Was ist Vergütungsstahl? Eigenschaften und Anwendungen
Unlegierter und legierter Vergütungsstahl ist ein Baustahl mit einem Kohlenstoffanteil zwischen 0,25 und 0,60 %, der sich hervorragend zum Härten (Vergüten) in einem Temperaturbereich von 500 °C bis 680 °C eignet.
Vergütungsstahl ist teilweise im Lieferzustand geglüht und wird gezielt vergütet, oder er wird als sogenannter vorvergüteter Stahl geliefert (Quenched and Tempered, QT).
Das Vergüten von Stahl
Beim Vergüten des Stahls handelt es sich um eine sogenannte Umwandlungshärtung, wobei man gezielt Einfluss auf das Verhältnis zwischen Härte und Zähigkeit nimmt. Kohlenstoff ist das Element, das Stahl seine Härte verleiht.
- Austenitisierung & Härten. Der Stahl wird auf Härtetemperatur erhitzt (Austenitgefüge) und anschließend schnell abgekühlt. Dies führt dazu, dass der Kohlenstoff „eingefangen“ wird und eine sehr harte Struktur bildet, das sogenannte Martensit.
- Anlassen. Durch das Erwärmen auf eine niedrigere Temperatur wird die harte Martensitstruktur teilweise entspannt, wodurch sich mikroskopisch feine Karbide ausscheiden und das Gefüge zäher wird (Anlassgefüge).
Nach dem Anlassen weisen Vergütungsstähle gezielte mechanische Eigenschaften auf. Das kann eine gewünschte Zugfestigkeit kombiniert mit einer guten Zähigkeit sein, die im Normalzustand noch nicht gegeben ist.
Eigenschaften von Vergütungsstahl
Bei der Herstellung von Stahl ist der Kohlenstoffgehalt enorm wichtig. Ein hoher Kohlenstoffanteil führt zu einem härteren, aber auch spröderen Stahl. Ein niedriger Kohlenstoffgehalt hingegen resultiert in einem weicheren, aber zäheren Stahl.
In Vergütungsstählen liegt der Kohlenstoffgehalt mit 0,25 bis 0,60 % in einem mittleren Bereich, was eine optimale Balance von Härte und Zähigkeit ermöglicht. Legierter Vergütungsstahl enthält außerdem Anteile von Legierungselementen wie Chrom, Mangan, Molybdän und Nickel. Die Legierungsanteile werden genau auf den jeweiligen Verwendungszweck abgestimmt und beeinflussen verschiedene Eigenschaften. Molybdän sorgt zum Beispiel für gleichmäßige Härte und Festigkeit, Chrom für eine gute Durchhärtung.
Vergütungsstahl eignet sich nur bedingt zum Schweißen. Infolge des Kohlenstoffgehaltes ist mit einer örtlichen Aufhärtung in der Schweißzone zu rechnen. Ein Vor- und Nachwärmen wird empfohlen, um Risse und Versprödung zu vermeiden.
Vergütungsstahl vs. Einsatzstahl
Vergütungsstahl und Einsatzstahl (DIN EN ISO 683-1 / DIN EN 10083) werden beide durch eine Wärmebehandlung gehärtet, dabei gibt es aber einen entscheidenden Unterschied.
Einsatzstahl enthält wenig Kohlenstoff. Dadurch eignet er sich lediglich zum Einsatzhärten, was nur die Oberfläche betrifft, während der kohlenstoffarme Kern auch nach der Wärmebehandlung seine hohe Zähigkeit behält. Vergütungsstahl enthält mehr Kohlenstoff und wird deswegen im gesamten Querschnitt durchgehärtet.
Anwendungsgebiete für Vergütungsstahl
Vergütungsstahl wird dort verwendet, wo Bauteile mit höherer Festigkeit gebraucht werden. Er eignet sich für hohe statische und dynamische Belastungen gleichermaßen.
Typische Anwendungen sind:
• Fahrzeugbau: Nocken- und Getriebewellen, Achsen, Pleuelstangen, Kurbelwellen, Flugzeugfahrwerke
• Maschinen- und Anlagenbau: Bolzen, Schrauben, Wellen, Zahnräder
Schnellvergleich unserer Vergütungsstähle
- niedrig legierter Chrom-Molybdän-Stahl
- mit Mangan zur Erhöhung der Festigkeit und Härtbarkeit
- Lieferzustand geglüht oder vergütet (QT)
- ausgezeichnete Verschleißfestigkeit und Belastbarkeit
- verbesserte Zerspanbarkeit durch den Zusatz von Schwefel
- Festigkeit und Zähigkeit
- nitrierbar, erodierbar, schwer schweißbar
- für Maschinenbau, Werkzeugbau und viele andere Industrien
- niedrig legierter Chrom-Molybdän-Stahl
- mit Mangan zur Erhöhung der Festigkeit und Härtbarkeit
- Lieferzustand geglüht oder vergütet (QT)
- für Nieder- und Hochtemperaturanwendungen
- mit Wärmebehandlung auch für Sauergasumgebungen
- ausgezeichnete Verschleißfestigkeit und Belastbarkeit
- gute Zerspanbarkeit, Festigkeit und Zähigkeit
- nitrierbar, erodierbar, schwer schweißbar
- für Maschinenbau, Werkzeugbau und viele andere Industrien
- CrNiMo-legierter Baustahl
- Lieferzustand vergütet, direkt einsetzbar
- nitrierbar auf Randschichthärte von 58 – 62 HRC (~653 – 746 HV)
- geeignet für PVD-Behandlung
- für Bauteile mit hoher Festigkeit und Zähigkeit
- durchgehärtet auch für Bauteile im Autobau oder Maschinenbau
- CrNiMo-legierter Baustahl
- Lieferzustand vergütet, direkt einsetzbar
- nitrierbar auf Randschichthärte von 60 – 64 HRC (~746 – 800 HV)
- für Bauteile mit hoher Festigkeit und Zähigkeit
- durchgehärtet auch für Bauteile im Autobau oder Maschinenbau
FAQ - Fragen zum Vergütungsstahl
Warum heißt es Vergütungsstahl?
Vergütungsstahl leitet sich vom Prozess des Vergütens ab, dem die so benannten Stahlsorten unterworfen werden. Er dient dazu, das Verhältnis zwischen Härte und Zähigkeit zu beeinflussen.
Welche Vorteile bietet Vergütungsstahl?
Was ist der Unterschied zwischen Härten und Vergüten?
Kann Vergütungsstahl geschweißt werden?
Kann Vergütungsstahl gehärtet werden?
Wo finde ich technische Datenblätter zu Vergütungsstahl?
Bei uns finden Sie technische Datenblätter zu Vergütungsstählen und allen anderen Stahlsorten. Neben der zentralen Download-Übersicht stehen sie auch auf der jeweiligen Produktseite zur Verfügung.
Warum wird Vergütungsstahl vergütet?
In welchen Branchen wird Vergütungsstahl verwendet?
Unsere Vergütungsstähle in der Übersicht
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