{"id":11485,"date":"2026-06-25T06:34:34","date_gmt":"2026-06-25T06:34:34","guid":{"rendered":"https:\/\/weldomachining.com\/?p=11485"},"modified":"2026-06-25T06:39:11","modified_gmt":"2026-06-25T06:39:11","slug":"steel-strength","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/weldomachining.com\/de\/steel-strength\/","title":{"rendered":"Leitfaden zur Stahlfestigkeit: Arten, Eigenschaften und Anwendungsbereiche"},"content":{"rendered":"

Bei der spanenden Bearbeitung und der Entwicklung neuer Produkte wirkt sich die Wahl des Stahls unmittelbar auf die Festigkeit der Bauteile, den Bearbeitungsaufwand, die Lebensdauer und die Herstellungskosten aus. Um Ingenieuren, Eink\u00e4ufern und Produktentwicklern ein besseres Verst\u00e4ndnis der Stahleigenschaften zu vermitteln, erl\u00e4utert dieser Artikel wichtige Festigkeitskennzahlen wie Zugfestigkeit, Streckgrenze und Dauerfestigkeit und analysiert gleichzeitig g\u00e4ngige Stahlsorten sowie typische Anwendungsbereiche der Bauteile. Er dient als praktische Referenz f\u00fcr die Werkstoffauswahl und die Planung von Bearbeitungsprozessen.<\/p>\n\n\n\n

\"Stahlfestigkeit\"<\/figure>\n\n\n\n

Stahlg\u00fcteklasse<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Streckgrenze von Stahl<\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Die Streckgrenze von Stahl bezeichnet die Spannung, bei der der Stahl eine deutliche plastische Verformung zeigt, d.\u202fh., bei der eine bleibende Verformung einsetzt. Sie spiegelt die Widerstandsf\u00e4higkeit des Stahls gegen Verformung wider und wird in der Regel wie folgt berechnet: \u03c3y = Fy \/ A0<\/strong>, wobei Fy<\/strong> ist die Streckgrenze und A0<\/strong> ist die urspr\u00fcngliche Querschnittsfl\u00e4che. Die \u00fcbliche Einheit ist MPa<\/strong> oder N\/mm\u00b2<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n

Im Allgemeinen sollte die Bemessungsspannung unterhalb der Streckgrenze gehalten werden, um dauerhafte Biege-, Zug- oder Druckverformungen w\u00e4hrend des Betriebs zu vermeiden. Bei rostfreien St\u00e4hlen oder hochfesten St\u00e4hlen ohne eindeutige Streckgrenze gilt die 0,21 TP3T-Pr\u00fcffestigkeit, Rp0,2<\/strong>, wird \u00fcblicherweise zur Angabe der Streckgrenze verwendet.<\/p>\n\n\n\n

\"Dehngrenzenkurve<\/figure>\n\n\n\n

Einflussfaktoren:<\/strong><\/strong><\/p>\n\n\n\n

Elemente wie Kohlenstoff, Mangan und Silizium k\u00f6nnen sich im Kristallgitter einlagern und zu einer Gitterverzerrung f\u00fchren, wodurch die Streckgrenze von Stahl durch Festl\u00f6sungsverst\u00e4rkung verbessert wird;<\/p>\n\n\n\n

Mikrolegierungselemente wie Niob, Vanadium und Titan k\u00f6nnen feine Karbid- oder Nitridpartikel bilden, Versetzungen fixieren und das Kornwachstum hemmen, wodurch die Festigkeit weiter erh\u00f6ht wird.<\/p>\n\n\n\n

Im Gegensatz dazu neigen Verunreinigungselemente wie Phosphor und Schwefel dazu, sich an Korngrenzen abzuscheiden oder Einschl\u00fcsse zu bilden, wodurch die Korngrenzenbindung geschw\u00e4cht, die Spr\u00f6digkeit erh\u00f6ht und die stabile Tragf\u00e4higkeit des Stahls im praktischen Einsatz verringert wird.<\/p>\n\n\n\n

Zugfestigkeit von Stahl<\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Die Zugfestigkeit bezeichnet die maximale technische Spannung, der Stahl in einem Standard-Zugversuch standhalten kann, bevor er bricht; sie wird in der Regel berechnet als \u03c3b = Fmax \/ A0<\/strong>, wobei Fmax<\/strong> ist die maximale Zugbelastung und A0<\/strong> ist die urspr\u00fcngliche Querschnittsfl\u00e4che. Die \u00fcbliche Einheit ist MPa<\/strong> oder N\/mm\u00b2<\/strong>. Sie wird manchmal auch als Zugfestigkeit von Stahl bezeichnet. Sie markiert den kritischen Punkt, an dem der Werkstoff von einer gleichm\u00e4\u00dfigen plastischen Verformung zu einer lokalen Verformung \u2013 dem Einschn\u00fcren \u2013 \u00fcbergeht, und stellt die maximale Belastungsgrenze des Werkstoffs unter statischer Zugbeanspruchung dar.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n

Faktoren, die die Zugfestigkeit von Stahl beeinflussen:<\/strong><\/strong><\/p>\n\n\n\n

Eine angemessene Erh\u00f6hung des Kohlenstoffgehalts kann die Zugfestigkeit verbessern, doch ein zu hoher Kohlenstoffgehalt verringert die Duktilit\u00e4t und Z\u00e4higkeit und kann den Stahl sogar spr\u00f6de machen, was zu einer Verschlechterung der Zugfestigkeit f\u00fchrt.<\/p>\n\n\n\n

