AUSGABE

Vergütungsstahl (Härten und Anlassen)

42CrMo4, auch bekannt als Chrom-Molybdän-Stahl, gehört zur Gruppe der niedriglegierten Vergütungsstähle und enthält Chrom (Cr) und Molybdän (Mo) als Legierungselemente. Dieser Stahl wird häufig in Form von Walzen, Platten, Stäben oder Gussteilen hergestellt und geformt.

Internationale Normen für 42CrMo4 (AISI/SAE 4140):

• American Iron and Steel Institute (AISI): 4140
• Society of Automotive Engineers (SAE): 4140
• Deutsches Institut für Normung (DIN): 1.7225
• Französische Norm (AFNOR): 42 CD 4
• Türkische Norm (TS EN 10250): 42CrMo4

Mechanische Eigenschaften von 42CrMo4 (AISI/SAE 4140)

Dank der enthaltenen Legierungselemente verfügt 42CrMo4 über hervorragende mechanische Eigenschaften:

• Zugfestigkeit (MPa): 655 - 1650 (je nach Wärmebehandlung)
• Streckgrenze (MPa): 417,1
• Härte (HV): 210 - 350 (vorgespannter Zustand)
• Dichte (g/cm³): 7,7 – 8,03
• Bruchdehnung (%): 25,7
• Kerbschlagzähigkeit (J): 54,5

Chrom erhöht die Korrosionsbeständigkeit, die Härte und den Verschleißwiderstand. Durch die Bildung von Carbiden wie Cr7C3 und Cr23C6 wird eine tiefere Härtung ermöglicht. Molybdän verbessert zusätzlich die Zähigkeit und Festigkeit, insbesondere nach einer Temper-Behandlung.

Wärmebehandlung von 42CrMo4 Stahl

• Warmumformung: 850-1050 °C
• Normalisieren: 840-880 °C
• Weichglühen: 680-720 °C
• Härten: 820-860 °C (Wasser/Öl)

Nach einer Ölkühlung bei etwa 840 °C entsteht eine martensitische Struktur, die bei 315 °C durch Anlassen weiter verbessert werden kann. Dies führt zu erhöhter Zähigkeit, besserer Zugfestigkeit und optimierter Schweißbarkeit.

Anwendungsbereiche von 42CrMo4

42CrMo4 wird vor allem in der Automobil- und Maschinenbauindustrie eingesetzt. Typische Anwendungen sind:

• Getriebewellen
• Kolbenstangen
• Zahnräder
• Kurbelwellen

Was sind die Einsatzbereiche von 42CrMo4 (4140) Stahl?

42CrMo4 (4140) ist ein legierter Vergütungsstahl, der aufgrund seines Gehalts an Chrom (Cr) und Molybdän (Mo) besonders geschätzt wird. Durch Wärmebehandlung wie das Härten kann dieser Stahl eine martensitische Mikrostruktur mit hoher Härte und Festigkeit entwickeln. Gleichzeitig bietet er eine außergewöhnliche Kombination aus Zähigkeit, Duktilität und mechanischer Belastbarkeit. Diese Eigenschaften machen 42CrMo4 zu einem der vielseitigsten Stähle in der Fertigungsindustrie, insbesondere im Bereich der Zerspanung.

Typische Anwendungen umfassen:

• Maschinenbau: Wellen, Achsen, Getriebe und Kurbelwellen.
• Automobilindustrie: Fahrwerksteile, Motorkomponenten und Federungselemente.
• Luftfahrt: Flugzeugteile und Turbinenmotoren.
• Bauwesen: Konstruktionskomponenten mit hohen Festigkeitsanforderungen.
• Weitere Anwendungen: Bremsringe, Federn, Schiffsankerketten, Kaltziehmateriealien, und Starterräder.

Was unterscheidet 42CrMo4 von 42CrMoS4?

Der Hauptunterschied liegt in der chemischen Zusammensetzung, insbesondere im Schwefelgehalt (S):

42CrMo4:

• Kohlenstoff (C): 0,38–0,45 %
• Silizium (Si): 0,15–0,40 %
• Mangan (Mn): 0,50–0,80 %
• Chrom (Cr): 0,90–1,20 %
• Molybdän (Mo): 0,15–0,30 %
• Schwefel (S): max. 0,035 %

42CrMoS4:

• Kohlenstoff (C): 0,38–0,45 %
• Silizium (Si): bis 0,40 %
• Mangan (Mn): 0,60–0,90 %
• Chrom (Cr): 0,90–1,20 %
• Molybdän (Mo): 0,15–0,30 %
• Schwefel (S): 0,02–0,04 %

Durch den erhöhten Schwefelgehalt besitzt 42CrMoS4 eine bessere Zerspanbarkeit, was ihn für die Herstellung von komplexen Bauteilen in der spanenden Bearbeitung besonders geeignet macht.

Was macht Vergütungsstahl so besonders?

Vergütungsstähle wie 42CrMo4 zeichnen sich durch eine einzigartige Kombination aus Härte, Zähigkeit und Formbarkeit aus. Dank ihrer hohen Festigkeit und Härte eignen sie sich hervorragend für großformatige, dickwandige Bauteile. Durch zusätzliche Induktions- oder Flammhärtung können Vergütungsstähle optimal an spezifische Anforderungen angepasst werden.

Vergütungsstähle: Hauptgruppen und Eigenschaften

Vergütungsstähle werden basierend auf ihrer chemischen Zusammensetzung in vier Hauptgruppen unterteilt:

1. Unlegierte Vergütungsstähle
2. Manganlegierte Vergütungsstähle
3. Chromlegierte Vergütungsstähle
4. Chrom-Molybdän-legierte Vergütungsstähle

Unlegierte Vergütungsstähle

Bei unlegierten Stählen steigt die Vergütungsfestigkeit mit dem Kohlenstoffgehalt.

• Für Durchmesser bis zu 16 mm liegt die Mindeststreckgrenze zwischen 370 N/mm² (%C: 0,25) und 570 N/mm² (%C: 0,50).
• Bei Durchmessern zwischen 16 mm und 40 mm ist die Streckgrenze um 50-80 N/mm² niedriger.

Manganlegierte Vergütungsstähle

Mangan erhöht die Härtbarkeit der Stähle deutlich.

• Bei Stählen wie 30Mn4 und 40Mn4 zeigt die Streckgrenze ähnliche Eigenschaften wie bei C60-Stahl.

Chromlegierte Vergütungsstähle

Chrom verbessert sowohl die Härtbarkeit als auch die Plastizität erheblich.

• Zum Beispiel erreicht 40Cr4-Stahl bei Durchmessern zwischen 16 mm und 40 mm eine Mindeststreckgrenze von 700 N/mm².

Chrom-Molybdän-legierte Vergütungsstähle

Molybdän steigert die Härtbarkeit stärker als Chrom und verbessert die Anlasstemperaturbeständigkeit. Es reduziert die Wahrscheinlichkeit für Anlasssprödigkeit und erhöht die Dauerfestigkeit.

Warum Hasçelik?

Hasçelik bietet sowohl 42CrMo4 als auch 42CrMoS4 Stähle in höchster Qualität an. Besuchen Sie unsere Website, um unser Produktsortiment zu entdecken und die für Ihre Anforderungen passenden Werkstoffe zu finden.