Die gewünschten Eigenschaften des Stahls, der als Federwerkstoff verwendet werden soll, können als ausreichende Belastbarkeit, gute Elastizität und unbegrenzte Sicherheit gegenüber Bruch beschrieben werden. Diese Eigenschaften können nur durch die Auswahl des geeigneten Stahls und eine angepasste Wärmebehandlung erreicht werden. Es ist entscheidend, dass die Erhöhung der Festigkeit des Materials nicht zu einem Verlust der Zähigkeit führt.
Ein wichtiger Aspekt bei der Herstellung von elastischen Bauteilen ist, dass das Schweißen der Bauteile problematisch sein kann. Zusätzlich können Ereignisse wie Oberflächen-Rissbildungseffekte, innere Risse, die durch die Wärmebehandlung entstehen, sowie Dekarburisation, die die homogene Härte des Materials beeinträchtigt, die Bruchgefahr erhöhen. Des Weiteren tragen die Oberflächenrauheit, thermochemische Härtebehandlung (z. B. Nitrieren) und Verfahren wie Strahlen zur Verringerung des Bruchrisikos bei.
Wenn die Formgebung des Stahlmaterials bei Raumtemperatur erfolgt, entstehen hohe Biegespannungen, was die Flexibilität des hergestellten Teils verringert. Daher ist es ratsam, die geformten Teile bei niedrigen Temperaturen zu entspannen.
Federstähle und ihre Legierungen | ||||||||||
Werkstoff-Nr. | DIN | SAE / AISI | C | Si | Mn | Pmax | Smax | Cr | Mo | Nmax |
1.0900 | 38 Si 6 | - | 0.35-0.42 | 1.40-1.60 | 0.50-0.80 | 0.050 | 0.050 | - | - | 0.007 |
1.0902 | 46 Si 7 | - | 0.42-0.50 | 1.50-1.80 | 0.50-0.80 | 0.050 | 0.050 | - | - | 0.007 |
1.0903 | 51 Si 7 | - | 0.47-0.55 | 1.50-1.80 | 0.50-0.80 | 0.045 | 0.045 | - | - | 0.007 |
1.0904 | 55 Si 7 | 9255 | 0.52-0.60 | 1.50-1.80 | 0.70-1.00 | 0.045 | 0.045 | - | - | - |
1.0906 | 65 Si 7 | - | 0.60-0.68 | 1.50-1.80 | 0.70-1.00 | 0.050 | 0.050 | - | - | 0.007 |
1.0908 | 60 SiMn 5 | - | 0.55-0.65 | 1.00-1.30 | 0.90-1.10 | 0.050 | 0.050 | - | - | 0.007 |
1.0961 | 60 SiCr 7 | 9262 | 0.55-0.65 | 1.50-1.80 | 0.70-1.00 | 0.045 | 0.045 | 0.20-0.40 | - | 0.007 |
1.0970 | 38 Si 7 | - | 0.35-0.42 | 0.15-035 | 0.50-0.80 | 0.045 | 0.045 | - | - | 0.007 |
1.1231 | Ck 67 | 1070 | 0.65-0.72 | 0.15-0.35 | 0.60-0.90 | 0.035 | 0.035 | - | - | - |
1.1248 | Ck 75 | 1075 | 0.70-0.80 | 0.15-0.35 | 0.60-0.80 | 0.035 | 0.035 | - | - | - |
1.1269 | Ck 85 | 1086 | 0.80-0.90 | 1.50-1.80 | 0.45-0.65 | 0.035 | 0.035 | - | - | - |
1.1274 | Ck 101 | 1095 | 0.95-1.05 | 0.15-0.35 | 0.40-0.60 | 0.035 | 0.035 | - | - | - |
1.5028 | 65 Si 7 | - | 0.60-0.70 | 1.50-1.80 | 0.70-1.00 | 0.035 | 0.035 | - | - | - |
1.5029 | 71 Si 7 | - | 0.68-0.75 | 1.50-1.80 | 0.60-0.80 | 0.035 | 0.035 | - | - | - |
1.5225 | 51 MnV 7 | - | 0.48-0.55 | 0.15-0.35 | 1.60-1.90 | 0.035 | 0.035 | - | - | - |
1.7103 | 67 SiCr 5 | - | 0.62-0.72 | 1.20-1.40 | 0.40-0.60 | 0.035 | 0.035 | 0.40-0.60 | - | - |
1.7138 | 52 MnCrB 3 | 50B50 | 0.48-0.55 | 0.15-0.35 | 0.75-1.00 | 0.035 | 0.035 | 0.40-0.60 | B 0.0005 | |
1.7176 | 55 Cr 3 | 5155 | 0.52-0.59 | 0.15-0.40 | 0.70-1.00 | 0.035 | 0.035 | 0.60-0.90 | - | - |