Legierungselemente wie Mangan, Silizium, Chrom, Molybd\u00e4n und Vanadium k\u00f6nnen die Stahlmatrix durch Festl\u00f6sungsverst\u00e4rkung, Karbidverst\u00e4rkung und Kornverfeinerung festigen;<\/p>\n\n\n\n

Nickel kann zudem die Festigkeit verbessern und gleichzeitig eine gute Duktilit\u00e4t gew\u00e4hrleisten, und Stickstoff sorgt bei Duplex-Edelstahl f\u00fcr eine erhebliche interstitielle Festigkeitssteigerung durch Feststoffl\u00f6sung.<\/p>\n\n\n\n

Im Gegensatz dazu bilden sch\u00e4dliche Verunreinigungen wie Schwefel, Phosphor und Sauerstoff leicht Einschl\u00fcsse oder f\u00fchren zu einer Entmischung an den Korngrenzen, wodurch die Materialkontinuit\u00e4t und die Z\u00e4higkeit geschw\u00e4cht und die tats\u00e4chliche Zugfestigkeit des Stahls verringert werden.<\/p>\n\n\n\n

Scherfestigkeit von Stahl<\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Die Scherfestigkeit von Stahl bezeichnet den maximalen Spannungswert, bei dem Stahl unter Scherbeanspruchung einem relativen Gleiten, einer Scherverformung oder einem Scherbruch zwischen benachbarten Abschnitten widersteht; sie wird \u00fcblicherweise berechnet als \u03c4 = F \/ A<\/strong>, wobei F<\/strong> ist die Scherkraft und A<\/strong> ist die Scherfl\u00e4che. Die \u00fcbliche Einheit ist MPa<\/strong> oder N\/mm\u00b2<\/strong>. Er ist ein wichtiger Indikator f\u00fcr die Bewertung der Tragf\u00e4higkeit von Bauteilen, die Scherbeanspruchungen ausgesetzt sind, wie beispielsweise Schrauben, Nieten, Bolzen, Schwei\u00dfn\u00e4hte und Verbindungsplatten.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n

Faktoren, die die Scherfestigkeit von Stahl beeinflussen:<\/strong><\/strong><\/p>\n\n\n\n

Ein h\u00f6herer Kohlenstoffgehalt kann indirekt die Scherfestigkeit verbessern;<\/p>\n\n\n\n

Legierungselemente wie Mangan, Chrom und Molybd\u00e4n k\u00f6nnen die Scherfestigkeit durch Festl\u00f6sungsverst\u00e4rkung, Kornverfeinerung und eine verbesserte mikrostrukturelle Stabilit\u00e4t erh\u00f6hen.<\/p>\n\n\n\n

Allerdings k\u00f6nnen sch\u00e4dliche Verunreinigungen wie Phosphor und Schwefel leicht spr\u00f6de Einschl\u00fcsse bilden oder die Korngrenzenbindung schw\u00e4chen, wodurch der Stahl unter Scherbeanspruchungen anf\u00e4lliger f\u00fcr Risse oder spr\u00f6des Versagen wird und sich die Scherfestigkeit sowie die Z\u00e4higkeit verringern.<\/p>\n\n\n\n

Ausdauerfestigkeit von Stahl<\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n

\u201cDauerfestigkeit\u201d ist keine eigenst\u00e4ndige mechanische Eigenschaft im herk\u00f6mmlichen Sinne. Sie wird sowohl durch die Kriechbruchfestigkeit als auch durch die Erm\u00fcdungsfestigkeit bestimmt, die zusammen die sichere Lebensdauer von Stahl unter Langzeitbetriebsbedingungen definieren. Da es sich nicht um einen einzelnen festen Wert handelt, wird sie in der Regel anhand der Kriechbruchspannung oder der Erm\u00fcdungsfestigkeit bewertet, die \u00fcblicherweise ausgedr\u00fcckt werden als \u03c3 = F \/ A0<\/strong> oder Spannungsamplitude \u03c3a = (\u03c3max \u2013 \u03c3min) \/ 2<\/strong>, mit Einheiten von MPa<\/strong> oder N\/mm\u00b2<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n

Kriechbruchfestigkeit:<\/strong><\/strong><\/h4>\n\n\n\n

Damit ist der maximale Spannungswert gemeint, dem Stahl nach einer bestimmten Zeit bei einer gegebenen hohen Temperatur und konstanter Zugspannung standhalten kann, ohne zu brechen; diese Zeit betr\u00e4gt in der Regel 100.000 Stunden oder etwa 11,4 Jahre. Dieser Wert spiegelt vor allem die Best\u00e4ndigkeit des Werkstoffs gegen Kriechbruch wider.<\/p>\n\n\n\n

Faktoren, die die Kriechbruchfestigkeit von Stahl beeinflussen:<\/strong><\/strong><\/p>\n\n\n\n

