Unter einem Nitrierstahl versteht man lt. EN 10085 (bzw. früher DIN 17 211) einen Vergütungsstahl, der mit Elementen wie Aluminium, Molybdän oder Chrom legiert wurde. Durch die Legierung mit diesen Elementen ist das Nitrieren des Stahls möglich, da sie gute Nitritbildner sind.

Nach dem Nitrieren hat ein solcher Stahl eine besonders hohe Oberflächenhärte und zeichnet sich durch gute Verschleißfestigkeit aus. Der Stahl ist durch die thermische Stabilität der Nitride bis zu 400°C anlassbeständig.

Das Nitrieren von Stahl

Unter Nitrieren versteht man ein Verfahren, das der Härtung der Oberfläche von Stählen unter Verwendung von Stickstoff dient. Hierbei entsteht eine Oberfläche, die unter anderem je nach Stahl bis zu 500° hitzebeständig ist. Zudem sorgt die Stickstoffanreicherung in der Randschicht des Stahls für eine hohe Oberflächenhärte. Während des Verfahrens werden hierfür Nitriermittel verwendet, die Stickstoff abgeben, welche dann in das Glühgut (den Stahl) diffundiert. Nitrierhärten ist ein sehr teures Verfahren, da es mit hohem Aufwand verbunden ist. In der Praxis wird diese Methode der Oberflächenhärtung daher nur angewandt, wenn es für die späteren Werkstoffeigenschaften unbedingt erforderlich ist.

Aufbau und Funktionsweise Nitrieren

Die Härtung erfolgt nur in einer hauchdünnen Schicht an der Oberfläche des Stahls während der Kern des Werkstücks zähfest bleibt. Die gehärtete Randschicht bildet die höchste erreichbare Härte im Bereich Stähle aus und zeichnet sich zudem durch eine gute Gleitfähigkeit aus.

Die Bearbeitung von Nitrierstählen

Nitrierstahl kommt in der Regel als Stangenmaterial in den Handel. Vor der Oberflächenhärtung durch Nitrieren wird er spanend oder spanlos weiterverarbeitet. Nach erfolgter Härtung lässt sich das Material erodieren, schleifen oder läppen.

Nitrierstähle– Tabelle

In der folgenden Tabelle finden Sie eine Liste unterschiedlicher Vergütungsstähle mit ihren mechanischen Eigenschaften. Noch umfangreicher Informationen sind im Tabellenbuch Metall* zu finden.

Tabelle: Nitrierstähle und ihre Eigenschaften
Quelle: Tabellenbuch Metall*

Einsatzbereiche für Nitrierstahl

Für alle Anwendungen, bei denen es auf eine sehr harte Oberfläche und hohe Verschleißfestigkeit ankommt, weil extreme Belastungen auf das Material einwirken, ist Nitrierstahl verwendbar. Zusätzlich bleibt der Kern des Materials sehr zäh. Nitrierstahl zeichnet sich weiterhin durch einen geringen Reibungskoeffizienten aus und bietet erhöhten Widerstand gegen Korrosion.

Vor dem Einsatz von Nitrierstählen wird der Anwendungsumfang der fertigen Teile genau geprüft, um im Zweifelsfall die hohen Kosten, die durch das Nitrieren und seine vielen Bearbeitungsschritte entstehen, einzusparen.

Einige typische Anwendungsbeispiele für Nitrierstahl sind schnelllaufende Schleifspindeln, Lehren, Feinmessgeräte, Steuernocken und Ähnliches.