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Unlegierter und legierter Vergütungsstahl – hohe Festigkeit und Zähigkeit nach dem Härten für hochbeanspruchte Bauteile

Sitzlehnversteller aus legiertem Vergütungsstahl.

Zu den Vergütungsstählen zählen unlegierte oder legierte Baustähle, die durch ihre chemische Zusammensetzung zum Vergüten geeignet sind. Ihre maximale Härte hängt im Wesentlichen vom Kohlenstoffgehalt ab.

Vergütungsstähle weisen in der Regel einen Kohlenstoffgehalt zwischen 0,17 und 0,65 % auf. Legierte Vergütungsstähle enthalten darüber hinaus Teile von Chrom, Mangan, Molybdän und/oder Nickel zur Erzielung gewünschter Eigenschaften. Zu den legierten Vergütungsstählen zählen auch die borlegierten Vergütungsstähle: Mangan-Bor-Stähle und Borstähle TBL und TBL Plus. Genormt sind Vergütungsstähle in der DIN EN ISO 683 Teil 1 und 2 (ehemals DIN EN 10083, Teil 1 bis 3) sowie in der für Kaltband relevanten Norm DIN EN 10132, Teil 3.

Ihre besonderen Werkstoffeigenschaften erhalten Vergütungsstähle durch eine Vergütungsbehandlung, die aus Härten und Anlassen besteht. Beim Härten wird die für den Kohlenstoffgehalt maßgebliche Höchsthärte erreicht, bei der anschließenden Anlassbehandlung wird die Härte wieder soweit reduziert, dass eine optimale Kombination aus Härte und Zähigkeit erreicht wird.

Anwendungsbereiche unlegierter und legierter Vergütungsstähle

Kreissägeblätter aus legiertem Vergütungsstahl.
Kreissägeblätter aus warmgewalztem legiertem Vergütungsstahl.

Die unlegierten Vergütungsstähle werden bei geringeren Beanspruchungen eingesetzt, wohingegen die legierten Vergütungsstähle für dynamisch und statisch stark beanspruchte Bauteile geeignet sind. Maßgeblich für die Stahlsortenauswahl sind darüber hinaus die Festigkeits- und Zähigkeitsanforderungen, wobei auch die Bauteilabmessungen berücksichtigt werden müssen. Bei vielen Verwendungszwecken steht die höchstmögliche Durchvergütung im Vordergrund.

Die Anwendungsbereiche von Vergütungsstählen sind vielfältig: typische Verwendungszwecke im Fahrzeugbau sind Nocken- und Getriebewellen, Achsen, Kupplungsteile und Befestigungselemente. Im Maschinen- und Anlagenbau werden Vergütungsstähle unter anderem in Wellen, Ritzeln, Zahnrädern, Kettengliedern und Sägeblättern eingesetzt.

thyssenkrupp liefert die genannten Stahlsorten gemäß aktueller Produktinformation oder die aufgeführten Vergleichsgüten entsprechend der jeweiligen Spezifikation.

Unlegierter Vergütungsstahl in Anlehnung an DIN EN ISO 683-1 (ehemals DIN EN 10083-2), DIN EN 10132-3

Stahlsorten­bezeichnung Vergleichsgüte Werkstoffnummer DICKE1
von _ bis in mm
BREITE1
von _ bis in mm
C22 C22 1.1151 2,00 – 13,00 50 – 1.630
C25 C25 1.1158 2,00 – 13,00 50 – 1.630
C35 C35 1.1181 2,00 – 13,00 50 – 1.630
C40 C40 1.1186 2,00 – 13,00 50 – 1.630
C45 C45 1.1191 2,00 – 13,00 50 – 1.630
C50 C50 1.1206 2,00 – 13,00 50 – 1.630
C55 C55 1.1203 2,00 – 13,00 50 – 1.630
C60 C60 1.1221 2,00 – 13,00 50 – 1.630
1. Es sind nicht alle Dicken- und Breitenkombinationen möglich.

Chemische Zusammensetzung von unlegiertem Vergütungsstahl

Stahlsorte C [%]
Si [%] ­max. Mn [%]
P [%] ­max. S [%] ­max. Cr [%] ­max. Mo [%] ­max. Ni [%] ­max. Cr + Mo +Ni [%]­max.
C22 0,17 – 0,24 0,40 0,40 – 0,70 0,025 0,010 0,40 0,10 0,40 0,63
C25 0,22 – 0,29 0,40 0,40 – 0,70 0,025 0,010 0,40 0,10 0,40 0,63
C35 0,32 – 0,39 0,40 0,50 – 0,80 0,025 0,010 0,40 0,10 0,40 0,63
C40 0,37 – 0,44 0,40 0,50 – 0,80 0,025 0,010 0,40 0,10 0,40 0,63
C45 0,42 – 0,50 0,40 0,50 – 0,80 0,025 0,010 0,40 0,10 0,40 0,63
C50 0,47 – 0,55 0,40 0,60 – 0,90 0,025 0,010 0,40 0,10 0,40 0,63
C55 0,52 – 0,60 0,40 0,60 – 0,90 0,025 0,010 0,40 0,10 0,40 0,63
C60 0,57 – 0,65 0,40 0,60 – 0,90 0,025 0,010 0,40 0,10 0,40 0,63
Massenanteile der Schmelzanalyse.

Legierter Vergütungsstahl in Anlehnung an DIN EN ISO 683-2 (ehemals DIN EN 10083-1 und DIN EN 10083-3), DIN EN 10132-3

Stahlsorten­bezeichnung Vergleichsgüte Werkstoffnummer DICKE1
von _ bis in mm
BREITE1
von _ bis in mm
34CrMo4 34CrMo4 1.7220 2,00 – 13,00 100 – 1.630
42CrMo4 42CrMo4 1.7225 2,00 – 13,00 100 – 1.630
50CrMo4 50CrMo4 1.7228 2,00 – 13,00 100 – 1.630
51CrV4 51CrV4 1.8159 2,00 – 13,00 100 – 1.630
58CrV4 Werkssondergüte 1.8161 2,00 – 13,00 100 – 1.630
1. Es sind nicht alle Dicken- und Breitenkombinationen möglich.

Chemische Zusammensetzung von legiertem Vergütungsstahl

Stahlsorte C [%]
Si [%]
max.
Mn [%]
P [%]
max.
S [%]
max.
Cr [%]
Mo [%] ­max. / - V [%] B [%]
34CrMo4 0,30 – 0,37 0,40 0,60 – 0,90 0,025 0,010 0,90 – 1,20 0,15 – 1,30
42CrMo4 0,38 – 0,45 0,40 0,60 – 0,90 0,025 0,010 0,90 – 1,20 0,15 – 1,30
50CrMo4 0,46 – 0,54 0,40 0,50 – 0,80 0,025 0,010 0,90 – 1,20 0,15 – 1,30
51CrV4 0,47 – 0,55 0,40 0,70 – 1,10 0,025 0,010 0,90 – 1,20 0,10 0,10 – 0,25
58CrV4 0,54 – 0,62 0,40 0,70 – 1,10 0,025 0,010 0,90 – 1,20 0,10 – 0,20
Massenanteile der Schmelzanalyse.
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