Elemente wie Chrom, Molybd\u00e4n, Vanadium, Niob und Wolfram k\u00f6nnen die mikrostrukturelle Stabilit\u00e4t und die Kriechfestigkeit von Stahl bei hohen Temperaturen durch Festl\u00f6sungsverst\u00e4rkung, Ausscheidungsh\u00e4rtung und die Bildung stabiler Karbide oder Nitride verbessern; gleichzeitig k\u00f6nnen Verunreinigungen wie Phosphor und Schwefel leicht zu Rissquellen bei hohen Temperaturen werden und die Kriechbruchfestigkeit verringern.<\/p>\n\n\n\n

Erm\u00fcdungsfestigkeit von Stahl<\/strong><\/strong><\/h4>\n\n\n\n

Damit ist der maximale Spannungswert gemeint, dem Stahl unter zyklischer Wechselbeanspruchung \u00fcber eine unendliche Anzahl von Zyklen \u2013 in der Regel 10^7 Zyklen \u2013 standhalten kann, ohne zu brechen. Bei Werkstoffen ohne klar definierte Erm\u00fcdungsgrenze bezieht sich dieser Wert auf die Spannung, bei der nach einer bestimmten Anzahl von Zyklen \u2013 beispielsweise 10^7 Zyklen \u2013 kein Bruch auftritt.<\/p>\n\n\n\n

Einflussfaktoren:<\/p>\n\n\n\n

Kohlenstoff und Legierungselemente wie Mn, Cr, Mo und V k\u00f6nnen die Erm\u00fcdungsfestigkeit durch Mechanismen wie die Festigungswirkung durch Festl\u00f6sungsbildung und die Feinkornverfestigung verbessern. Nichtmetallische Einschl\u00fcsse wie Oxide und Sulfide k\u00f6nnen jedoch Quellen f\u00fcr innere Spannungskonzentrationen bilden und die Entstehung von Erm\u00fcdungsrissen beg\u00fcnstigen, weshalb hochreiner Stahl zur Verbesserung des Erm\u00fcdungsverhaltens vorteilhafter ist.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n

Bruchfestigkeit von Stahl<\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Die Bruchfestigkeit bezeichnet den Spannungswert, der dem Bruchzeitpunkt bei einem Zugversuch entspricht und die maximale Tragf\u00e4higkeit des Werkstoffs vor dem endg\u00fcltigen Versagen angibt. Es handelt sich um die Spannung, bei der der Pr\u00fcfk\u00f6rper tats\u00e4chlich bricht. Bei duktilen St\u00e4hlen wie kohlenstoffarmem Stahl tritt vor dem Bruch eine Einschn\u00fcrung auf, sodass die technische Bruchfestigkeit in der Regel niedriger ist als die Zugfestigkeit; bei spr\u00f6deren St\u00e4hlen liegt die Bruchfestigkeit oft relativ nahe an der Zugfestigkeit.<\/p>\n\n\n\n

Einflussfaktoren:<\/strong><\/strong><\/p>\n\n\n\n

Ein h\u00f6herer Kohlenstoffgehalt verbessert in der Regel die Festigkeit, verringert jedoch die Duktilit\u00e4t und die Z\u00e4higkeit; Legierungselemente wie Mangan und Nickel tragen zur Verbesserung der Z\u00e4higkeit bei, w\u00e4hrend Phosphor, Schwefel und nichtmetallische Einschl\u00fcsse wie Oxide und Sulfide leicht zu einer Entmischung an den Korngrenzen f\u00fchren oder Rissherde bilden k\u00f6nnen, wodurch die Bruchfestigkeit erheblich geschw\u00e4cht wird.<\/p>\n\n\n\n

Druckfestigkeit von Stahl<\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n
\"\"<\/figure>\n\n\n\n

Die Druckfestigkeit bezeichnet die maximale Spannung, der Stahl unter Druckbelastung standhalten kann, bevor es zum Versagen, zum Knicken oder zu einer \u00fcberm\u00e4\u00dfigen plastischen Verformung kommt. Sie wird in der Regel wie folgt berechnet: \u03c3c = Fmax \/ A0<\/strong>, wobei Fmax<\/strong> ist die maximale Druckbelastung und A0<\/strong> ist die urspr\u00fcngliche Querschnittsfl\u00e4che mit der Einheit MPa<\/strong> oder N\/mm\u00b2<\/strong>. Bei duktilen Werkstoffen wie Stahl f\u00fchrt dies in der Regel eher zu einer plastischen Verformung oder Ausbeulung als zu einem pl\u00f6tzlichen Bruch, und die Druckfestigkeit liegt im Allgemeinen nahe an der Zugfestigkeit oder ist geringf\u00fcgig h\u00f6her als diese.<\/p>\n\n\n\n

Einflussfaktoren:<\/strong><\/strong><\/p>\n\n\n\n

Ein h\u00f6herer Kohlenstoffgehalt kann die Druckfestigkeit von Stahl verbessern, verringert jedoch die Duktilit\u00e4t und Z\u00e4higkeit; Legierungselemente wie Mangan, Silizium, Chrom und Molybd\u00e4n k\u00f6nnen die Matrix durch Festl\u00f6sungsh\u00e4rtung oder Karbidbildung festigen, w\u00e4hrend Verunreinigungen und Einschl\u00fcsse wie Phosphor und Schwefel die Materialkontinuit\u00e4t beeintr\u00e4chtigen und die Druckfestigkeit schw\u00e4chen k\u00f6nnen.<\/p>\n\n\n\n

