Stahlsorte 16MnCrS5 - Eigenschaften, Härte, Festigkeit, Preis

Die Stahlsorten 16MnCrS5 und 20MnCrS5 sind aufkohlende legierte Stähle mit Schwefelzusatz zur Verbesserung der Bearbeitbarkeit. Sie sind modifizierte, beliebte 16MnCr5- und 20MnCr5-Stähle, die in der Maschinenbau- und Automobilindustrie weit verbreitet sind. Durch den Aufkohlungs- und Härteprozess erhalten diese Stähle eine harte, verschleißfeste Oberfläche und einen zähen, duktilen Kern, was sie ideal für die Herstellung von Bauteilen macht, die hohen Oberflächen- und dynamischen Belastungen ausgesetzt sind. Der Zusatz von Schwefel verbessert die Zerspanbarkeit des Werkstoffs, was sich bei der Serienfertigung komplex geformter Bauteile vorteilhaft auf den Bearbeitungsprozess auswirkt. Die Bearbeitung erfolgt auf Drehautomaten und anderen Zerspanungsmaschinen.

Der Aufkohlungsprozess ist eine wichtige Phase der Wärmebehandlung dieser Stähle. Es besteht darin, die Oberflächenschicht des Stahls mit Kohlenstoff zu sättigen, während das Bauteil über einen bestimmten Zeitraum in einem Medium mit atomarem Kohlenstoff geglüht wird. Die Aufkohlung erfolgt bei einer Temperatur von etwa 880 - 980 °C. Nach dem Aufkohlen wird der Stahl gehärtet und angelassen, was zu einer sehr harten und verschleißfesten Oberfläche führt, während der Kern duktil bleibt. Die Tiefe der Härtung kann durch die Dauer der Aufkohlung gesteuert werden, so dass die Eigenschaften des Stahls auf bestimmte Anwendungen zugeschnitten werden können.

Die Wärmebehandlung von 16MnCrS5- und 20MnCrS5-Stählen besteht aus dem Abschrecken in Öl oder Wasser bei 880-920 °C (für die aufgekohlte Schicht bei 780-820 °C), wodurch die Oberflächenhärte erhöht wird. Ein weiteres Verfahren ist das Anlassen, das bei 150-200 °C durchgeführt wird, um Spannungen zu verringern und die Bruchzähigkeit zu verbessern.

Ein sehr wichtiger Faktor bei der Bestimmung der mechanischen Eigenschaften eines Stahls ist seine chemische Zusammensetzung. Nach der Schmelzanalyse sollte die chemische Zusammensetzung des Stahls 11SMn30 mit den in der nachstehenden Tabelle angegebenen Werten übereinstimmen.

Bezeichnung		C in % max.	Mn in % max.	Si in % max.	Cr in % max.	P in % max.	S % max.
16MnCrS5	1.7139	0,14-0,19	1,00-1,30	0,40	0,80-1,10	0,025	0,02-0,04

Stahl	Mechanische Eigenschaften
Bezeichnung des Stahls	Rp0,2 [MPa]	Rm [MPa]	Härte HB	Dehnung [%]
16MnCrS5	400-450	600-780	180-250	10-15

16MnCrS5- und 20MnCrS5-Stähle sind sehr gute Werkstoffe für Bauteile, die eine Kombination aus einer harten, verschleißfesten Oberfläche und einem zähen, festen Kern erfordern. Typische Anwendungen sind:

Zahnräder
Wellen und Achsen
Getriebekomponenten: Getriebe, Differentiale
Bolzen und Buchsen
Präzisionsmaschinenteile: Serienproduktion, bei der eine hochwertige Bearbeitung erforderlich ist.