1.7701 | 51 CrMoV 7 | - | 0.48-0.56 | 0.15-0.40 | 0.70-1.00 | 0.035 | 0.035 | 0.90-1.20 | 0.15-0.25 | - |
1.8159 | 50 CrV 4 | 6150 | 0.47-0.55 | 0.00-0.40 | 0.70-1.00 | 0.035 | 0.035 | 0.90-1.20 | - | - |
1.8161 | 58 CrV 4 | - | 0.55-0.62 | 0.15-0.40 | 0.70-1.00 | 0.035 | 0.035 | 0.90-1.20 | - | - |
Mechanische Eigenschaften von Federstählen | |||||
Werkstoff-Nr. | DIN | SAE / AISI | Streckgrenze | Zugfestigkeit | Bruchdehnung |
( N/mm2 ) | ( N/mm2 ) | ( % ) | |||
1.0900 | 38 Si 6 | - | 1030 | 1180-1370 | 6 |
1.0902 | 46 Si 7 | - | 1080 | 1275-1470 | 6 |
1.0903 | 51 Si 7 | - | 1130 | 1320-1570 | 6 |
1.0904 | 55 Si 7 | 9255 | 1080 | 1275-1470 | 6 |
1.0906 | 65 Si 7 | - | 1080 | 1275-1470 | 6 |
1.0908 | 60 SiMn 5 | - | 1030 | 1320-1520 | 6 |
1.0961 | 60 SiCr 7 | 9262 | 1130 | 1320-1570 | 6 |
1.0970 | 38 Si 7 | - | 1030 | 1180-1370 | 6 |
1.7103 | 67 SiCr 5 | - | 1320 | 1470-1670 | 6 |
1.7176 | 55 Cr 3 | 5155 | 1180 | 1370-1620 | 6 |
1.7701 | 51 CrMoV 7 | - | 1180 | 1370-1670 | 6 |
1.8159 | 50 CrV 4 | 6150 | 1180 | 1370-1620 | 6 |
1.8161 | 58 CrV 4 | - | 1320 | 1470-1670 | 6 |
Wärmebehandlung von Federstählen | ||||||||||
Werkstoff-Nr. | DIN | SAE / AISI | Schmiedetemperatu( °C ) | Warmumformtemperatur (°C ) | Normalglühungstemperatur (°C ) | Weichglühungstemperatur (°C ) | Abschrecken | Anlassen Temperatur | ||
( °C ) | Wasser | Öl | ||||||||
1.0900 | 38 Si 6 | - | 1050-850 | 900-800 | 850-880 | 640-680 | 830-860 | * | - | 350-550 |
1.0902 | 46 Si 7 | - | 1100-850 | 900-830 | 850-880 | 640-680 | 830-860 | * | - | 430-500 |
1.0903 | 51 Si 7 | - | 1050-850 | 900-820 | 850-880 | 640-680 | 830-860 | * | - | 350-550 |
1.0904 | 55 Si 7 | 9255 | 1050-850 | 900-830 | 850-880 | 640-680 | 830-860 | + | * | 430-500 |
1.0906 | 65 Si 7 | - | 1050-851 | 900-830 | 850-880 | 640-680 | 830-860 | - | * | 430-500 |
1.0908 | 60 SiMn 5 | - | 1100-851 | 900-830 | 850-880 | 640-680 | 830-860 | - | * | 400-550 |
1.0961 | 60 SiCr 7 | 9262 | 1050-850 | 900-830 | 850-880 | 640-680 | 830-860 | - | * | 350-550 |
1.0970 | 38 Si 7 | - | 1050-850 | 900-830 | 850-880 | 640-680 | 830-860 | * | - | 350-550 |
1.1231 | Ck 67 | 1070 | - | - | - | 650-690 | 815-845 | - | * | 300-500 |
1.1248 | Ck 75 | 1075 | - | - | - | 650-690 | 810-840 | - | * | 300-500 |
1.1269 | Ck 85 | 1086 | - | - | - | 650-690 | 800-830 | - | * | 300-500 |
1.1274 | Ck 101 | 1095 | 1050-850 | 880-800 | 800-830 | 640-680 | 830-860 | - | * | 430-500 |
1.5028 | 65 Si 7 | - | 1050-853 | 900-830 | 830-860 | 640-680 | 830-860 | - | * | 470-540 |
1.5029 | 71 Si 7 | - | 1100-853 | 900-820 | 850-880 | 640-680 | 830-860 | - | * | 430-500 |
1.5225 | 51 MnV 7 | - | 1050-850 | 880-800 | 830-860 | 640-680 | 830-860 | - | * | 430-500 |
1.7103 | 67 SiCr 5 | - | 1050-850 | 900-820 | 850-880 | 640-680 | 830-860 | - | * | 430-500 |
1.7138 | 52 MnCrB 3 | 50B50 | 1050-854 | 900-800 | 850-880 | 640-680 | 830-860 | - | * | 350-550 |
1.7176 | 55 Cr 3 | 5155 | 1100-854 | 900-800 | 850-880 | 640-680 | 830-860 | - | * | 350-550 |