Zusammenfassende Vergleichstabelle<\/p>\n\n\n\n

Parametername<\/strong><\/strong><\/td>Kernbegriff<\/strong><\/strong><\/td>Technische Bedeutung<\/strong><\/strong><\/td><\/tr>
Streckgrenze<\/td>Kritische Spannung, bei der die plastische Verformung einsetzt<\/td>Auslegungsgrundlage zur Vermeidung dauerhafter Verformungen der Konstruktion<\/td><\/tr>
Zugfestigkeit<\/td>Maximale Spannung vor dem Zugbruch<\/td>Maximale Tragf\u00e4higkeit und Sicherheitsreserve des Werkstoffs<\/td><\/tr>
Scherfestigkeit<\/td>Maximale Scherspannung, die einem Schergleitversagen standh\u00e4lt<\/td>Auslegungsgrundlagen f\u00fcr Verbindungselemente und schubfeste Bauteile<\/td><\/tr>
Ausdauer und Kraft<\/td>F\u00e4higkeit, bei zyklischer Beanspruchung einem Versagen standzuhalten (bezieht sich in der Regel auf die Dauerfestigkeit)<\/td>Lebensdauerberechnung f\u00fcr Bauteile unter Schwingungs- und Wechselbeanspruchung<\/td><\/tr>
Bruchfestigkeit<\/td>Widerstandsf\u00e4higkeit gegen Rissausbreitung (bezieht sich in der Regel auf die Bruchz\u00e4higkeit)<\/td>Sicherheitsbewertung hinsichtlich Spr\u00f6dbruch in Strukturen mit Defekten<\/td><\/tr>
Druckfestigkeit<\/td>Maximale Druckspannung vor dem Versagen unter Druckbeanspruchung<\/td>Auslegungsgrundlagen f\u00fcr Druckelemente wie St\u00fctzen und Fundamente<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n

G\u00e4ngige Stahlsorten f\u00fcr die Zerspanung<\/strong><\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Baustahl<\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Baustahl ist ein auf Eisen und Kohlenstoff basierender Baustahl mit festgelegten Anforderungen an Festigkeit, Duktilit\u00e4t und Formbarkeit. Er wird haupts\u00e4chlich f\u00fcr tragende Bauteile, mechanische Teile und Konstruktionselemente verwendet. Die zentrale Anforderung ist eine gute Tragf\u00e4higkeit, wobei auch Z\u00e4higkeit, Schwei\u00dfbarkeit und Bearbeitbarkeit ber\u00fccksichtigt werden m\u00fcssen. Er wird \u00fcblicherweise in Kohlenstoffbaustahl und legierten Baustahl unterteilt.<\/p>\n\n\n\n

A36-Stahl<\/strong><\/strong><\/p>\n\n\n\n

Die Streckgrenze von A36-Stahl <\/a>betr\u00e4gt \u2265 250 MPa. Wenn die Dicke einer A36-Stahlplatte > 203 mm betr\u00e4gt, betr\u00e4gt die erforderliche Streckgrenze \u2265 220 MPa. Er geh\u00f6rt zu den Baust\u00e4hlen mit normaler Festigkeit. F\u00fcr kritische tragende Bereiche mit hoher Festigkeit, hohem Druck, hohen Temperaturen, hoher Belastung oder niedrigen Temperaturen sollten St\u00e4hle wie A572 und A588 in Betracht gezogen werden.<\/p>\n\n\n\n

Die Zugfestigkeit von A36-Stahl liegt bei 400\u2013550 MPa, wodurch er die Anforderungen an die Tragf\u00e4higkeit von allgemeinen Baukonstruktionen, Halterungen, Grundplatten, Verbindungselementen und gew\u00f6hnlichen mechanischen Bauteilen erf\u00fcllt.<\/p>\n\n\n\n

F\u00fcr die Scherfestigkeit von A36-Stahl gibt es keinen direkt festgelegten Standardwert. In der Ingenieurpraxis wird sie \u00fcblicherweise auf das 0,6-Fache der Zugfestigkeit gesch\u00e4tzt, also auf etwa 240\u2013330 MPa.<\/p>\n\n\n\n

A992-Stahl<\/strong><\/strong><\/p>\n\n\n\n

Die Streckgrenze von A992-Stahl betr\u00e4gt \u2265345 MPa, wodurch er als mittel- bis hochfester Baustahl gilt. Im Vergleich zu A36 bietet A992 eine h\u00f6here Tragf\u00e4higkeit und ein besseres Verh\u00e4ltnis von Festigkeit zu Z\u00e4higkeit, weshalb er h\u00e4ufig f\u00fcr tragende Bauteile wie Geb\u00e4udetr\u00e4ger, Stahlst\u00fctzen, Br\u00fcckenkonstruktionen und Schwerlastrahmen verwendet wird.<\/p>\n\n\n\n

Die Zugfestigkeit von A992-Stahl liegt in der Regel zwischen 450 und 620 MPa. Er weist eine gute Best\u00e4ndigkeit gegen Verformung unter Zug-, Druck- und Biegebelastungen auf. A992-Stahl wird h\u00e4ufig in Stahlkonstruktionen im Bauwesen und im Ingenieurwesen eingesetzt, bei denen Festigkeit, Schwei\u00dfbarkeit und strukturelle Stabilit\u00e4t gefragt sind.<\/p>\n\n\n\n

