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Glossar der auf dieser Seite verwendeten Begriffe

 
BegriffDefinition
Einsatzstahl

Bei Einsatzstählen sind der Mangan- und Siliziumgehalt enger toleriert als bei herkömmlichen Baustählen. Der Phosphor- und Schwefelgehalt ist geringer. Der Cholenstoffgehalt bei Einsatzstählen liegt bei , 15CrNi6, 18CrNi8, 41Cr4. Verwendungszwecke: Die unlegierten Einsatzstähle werden für niedrig beanspruchte Teile verwendet wie kleine Zahnräder, Naben, Zapfen, Bolzen, Achstrommeln, Press- und Stanzteile, Wellen und Hebel für den Fahrzeugbau und allgemeinen Maschinenbau. Die Chrom- und Chrom-Mangan-Einsatzstähle werden für Bauteile mit mittlerer Kernfestigkeit und guter Verschleissfestigkeit verwendet (Kolbenbolzen, Büchsen, Bohrspindeln, Zahnräder, Steuerungsteile usw.). Die Chrom-Nickel (oder Chrom-Nickel-Molybdän) Einsatzstähle besitzen hohe Kernfestigkeit und Zähigkeit, auch bei grossen Materialquerschnitten. Sie werden für Hochbeanspruchte Teile des Fahrzeug- und Flugzeugbaues und für grosse Zahnräder verwendet.

Kaltarbeitsstahl

Kaltarbeitsstähle haben einen hohen Chromgehalt. Sie sorgen für eine hohe Oberflächenhärte, gute Zähigkeit und Druckfestigkeit, und bieten eine ausgezeichnete Verschleißfestigkeit. Typische Anwendungsbereiche sind u.a. Schneid- und Stanzwerkzeuge, Matrizen und Messer, Präge- und Ziehwerkzeuge, Gewindewalzrollen und Gewindebacken.

Qualitäten: 1.2080 / X120Cr12 1.2360 / X48CrMoV-1 1.2363 / X100CrMoV51 1.2379 / X155CrVMo 12.1 1.2436 / X210CrW12 1.2510 / 100MnCrW4 1.2767 / X45NiCrMo4 1.2842 / 90MnCrV8

Kunststoffformenstahl

Kunststoffformenstahl zeichnet sich durch hohe Verschleißfestigkeit, gute Polier- und Erodierbarkeit sowie Narbätzbarkeit aus. Weiters für die Produktion von Kunststoffteilen erforderlich ist entsprechende Korrosionsbeständigkeit sowie wirtschaftliche Bearbeitbarkeit. Bei den Kunststoffformenstählen unterscheidet man Einsatzstähle, Vergütungsstähle, korrosionsbeständige Stähle, Nitrierstähle oder martensitaushärtende Stähle.

Qualitäten:

1.2083 / X42Cr13 1.2085 / X33CrSi16 1.2162 / 21MnCr5 1.2311 / 40CrMnMo4 1.2312 / 40CrMnMoS 8.6 1.2316 / X36CrMo17 1.2711 / 54NiCrMoV6 1.2738 / 40CrMnNiMo 8.6.4 1.4006 / X12Cr13 1.4021 / X20Cr13

Nitrieren (Gasnitrieren)

Das Nitrieren gehört zu den thermotechnischen Verfahren der Wärmebehandlung. In einer Ammoniakgasatmosphäre dringt bei üblicherweise 500-530°C Stickstoff in das Material/das Bauteil ein. Durch lange Behandlungsdauern werden je nach Werkstoff Nitrierhärtetiefen von 0,1-0,9 mm erzielt. Hauptziele des Gasnitrierens: Verbesserung der Bauteilfestigkeit, Verschleißfestigkeit, Gleiteigenschaften, Temperaturbeständigkeit und Biegewechselfähigkeit. Eine partielle Behandlung kann durchgeführt werden.

Nitrieren (Plasmanitrieren)

Beim Plasmanitrieren wird Stickstoff in Eisenwerkstoffe eingelagert (üblicherweise bei 480-580°C) und findet unter Vakuum statt. Hauptziele sind Verbesserung der Bauteilfestigkeit, Verschleißfestigkeit, Gleiteigenschaften, Temperaturbeständigkeit und Biegewechselfähigkeit. Plasmanitrieren eignet sich besonders gut für Stähle mit > 13% Chromgehalt unter Berücksichtigung, dass sich die Korrosionsbeständigkeit ggfs. verschlechtern kann. Enge Ausnehmungen sind nicht immer gleichmäßig nitrierbar.

Schnellarbeitsstahl

Schnellarbeitsstähle (High-Speed-Stähle) enthalten Molybdän und Wolfram. Sie sind auf 62-67 HRC gehärtet und halten diese Härte bei Temperaturen von bis zu 540 ° C. Ihre typischen Eigenschaften sind hohe Verschleißfestigkeit, eine hohe Härte bei erhöhten und niedrigen Temperaturen und sehr guter Zähigkeit. Typische Anwendungen sind Trenn-/Zerspanungswerkzeuge wie z.B. Messer, Bohrer, Fräser, etc. sowie Kaltumformwerkzeuge.

