC6----
18NiCr5-41.5810----20NC6----
17CrNi6-61.5918---------
15NiCr131.575215NiCr13-------(655M13)
20NiCrMo2-21.652320NiCrMo221NiCrMo21.652350620NCD220NiCrMo220NiCrMo2-805M20
20NiCrMoS2-21.652620NiCrMoS221NiCrMoS21.6526--20NiCrMoS220NiCrMo2-1SS2506-
17NiCrMo6-41.656617NiCrMo6---18NCD618NiCrMo5-S2523815M7
17NiCrMoS6-41.6569-----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[5][6][7]: 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
BereichWerkstoffe
TitelEinsatzstähle; Technische Lieferbedingungen
ErstveröffentlichungDezember 1951
Letzte AusgabeSeptember 1986
Zurückgezogen1991
KlassifikationDK 669.14.018.298.2 : 620.1
Ersatz fürDIN 17210:1969-12
NormverweisEN 10084

DIN 17210 Einsatzstähle - Technische Lieferbedingungen (1986-09)[8]

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“

Frühere Ausgaben

  • 1951-12
  • 1959-01
  • 1969-12[9]: 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

  1. ↑ Stahl und Eisen Gütenormen 4/1. Maschinenbau, Werkzeugbau. In: DIN-Taschenbuch. 3. Auflage. Band 404/1. Beuth, Berlin 2023, ISBN 978-3-410-31578-0.
  2. ↑ Stahl und Eisen Gütenormen 4/1. Maschinenbau, Werkzeugbau. In: DIN-Taschenbuch. 2. Auflage. Band 404/1. Beuth, Berlin 2019, ISBN 978-3-410-29341-5.
  3. ↑ Stahl und Eisen Gütenormen 4. Maschinenbau, Werkzeugbau. In: DIN-Taschenbuch. 5. Auflage. Band 404. Beuth, Berlin 2009, ISBN 978-3-410-17622-0.
  4. ↑ Stahl und Eisen Gütenormen 4/1. Maschinenbau, Werkzeugbau. In: DIN-Taschenbuch. 1. Auflage. Band 404/1. Beuth, Berlin 2013, ISBN 978-3-410-23924-6.
  5. ↑ Stahl und Eisen Gütenormen 4. Maschinenbau, Werkzeugbau. In: DIN-Taschenbuch. 2. Auflage. Band 404. Beuth, Berlin 1998, ISBN 3-410-14129-4.
  6. ↑ Stahl und Eisen Gütenormen 4. Maschinenbau, Werkzeugbau. In: DIN-Taschenbuch. 3. Auflage. Band 404. Beuth, Berlin 2002, ISBN 3-410-15234-2.
  7. ↑ Stahl und Eisen Gütenormen 4. Maschinenbau, Werkzeugbau. In: DIN-Taschenbuch. 4. Auflage. Band 404. Beuth, Berlin 2005, ISBN 3-410-16094-9.
  8. ↑ Stahl und Eisen Gütenormen 4. Maschinenbau, Werkzeugbau. In: DIN-Taschenbuch. 1. Auflage. Band 404. Beuth, Berlin 1993, ISBN 3-410-12833-6.
  9. ↑ Stahl und Eisen Gütenormen 2. In: DIN-Taschenbuch. 1. Auflage. Band 155. Beuth, Berlin 1981, ISBN 3-410-11291-X.

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