\"Stahlstange<\/figure>\n\n\n\n

Kohlenstoffstahl<\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Kohlenstoffstahl ist eine Eisen-Kohlenstoff-Legierung, die haupts\u00e4chlich aus Eisen und Kohlenstoff besteht, ohne dass andere Legierungselemente gezielt zugesetzt werden. Sein Kohlenstoffgehalt liegt im Allgemeinen zwischen 0,02% und 2,11%. Die Materialeigenschaften lassen sich durch den Kohlenstoffgehalt und W\u00e4rmebehandlungsverfahren anpassen. Man unterscheidet drei Kategorien: kohlenstoffarmer Stahl, kohlenstoffreicher Stahl und hochkohlenstoffhaltiger Stahl.<\/p>\n\n\n\n

Stahl 1018<\/strong><\/strong><\/p>\n\n\n\n

Die Streckgrenze von Weichstahl 1018 betr\u00e4gt \u2265 210 MPa, etwa 30 ksi, wobei der tats\u00e4chliche Bereich bei etwa 210\u2013275 MPa liegt. Im kaltgezogenen Zustand (C1018) kann die Streckgrenze auf 370 MPa (etwa 53 ksi) oder mehr ansteigen. Nach W\u00e4rmebehandlungen wie Abschrecken und Anlassen l\u00e4sst sich die Festigkeit weiter verbessern, was jedoch in der Regel auf Kosten der Duktilit\u00e4t und Formbarkeit geht. 1018-Stahl bietet eher eine gute Schwei\u00dfbarkeit, Kaltumformbarkeit und Zerspanbarkeit als eine hohe Festigkeit und eignet sich f\u00fcr gew\u00f6hnliche mechanische Bauteile wie Wellen, Stifte, Schrauben und Zahnradrohlinge.<\/p>\n\n\n\n

Die Zugfestigkeit von Weichstahl 1018 liegt bei etwa 370\u2013440 MPa. Im kaltgezogenen Zustand kann die Zugfestigkeit aufgrund der Kaltverfestigung auf 440\u2013540 MPa oder mehr ansteigen.<\/p>\n\n\n\n

Stahl 1045<\/strong><\/strong><\/p>\n\n\n\n

Die Zugfestigkeit von 1045-Stahl liegt bei etwa 570\u2013700 MPa, und die Streckgrenze von 1045-Stahl liegt bei etwa 310\u2013530 MPa.<\/p>\n\n\n\n

, abh\u00e4ngig von den Verarbeitungsbedingungen wie Warmwalzen, Normalisieren, Kaltziehen oder Abschrecken und Anlassen. 1045 ist ein Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt, der sich durch relativ hohe Festigkeit, H\u00e4rte und Verschlei\u00dffestigkeit auszeichnet. Er wird h\u00e4ufig f\u00fcr tragende oder verschlei\u00dffeste mechanische Bauteile wie Wellen, Zahnr\u00e4der, Pleuelstangen, Kurbelwellen, Bolzen, Schrauben, H\u00fclsen und Werkzeugvorrichtungen verwendet. Nach einer Verg\u00fctung oder einer Verg\u00fctungsbehandlung lassen sich das Gesamtgleichgewicht aus Festigkeit, Z\u00e4higkeit und Verschlei\u00dffestigkeit weiter verbessern, wodurch sich der Stahl f\u00fcr mittelbelastete Konstruktionsteile und Getriebekomponenten eignet.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n

Legierter Stahl<\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Legierter Stahl wird hergestellt, indem Kohlenstoffstahl gezielt mit Elementen wie Chrom, Nickel, Molybd\u00e4n, Vanadium, Titan, Niob, Wolfram und Bor legiert wird, um Festigkeit, H\u00e4rte, Z\u00e4higkeit, Verschlei\u00dffestigkeit, H\u00e4rtbarkeit, Korrosionsbest\u00e4ndigkeit oder das Verhalten bei hohen Temperaturen zu verbessern. Er wird h\u00e4ufig f\u00fcr Hochleistungsteile oder Strukturbauteile wie Zahnr\u00e4der, Wellen, Pleuelstangen, Br\u00fccken, Schneidwerkzeuge, Formen, Edelstahl, hitzebest\u00e4ndigen Stahl und verschlei\u00dffesten Stahl verwendet.<\/p>\n\n\n\n

Stahl 4140<\/strong><\/strong><\/p>\n\n\n\n

Stahl 4140 <\/a>weist im gegl\u00fchten oder normalisierten Zustand eine Streckgrenze von etwa 415 MPa auf, die nach dem Abschrecken und Anlassen auf 930\u20131100 MPa oder mehr erh\u00f6ht werden kann. Es handelt sich um einen hochfesten, abgeschreckten und angelassenen Stahl aus der Familie der Chrom-Molybd\u00e4n-Legierungsst\u00e4hle mit mittlerem Kohlenstoffgehalt. Dank seiner hervorragenden H\u00e4rtbarkeit, hohen Festigkeit und guten Z\u00e4higkeit wird 4140-Stahl h\u00e4ufig f\u00fcr Zahnr\u00e4der, Wellen, Pleuelstangen, Schrauben, Antriebswellen, Kurbelwellen, Bohrrohrverbindungen, hochfeste Stahlschnallenkomponenten und andere hochbelastete mechanische Bauteile verwendet.<\/p>\n\n\n\n