Qualitäten: 1.3243 / S6-5-2-5 1.3247 / S2-10-1-8 1.3343 / S5-5-2 1.3344 / S5-5-3 1.3355 / S18-0-1

Stahl

Stahl ist der gebräuchliche Name für eine große Familie von Eisen-Legierungen, die nach dem Schmelzen sind. Stähle werden im Allgemeinen aus Eisenerz, Kohle und Kalkstein produziert. Wenn diese Rohstoffe in den Hochofen kommen, ist das Ergebnis ein "Roheisen", das nun eine Zusammensetzung aus Eisen, Kohlenstoff, Mangan, Schwefel, Phosphor und Silizium aufweist. Da dieses Roheisen hart und spröde ist, müssen Stahlerzeuger das Roheisen durch Aufbereitung und anschließender Zugabe von anderen Elementen (legieren) stärken und verfeinern. Die Legierungselemente verleihen dem Stahl die späteren gewünschten Eigenschaften. Stähle können entweder direkt geformt oder in Barren gegossen werden, welche anschließend eingearbeitet geschmiedet, stranggepresst, gewalzt oder durch andere Prozesse in Form gebracht wird.

Anhand ihrer chemischen Zusammensetzungen können Standardstähle in vier große Gruppen eingeteilt werden: C-Stähle, legierte Stähle, Edelstähle und Werkzeugstähle:

C-Stähle: die Legierungselemente überschreiten nicht diese Grenzen: 1% Kohlenstoff, 0,6% Kupfer, 1,65% Mangan, Phosphor 0,4%, 0,6% Silizium und 0,05% Schwefel. Legierte Stähle: Stähle mit mehr als 1% Kohlenstoff. Stähle, welche Elemente beinhalten, die die in C-Stählen nicht enthalten sind wie z.B. Nickel, Chrom (bis zu 3,99%), Kobalt etc.

Edelstähle: Enthalten mindestens 10% Chrom, mit oder ohne anderen Elemente. Basierend auf den Strukturen, können Edelstähle in drei Grade eingeteilt werden: Austenitische Edelstähle: enthalten in der Regel 18% Chrom und 8% Nickel und sind weithin als 18-8 bekannt. Nichtmagnetisch im geglühten Zustand, können diese Stähle nur durch Kaltverformung gehärtet werden.

Ferritische Edelstähle: enthalten sehr wenig Nickel und entweder 17% Chrom oder 12% Chrom und andere Elemente wie Aluminium oder Titan. Sie sind immer magnetisch und können nur durch Kaltverformung gehärtet werden.

Martensitische Edelstähle: enthalten in der Regel 12% Chrom und keinen Nickel. Diese Sorte ist magnetisch und kann durch Wärmebehandlung gehärtet werden. Werkzeugstähle: haben in der Regel mehr Carbide (Kohlenstoff-Legierungen), die sie härter und verschleißfester machen. Die meisten Werkzeugstähle werden im wärmebehandelten Zustand verwendet, in der Regel gehärtet und angelassen.

Warmarbeitsstahl

Warmarbeitsstähle enthalten Chrom, Wolfram und Molybdän. Ihre Eigenschaften sind speziell auf Anwendungen bei hohen Temperaturen abgestimmt. Dabei spielt die Reinheit der Stähle eine große Rolle und ist wichtige für eine lange Lebensdauer und Beständigkeit der Werkzeuge. Typische Anwendungsbereiche sind u.a. Druckguss- und Strangpresswerkzeuge, Gesenkschmieden,Rohrproduktion und Glasverarbeitung.

Qualitäten: 1.2343 + 1.2343 ESU/ESR / X38CrMoV 5.1 1.2344 / X40CrMoV 5.1 1.2365 / 32CrMoV12-28 1.2367 / X38CrMoV5-3 1.2714 / 55NiCrMoV7

Wärmebehandlung (von Stahl)

Wärmebehandlung ist die kontrollierte Erwärmung und anschließender Abkühlung von Metallen, um ihre physikalischen und mechanischen Eigenschaften ohne Änderung der Form zu verändern. Um die gewünschten Eigenschaften zu erreichen, spielt die richtige Abstimmung und Auswahl von Erwärmungs- und Haltezeit, Temperatur, Atmosphäre und Abkühlung eine wichtige Rolle. Durch die Wärmebehandlung erhält das Material (oder der Bauteil) die Eigenschaften wie z.B. Härte, Zähigkeit und Festigkeit, die für den späteren Einsatz erforderlich sind. Man unterscheidet dabei zwischen Verfahren die eine durchgreifende Gefügeumwandlung bewirken (thermische Verfahren) und Verfahren, die lediglich eine Umwandlung an der Oberfläche eines Werkstückes verursachen (thermotechnische Verfahren).

Thermische Verfahren:

Glühverfahren: Man „enthärtet“ das Material, um Festigkeit und Härte zu vermeiden, Eigenspannungen zu entziehen, Zähigkeit und Widerstandsfähigkeit zu verbessern, Ausgangszustand wiederherzustellen, das Gefüge zu verfeinern oder die elektromagnetischen Eigenschaften des Stahls zu verändern. Die herkömmlichsten Glühverfahren sind Normglühen, Weichglühen, Spannungsarmglühen, Lösungsglühen. Im Prinzip sind alle Stähle zum Glühen geeignet.

Härteverfahren: Härten von Stählen wird eingesetzt, um die Widerstandsfähigkeit durch gezielte Änderung und Umwandlung seines Gefüges zu erhöhen. Eine der Voraussetzungen für das Härten ist ausreichend Kohlenstoff- und Legierungsgehalt. Bei ausreichendem Kohlenstoffgehalt kann der Stahl direkt gehärtet werden. Andernfalls muss die Oberfläche des Teils zuerst mit Kohlenstoff angereichert werden.
Die herkömmlichsten Härteverfahren sind Härten, Vergüten und Randschichthärten.

Zu den sogenannten thermotechnischen Verfahren gehören u.a. Aufkohlen, Einsatzhärten, Carbonitrieren, Nitrieren, Borieren, Chromieren oder Vanadieren. Zusätzlich gibt es noch die Beschichtungsverfahren (PVD, CVD) wie z.B: TIN, TIC, TICN oder CrN.