1.7701 | 51 CrMoV 7 | - | 1050-850 | 920-830 | 850-880 | 640-680 | 830-860 | - | * | 350-550 |
1.8159 | 50 CrV 4 | 6150 | 1050-850 | 920-820 | 850-880 | 640-680 | 830-860 | - | * | 350-550 |
1.8161 | 58 CrV 4 | - | 1050-855 | 920-830 | 850-880 | 640-680 | 830-860 | - | * | 350-550 |
Federstahl Anwendungsgebiete | |||||||
Werkstoff-Nr. | DIN | SAE / AISI | Verwendungsbereiche | ||||
1.0900 | 38 Si 6 | - | Für Schienenfahrzeuge: Federblätter, große Zug- und Druckfedern, Plattenfedern, Scheibenfedern, Federbeize. | ||||
1.0902 | 46 Si 7 | - | Im allgemeinen Maschinenbau, insbesondere Federblätter, Helixfedern, Scheibenfedern und Spiralfedern, für Fahrzeuge und Flugzeuge. | ||||
1.0903 | 51 Si 7 | - | Im allgemeinen Maschinenbau, insbesondere Federblätter, Helixfedern, Scheibenfedern und Spiralfedern, für Fahrzeuge und Flugzeuge. | ||||
1.0904 | 55 Si 7 | 9255 | Federblätter, Plattenfedern und Scheibenfedern dicker als 7 mm. | ||||
1.0906 | 65 Si 7 | - | Federblätter für Fahrzeuge dicker als 7 mm, Spiralfedern und Helixfedern mit mittlerer und hoher Vorspannung. | ||||
1.0908 | 60 SiMn 5 | - | Federblätter für Fahrzeuge dicker als 7 mm, mit mittlerer und hoher Vorspannung, Scheibenfedern, Helixfedern und Federbeize. | ||||
1.0961 | 60 SiCr 7 | 9262 | Für Fahrzeuge: Federblätter dicker als 7 mm, auch Helix- und Scheibenfedern im allgemeinen Maschinenbau. | ||||
1.0970 | 38 Si 7 | - | Federbeize und Sicherheitsscheiben für Schrauben, Zugfedern für Oberbauanwendungen. | ||||
1.1231 | Ck 67 | 1070 | Kaltgewalzte Stahlbänder für Federn mit hoher Präzision und Oberflächengüte. | ||||
1.1248 | Ck 75 | 1075 | Kaltgewalzte Stahlbänder für Federn mit hoher Präzision und Oberflächengüte. | ||||
1.1269 | Ck 85 | 1086 | Kaltgewalzte Stahlbänder für Federn mit hoher Präzision und Oberflächengüte. | ||||
1.1274 | Ck 101 | 1095 | Für überlastete Zugfedern, Kaltgewalztes Bandstahl für Federn, besonders in der Uhrenindustrie. | ||||
1.5028 | 66 Si 7 | - | Für Fahrzeuge bis zu 25 mm Dicke: Federblätter, Helixfedern und Drehstabfedern. | ||||
1.5029 | 71 Si 7 | - | Für die Uhrenindustrie und ähnliche Anwendungen, stark belastete Zugfedern. | ||||
1.5225 | 51 MnV 7 | - | Für hohe Belastungen: Federblätter, Helixfedern und konische Federn. | ||||
1.7103 | 67 SiCr 5 | - | Besonders stark belastete Helixfedern, Drehstabfedern mit Durchmessern von 25 bis 40 mm, Ventilfedern, Scheibenfedern und Federbeize. | ||||
1.7138 | 52 MnCrB 3 | 50B50 | Federblätter für Fahrzeuge bei hoher Belastung. | ||||
1.7176 | 55 Cr 3 | 5155 | Für Fahrzeuge: Federblätter, Drehstabfedern und Helixfedern, insbesondere große Zug- und Druckfedern. | ||||
1.7701 | 51 CrMoV 7 | - | Für Fahrzeuge: Überlastete Zug-, Helix-, Druckfedern und Drehstabfedern. | ||||
1.8159 | 50 CrV 4 | 6150 | Für überlastete Fahrzeug-Federblätter. | ||||
1.8161 | 58 CrV 4 | - | Stark überlastete, groß dimensionierte Spiralfedern, Helixfedern, Scheibenfedern und Federbeize. |