Die Zugfestigkeit von 4140-Stahl im gegl\u00fchten oder normalisierten Zustand liegt in der Regel bei etwa 655\u2013750 MPa. Nach dem Abschrecken und Anlassen kann sie auf 1080\u20131200 MPa oder mehr ansteigen und erf\u00fcllt damit die Anforderungen von Einsatzbedingungen, die eine hohe Tragf\u00e4higkeit, Sto\u00dfbelastungen und Erm\u00fcdungsbeanspruchungen mit sich bringen.<\/p>\n\n\n\n

\"Stahl<\/figure>\n\n\n\n

Stahl 4130<\/strong><\/strong><\/p>\n\n\n\n

Die Streckgrenze von 4130-Stahl im gegl\u00fchten oder normalisierten Zustand liegt in der Regel bei etwa 415 MPa. Nach dem Abschrecken und Anlassen kann sie auf 785\u2013930 MPa oder mehr ansteigen, was ihn zu einer hochfesten Sorte unter den mittelkohlenstoffhaltigen Chrom-Molybd\u00e4n-Legierungsbaust\u00e4hlen macht. Mit seiner relativ hohen Streckgrenze, guten Z\u00e4higkeit und H\u00e4rtbarkeit eignet sich der Stahl 4130 zur Herstellung von Zahnr\u00e4dern, Wellen, Pleuelstangen, Schrauben, Rahmen, Flugzeugrohren und mechanischen Bauteilen, die Erm\u00fcdungsbelastungen ausgesetzt sind, insbesondere f\u00fcr Strukturbauteile, bei denen ein ausgewogenes Verh\u00e4ltnis zwischen Festigkeit, Z\u00e4higkeit und Leichtbau erforderlich ist.<\/p>\n\n\n\n

Die Zugfestigkeit von 4130-Stahl im gegl\u00fchten oder normalisierten Zustand liegt in der Regel unter etwa 590 MPa. Nach dem Abschrecken und Anlassen kann sie auf 930\u20131000 MPa oder mehr ansteigen, wodurch sich dieser Stahl f\u00fcr Bauteile im Maschinenbau und in der Luft- und Raumfahrt eignet, an die hohe Anforderungen hinsichtlich Zugfestigkeit, Erm\u00fcdungsbest\u00e4ndigkeit und struktureller Zuverl\u00e4ssigkeit gestellt werden.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n

Rostfreier Stahl<\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n

304 Edelstahl<\/p>\n\n\n\n

Nach einer L\u00f6sungsgl\u00fchung oder einem Gl\u00fchvorgang weist Edelstahl 304 eine Streckgrenze von mehr als 205 MPa auf, und die Zugfestigkeit von Edelstahl 304 liegt bei etwa 515\u2013750 MPa. Nach einer Kaltumformung wie Kaltwalzen oder Kaltziehen kann die Streckgrenze auf \u00fcber 515 MPa ansteigen, und die Zugfestigkeit kann Werte von \u00fcber 800 MPa erreichen. 304 ist ein austenitischer Edelstahl mit mittlerer Festigkeit, guter Korrosionsbest\u00e4ndigkeit, hoher Duktilit\u00e4t und guter Schwei\u00dfbarkeit. Er eignet sich f\u00fcr chemische Rohrleitungen, Lebensmittelanlagen, medizinische Ger\u00e4te, Befestigungselemente wie Schrauben und Muttern, Blechteile, dekorative Bauteile sowie allgemeine korrosionsbest\u00e4ndige Teile.<\/p>\n\n\n\n

EDELSTAHL 316<\/strong><\/strong><\/p>\n\n\n\n

Die Streckgrenze von Edelstahl 316 im l\u00f6sungsgegl\u00fchten oder gegl\u00fchten Zustand betr\u00e4gt in der Regel \u2265 205 MPa, wodurch er als austenitischer Edelstahl mittlerer bis geringer Festigkeit gilt. Er ist korrosionsbest\u00e4ndig, leicht schwei\u00dfbar und hochduktil und eignet sich f\u00fcr chemische Rohrleitungen, Ventile, Pumpengeh\u00e4use, Flansche, Befestigungselemente, Lebensmittelanlagen, medizinische Ger\u00e4te und Schiffsbauteile. Nach der Kaltumformung kann seine Streckgrenze \u2265515 MPa erreichen, wodurch er sich f\u00fcr korrosionsbest\u00e4ndige Bauteile mit h\u00f6heren Anforderungen an die Verformungsbest\u00e4ndigkeit eignet.<\/p>\n\n\n\n

G\u00e4ngige Verfahren zur Stahlbearbeitung<\/strong><\/strong><\/h2>\n\n\n\n

1. Wenden<\/a>
<\/strong>Das Drehen ist ein Zerspanungsverfahren, bei dem sich das Werkst\u00fcck dreht, w\u00e4hrend das Drehwerkzeug in das Werkst\u00fcck eindringt. Es eignet sich f\u00fcr die Bearbeitung von rotationssymmetrischen Stahlteilen wie Wellen, Scheiben und H\u00fclsen. Es bietet eine hohe Effizienz bei geringen Kosten und gew\u00e4hrleistet Koaxialit\u00e4t, Rechtwinkligkeit sowie die Genauigkeit zylindrischer Oberfl\u00e4chen.<\/p>\n\n\n\n

