Die zu erreichende Härte hängt vom Material, der gewählten Härtetemperatur sowie von der gewählten Abschreckgeschwindigkeit ab. Das Vergüten ist eine sogenannte Umwandlungshärtung. Sie nimmt gezielt Einfluss auf das Verhältnis zwischen Härte und Zähigkeit des Stahls.
Wichtige Eigenschaften von Vergütungsstahl
Der Kohlenstoffgehalt liegt bei Vergütungsstählen zwischen 0,2 und 0,65 %. Indem unterschiedliche hohe Anteile an Chrom, Mangan, Nickel und Molybdän hinzulegiert werden, kann man besonders bei größeren Material-Querschnitten gezielten Einfluss auf die Materialeigenschaften nehmen und diese dem späteren Verwendungszweck anpassen.
Das Gefüge des Vergütungsstahls erhält eine Vergütung durch Härten und anschließendes Anlassen. Hierbei entstehen nun Stähle mit einer zuvor bestimmten Zugfestigkeit sowie hoher Zähigkeit. Man kann die Härtbarkeit von Stählen zum Beispiel mit dem Stirnabschreckversuch nach Jominy ermitteln. Weiter Informationen zu Vergütungsstählen sind in der DIN EN 10083 enthalten.
Verfahren Vergüten – Härten, Abschrecken & Anlassen
Bearbeitung von Vergütungsstahl
Die Verarbeitung des meist als Stangenmaterial gehandelten Vergütungsstahl erfolgt mittels spanender oder spanloser Bearbeitung. In der Regel wird Vergütungsstahl in bereits vergütetem Zustand bearbeitet. Werden größere Umformungen oder aufwendige Schrupparbeiten notwendig, wird der Stahl zunächst normalgeglüht, anschließend vorbearbeitet und dann vergütet und zum Schluss fertig bearbeitet.
Schweißen von Vergütungsstählen
In Bezug auf die Schweißeignung von Vergütungsstählen ist Folgendes zu beachten: Wegen des Kohlenstoffgehalts muss mit örtlicher Aufhärtung der Schweißzone gerechnet werden. Aufgrund dessen muss das Material in der Regel sowohl nach- als auch vorgewärmt werden.
Einsatzbereiche für Vergütungsstähle
Für dynamisch beanspruchte Teile im Maschinenbau sowie im Werkzeugbau wird vorwiegend Vergütungsstahl eingesetzt. Unter anderem werden daraus Wellen und Kurbelwellen, Bolzen, Schrauben und Pleuelstangen sowie Achsen und Konstruktionsteile gefertigt, die sich durch eine höhere Festigkeit auszeichnen. Hierzu zählen zum Beispiel Flugzeugfahrwerke, das Zugfestigkeiten bis zu 2000 MPa erreicht werden können.
Vergütungsstähle – Tabelle
In der folgenden Tabelle finden Sie eine Liste mit verschiedenen Vergütungsstählen und ihren mechanischen Eigenschaften. Noch umfangreicher Informationen findet man im Tabellenbuch Metall*
Tabelle: Vergütungsstähle und ihre Eigenschaften
Quelle: Tabellenbuch Metall*
Beispielhafte Bezeichnungen für Vergütungsstähle
Vergütungsstähle werden unter verschiedenen Bezeichnungen gehandelt. Zu diesen zählen zum Beispiel C25, Cq45, 28Mn6, Cm60 oder 37Cr4. Der Stahl C45E zum Beispiel hat einen Kohlenstoffgehalt von 0,45 %. E bedeutet, dass das Material besonders niedrige Anteile an Phosphor und Schwefel enthält (weniger als 0,025 bzw. 0,035 %). Eine ältere Bezeichnung für den Vergütungsstahl C45E ist Ck45. Auch diese wird noch von vielen Händlern verwendet.