Vergütungsstahl wird oft zur Herstellung von Kurbelwellen verwendet

Vergütungsstahl

Der Begriff Vergütungsstahl ist vielen geläufig, die genauen Eigenschaften dieser Stahlsorte allerdings nicht. Wofür man Vergütungsstahl benötigt, was ihn auszeichnet und welche Eigenschaften typisch für Vergütungsstähle sind, können Sie in diesem Beitrag nachlesen.

Bezeichnung Vergütungsstahl

Einige Stahlsorten sind dafür vorgesehen, nach der Herstellung noch vergütet zu werden. Dadurch werden die Eigenschaften eines Stahls verändert, insbesondere die Zugfestigkeit und die Dauerfestigkeit steigen durch das Vergüten deutlich. Die Zähigkeit lässt sich über den Vergütungsvorgang beeinflussen und gezielt einstellen, so dass man genau die gewünschten Stahleigenschaften erhält.

Berücksichtigung in der DIN 10027

Die DIN 10027 lässt erkennen, dass man Vergütungsstähle gemeinsam mit den Einsatzstählen in eine eigene Gruppe einordnen kann. Beide sind dafür gedacht, später gehärtet zu werden. Bei Einsatzstählen kommt es jedoch nur zu einer Oberflächenhärtung, während die Zähigkeit des Kerns erhalten bleibt.

Vergütungsvorgang

Die Vergütung bezeichnet ein Härten des Stahls und ein nachfolgendes sogenanntes Anlassen. Das Härten dient dabei der Verbesserung der Eigenschaften des Stahls. Das Anlassen verringert die durch das Härten entstehenden inneren Spannungen, die beispielsweise zu Rissbildung aber auch zu einer generellen Schwächung des Werkstoffs führen können.

Typische Eigenschaften von Vergütungsstahl

Die Eigenschaften können je nach Legierung recht unterschiedlich ausfallen. Einige Eigenschaften sind jedoch allen Vergütungsstählen zu eigen. So liegt beispielsweise der Kohlenstoffgehalt bei allen Vergütungsstählen in einem Bereich zwischen 0,2 % und 0,65 %. Dazu sind alle Vergütungsstähle natürlich härtbar. Die Schweißeignung ist bei Vergütungsstählen nur eingeschränkt wegen des vergleichsweise hohen Kohlenstoffgehalts. Mit Vor- und Nachwärmen ist ein Schweißen bei den meisten Vergütungsstählen aber noch möglich.

Übliche Legierungselemente

Bei Vergütungsstählen kommen als Legierungselemente vor allem die Legierungselemente aus der nachfolgenden Liste zum Einsatz:

• Chrom
• Mangan
• Molybdän und
• Nickel

Die Anteile der jeweiligen Elemente können bei einzelnen Legierungen stark unterschiedlich sein.

Härtbarkeitsprüfung

Wie gut ein Stahl härtbar ist, lässt sich mithilfe des sogenannten Jominy Versuchs ermitteln. Ein Stahlzylinder mit festgelegten Maßen aus dem jeweiligen Material wird auf die Härtetemperatur erwärmt und danach mit einem 20 °C warmen Wasserstrahl abgeschreckt. Danach wird an der Seite des Zylinders auf einer plan geschliffenen Fläche in regelmäßigen Abständen die Härte gemessen, ausgehend von der Stirnfläche. Durch die unterschiedlichen Härtewerte kann man gut erkennen, welche Härtbarkeitseigenschaften ein Stahl hat.

Anwendung von Vergütungsstählen

Vergütungsstähle werden, ähnlich wie Einsatzstähle auch, vor allem für Antriebselemente verwendet. Das können sein:

• Kurbelwellen
• Achsen
• Wellen
• Pleuelstangen

Daneben werden aber auch hoch belastete Bolzen und Schrauben häufig aus Vergütungsstählen hergestellt, ebenso wie Teile, die besonders hohe Festigkeiten aufweisen müssen.

Härten und Vergüten

Zusätzlich zum üblichen Härtvorgang, bei Vergütungsstahl immer eine sogenannte Umwandlungshärtung, erfolgt bei einer Vergütung auch immer ein Anlassen.

Autorin: Johanna Bauer