2. Fr\u00e4sen<\/a>
<\/strong>Beim Fr\u00e4sen wird Material mit einem rotierenden Fr\u00e4ser abgetragen; dieses Verfahren eignet sich zur Bearbeitung von Ebenen, Nuten, Stufen, Konturen und komplexen Strukturen. Es wird h\u00e4ufig f\u00fcr Halterungen, Sockel, Konstruktionsteile und unregelm\u00e4\u00dfig geformte Stahlteile eingesetzt.<\/p>\n\n\n\n

\"5-Achsen-CNC-Fr\u00e4sen
5-Achsen-CNC-Fr\u00e4sen f\u00fcr Motorblock aus Edelstahl<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

3. Bohren<\/strong>
<\/strong>Das Bohren wird haupts\u00e4chlich zur Herstellung von Bohrungen in Stahl eingesetzt, in der Regel mit einem Spiralbohrer, der axial vorgeschoben wird. Da die Spanabfuhr, die W\u00e4rmeableitung und die Steifigkeit des Werkzeugs begrenzt sind, erfordern tiefe oder gro\u00dfe Bohrungen h\u00e4ufig das Stufenbohren, Reiben oder eine anschlie\u00dfende Schlichtbearbeitung.<\/p>\n\n\n\n

4. Langweilig<\/strong>
<\/strong>Beim Aufbohren wird eine vorhandene Bohrung vergr\u00f6\u00dfert und korrigiert, um die Ma\u00dfgenauigkeit und Oberfl\u00e4chenqualit\u00e4t der Bohrung zu verbessern. Dieses Verfahren eignet sich f\u00fcr die Bearbeitung gro\u00dfer Bohrungen, Pr\u00e4zisionsbohrungen und innerer Bohrungsmerkmale an Bauteilen wie Geh\u00e4usen, Maschinenfundamenten und Halterungen.<\/p>\n\n\n\n

5. Schleifen<\/strong>
<\/strong>Beim Schleifen werden Schleifk\u00f6rner auf einer Schleifscheibe eingesetzt, um die Oberfl\u00e4che von Stahlteilen zu bearbeiten und so eine hohe Ma\u00dfgenauigkeit sowie eine geringe Oberfl\u00e4chenrauheit zu erzielen. Dieses Verfahren wird h\u00e4ufig zur Bearbeitung von geh\u00e4rtetem Stahl, hitzebest\u00e4ndigem Stahl, Lagern, Messger\u00e4ten und Pr\u00e4zisionsteilen eingesetzt.<\/p>\n\n\n\n

6. Hobeln<\/strong>
<\/strong>Hobelmaschinen erzeugen durch die lineare Hin- und Herbewegung von Werkzeug und Werkst\u00fcck Hohl- oder Rillenfr\u00e4sungen. Die Maschinen sind einfach aufgebaut und vielseitig einsetzbar, weisen jedoch eine relativ geringe Effizienz auf, weshalb sie sich f\u00fcr die Bearbeitung von Einzelst\u00fccken, Kleinserien oder gro\u00dfen Stahlflachfl\u00e4chen eignen.<\/p>\n\n\n\n

7. R\u00e4umen<\/strong>
<\/strong>Beim R\u00e4umen wird mit einem mehrzahnigen R\u00e4umwerkzeug in einem einzigen Hub kontinuierlich Material abgetragen, wodurch schnell eine gute Ma\u00dfgenauigkeit und Oberfl\u00e4chenqualit\u00e4t erreicht wird. Dieses Verfahren eignet sich f\u00fcr die Serienbearbeitung von Innenbohrungen, Keilnuten, ebenen Fl\u00e4chen und profilierten Oberfl\u00e4chen, allerdings sind die Werkzeugkosten relativ hoch.<\/p>\n\n\n\n

8. S\u00e4gen<\/strong>
<\/strong>Das S\u00e4gen wird zum Ausschneiden, Zerschneiden oder Schlitzen von Stahl eingesetzt und ist ein g\u00e4ngiger Vorbearbeitungsprozess vor der mechanischen Bearbeitung. Bei der Bearbeitung sollten die geeignete Zahnform des S\u00e4geblatts sowie die entsprechenden Parameter entsprechend der Materialh\u00e4rte, der Querschnittsdicke und der Schneidleistung ausgew\u00e4hlt werden.<\/p>\n\n\n\n

9. EDM und Drahtschneiden<\/strong>
<\/strong>Bei diesem Verfahren wird Metall mittels gepulster elektrischer Entladungen geschnitten oder abgetragen; es handelt sich um ein ber\u00fchrungsloses Bearbeitungsverfahren, das sich f\u00fcr hochharte oder schwer zerspanbare St\u00e4hle eignet. Es erm\u00f6glicht die Bearbeitung komplexer Konturen, Pr\u00e4zisionsformen und Sonderformteile, wobei jedoch die thermisch betroffenen Zonen an der Oberfl\u00e4che sowie die Gefahr von Mikrorissen zu beachten sind.<\/p>\n\n\n\n

\"Draht-EDM-Bearbeitungszentrum\"<\/figure>\n\n\n\n

Was sind ultrahochfeste St\u00e4hle?<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Unter ultrahochfestem Stahl versteht man in der Regel legierten Stahl mit einer Streckgrenze von mehr als 1380 MPa oder einer Zugfestigkeit von mehr als 1470 MPa.<\/p>\n\n\n\n

Ultrahochfeste St\u00e4hle lassen sich je nach ihrer Zusammensetzung und ihren Verfestigungsmechanismen in verschiedene Typen unterteilen. Zu den g\u00e4ngigen niedriglegierten ultrahochfesten St\u00e4hlen z\u00e4hlen unter anderem AISI 4340, 300M und Eglin-Stahl. Unter diesen ist AISI 4340 ein klassischer niedriglegierter ultrahochfester Stahl, der h\u00e4ufig in hochbelasteten Bauteilen wie Flugzeugfahrwerken und Triebwerkswellen zum Einsatz kommt.<\/p>\n\n\n\n

Sekund\u00e4rh\u00e4rtende ultrahochfeste St\u00e4hle wie beispielsweise HY-180<\/a>, AF1410 und AerMet 100 zeichnen sich durch hohe Festigkeit, hohe Z\u00e4higkeit und hervorragende Erm\u00fcdungsbest\u00e4ndigkeit aus und werden h\u00e4ufig in Fahrwerken von Kampfflugzeugen, Flugzeugtriebwerksteilen und Fanghaken von Flugzeugtr\u00e4gern eingesetzt.<\/p>\n\n\n\n

Maraging-St\u00e4hle mit extrem hoher Festigkeit wie 18Ni, T250 und T300 erreichen ihre hohe Festigkeit durch Aush\u00e4rtung durch Ausscheidungsh\u00e4rtung und werden h\u00e4ufig f\u00fcr Raketentriebwerksgeh\u00e4use und Strukturbauteile in der Luft- und Raumfahrt verwendet.<\/p>\n\n\n\n

Zu den im Automobilbereich h\u00e4ufig verwendeten ultrahochfesten St\u00e4hlen geh\u00f6rt der Borstahl 22MnB5. Nach der Warmumformung kann seine Zugfestigkeit 1500\u20132000 MPa erreichen, und er wird haupts\u00e4chlich f\u00fcr sicherheitsrelevante Strukturbauteile im Automobilbau wie A- und B-S\u00e4ulen sowie Aufpralltr\u00e4ger verwendet.<\/p>\n\n\n\n

Wie wirkt sich die Festigkeit von Stahl auf die Bearbeitungskosten aus?<\/h2>\n\n\n\n

Je h\u00f6her die Festigkeit des Stahls ist, desto gr\u00f6\u00dfer ist die bei der Bearbeitung erforderliche Schnittkraft. Dies stellt h\u00f6here Anforderungen an die Werkzeugleistung, die Maschinensteifigkeit und die Bearbeitungsgenauigkeit, was h\u00e4ufig zu schnellerem Werkzeugverschlei\u00df, geringerer Effizienz und h\u00f6heren Fertigungskosten f\u00fchrt. Daher sollten bei der Stahlauswahl nicht nur Festigkeit und Gebrauchseigenschaften, sondern auch die Zerspanbarkeit und die Gesamtproduktionskosten ber\u00fccksichtigt werden.<\/p>\n\n\n\n

Im Allgemeinen sind die Bearbeitungskosten f\u00fcr Edelstahl, legierten Stahl und Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt h\u00f6her; bei Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt liegen sie auf einem moderaten Niveau, w\u00e4hrend Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt, Gusseisen und verzinkter Stahl in der Regel relativ niedrige Bearbeitungskosten aufweisen. Die tats\u00e4chlichen Kosten h\u00e4ngen jedoch nach wie vor von den Materialspezifikationen, der Bauteilstruktur, dem Bearbeitungsverfahren und der Leistungsf\u00e4higkeit der Anlagen ab.<\/p>\n\n\n\n

Zusammenfassung:<\/strong><\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Der obige Abschnitt behandelt die wichtigsten Kenntnisse zum Thema Stahlfestigkeit und stellt vor allem verschiedene Stahlsorten sowie die Festigkeitsklassen vor, die in der technischen Fertigung \u00fcblicherweise ber\u00fccksichtigt werden. Wenn Sie mehr erfahren m\u00f6chten oder wenn Sie w\u00e4hrend der Arbeit auf Probleme sto\u00dfen, Stahlbearbeitung,<\/a> Sie k\u00f6nnen sich an die Ingenieure unter folgender Adresse wenden: Weldo-Bearbeitung<\/a> f\u00fcr Unterst\u00fctzung beim DFM-Design und Kalkulation der Bearbeitungskosten<\/a>.<\/p>\n\n\n\n

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In machining and new product design, steel selection directly affects part strength, machining difficulty, service life, and manufacturing cost. To help engineers, buyers, and product designers better understand steel performance, this article explains key strength indicators such as tensile strength, yield strength, and endurance strength, while also analyzing common steel types and typical component applications. […]<\/p>\n","protected":false},"author":2,"featured_media":11486,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[5],"tags":[],"class_list":["post-11485","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-blog"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/weldomachining.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/11485","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/weldomachining.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/weldomachining.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/weldomachining.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/weldomachining.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=11485"}],"version-history":[{"count":3,"href":"https:\/\/weldomachining.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/11485\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":11498,"href":"https:\/\/weldomachining.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/11485\/revisions\/11498"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/weldomachining.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media\/11486"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/weldomachining.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=11485"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/weldomachining.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=11485"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/weldomachining.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=11485"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}