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1.7139: Schwefelreicher Einsatzstahl mit guter Zugfestigkeit, Zähigkeit und Verschleißfestigkeit

Der Einsatzstahl 1.7139 trägt den Kurznamen 16MnCrS5. Laut Richtanalyse beinhaltet 1.7139 Anteile von 0,14-0,19 % Kohlenstoff, max. 0,40 % Silizium, 1,00-1,30 % Mangan, max. 0,035 % Phosphor, 0,020-0,040 % Schwefel sowie 0,80-1,10 % Chrom. Verglichen mit 1.7131 / 16MnCr5 besitzt 1.7139 / 16MnCrS5 einen höheren Schwefelgehalt, der zu einer leichteren Bearbeitbarkeit des Materials führt, obgleich sich die mechanischen Eigenschaften der beiden Werkstoffe ähneln. Die Arbeitshärte von 1.7139 entspricht gewöhnlich dem Anlieferungszustand. So erreicht der Werkstoff im auf Härtespanne behandelten Lieferzustand +TH eine Härte von 156 HB bis 207 HB sowie im auf Ferrit-Perlit-Gefüge und Härtespanne behandelten Lieferzustand +FP eine Härte von 140 HB bis 187 HB. Im weichgeglühten Lieferzustand +A beträgt die Härte max. 207 HB. Charakteristisch für 1.7139 ist – je nach Abmessung – ferner eine gute Zugfestigkeit, die nach erfolgter Einsatzhärtung zwischen 640 MPa und 1.180 MPa betragen kann. In diesem Zustand liegt im Kern die Streckgrenze bei mind. 440 MPa, die Dehnung bei mind. 9 %, die Einschnürung bei mind. 35 % und die Kerbschlagarbeit bei 34 J. Der Einsatzstahl 1.7139 verfügt außerdem über eine hohe Zähigkeit und Verschleißfestigkeit.

Zum Lieferumfang der Georg Grimm Edelstahlgroßhandlung GmbH bei der Güte 1.7139 gehören Stabstahl in den Ausführungen rund, flach und vierkant sowie Blech und Sondermaße.

1.7139: Erhöhte Oberflächenhärte durch eine Einsatzhärtung

Die Warmformgebung von 1.7139 findet in einem Temperaturbereich zwischen 1.150 °C und 850 °C statt. Das Weichglühen +A wird bei Temperaturen von 650 °C bis 700 °C durchgeführt. Dagegen sind für die Wärmebehandlungen +TH Temperaturen zwischen 850 °C und 950 °C sowie für +FP Temperaturen zwischen 900 °C und 1000 °C erforderlich, wobei die gebräuchlichste Härte allerdings jener im Lieferzustand entspricht. Indem 1.7139 einsatzgehärtet wird, lässt sich die Oberflächenhärte auf 56 HRC bis 62 HRC steigern. Dabei ist das Einfachhärten das geläufigste Verfahren, doch auch das Direkthärten und Doppelhärten kommen zum Einsatz – wenngleich seltener. Aufgekohlt wird 1.7139 im Temperaturbereich zwischen 880 °C und 980 °C. Die Abkühlung erfolgt mittels Öl oder Wasser, alternativ aber auch in einem Warmbad bei Temperaturen von 160 °C bis 250 °C oder in einem Salzbad bei Temperaturen zwischen 580 °C und 680 °C. Danach wird nochmals im Einsatzkasten und an der Luft abgekühlt. Zum Kernhärten sind Temperaturen von 860 °C bis 900 °C und zum Randhärten Temperaturen von 780 °C bis 820 °C anzustreben. Als Härtemittel dienen Öl oder das Warmbad, teilweise auch Wasser. Das Anlassen von 1.7139 dauert mindestens eine Stunde im Temperaturbereich zwischen 150 °C und 200 °C an der Luft. Bei den verschiedenen Formen der Wärmebehandlung bleibt 1.7139 maßbeständig.

1.7139: Hervorragende Zerspanbarkeit und Verschleißfestigkeit im Automobilbau und Maschinenbau

Dank des – verglichen mit 1.7131 – zusätzlichen Schwefelanteils ist die Bearbeitung von 1.7139 wesentlich leichter. Diese verbesserte Bearbeitbarkeit des Materials zeigt sich vor allem daran, dass 1.7139 sich ausgezeichnet zerspanen lässt. Zudem kann der Anwender den Einsatzstahl 1.7139 direkt im Anlieferungszustand schweißen, ohne dass zuvor eine weitere Wärmebehandlung notwendig wäre. Eine gute Polierfähigkeit bringt der Werkstoff ebenso mit sich. Der Verwendungszweck von 1.7139 besteht in der Regel in Teilen, von denen nicht nur eine gute Verschleißfestigkeit, sondern auch eine Kernfestigkeit von 800 MPa bis 1.100 MPa gefordert wird. Solche Anforderungen gelten zumeist für einfachere Konstruktionselemente und Vorrichtungen, die im Anschluss an die Bearbeitung noch einer Einsatzhärtung unterzogen werden. Beispielhaft genannt dafür seien Zahnräder. Aufgrund seiner hohen Verschleißfestigkeit bietet sich die Verwendung von 1.7139 außerdem bei der Konstruktion von Maschinenteilen und Fahrzeugteilen, z. B. Nockenwellen, Kolbenbolzen und Hebeln, an. Weitere Komponenten, die aus 1.7139 hergestellt werden, sind Getriebeteile wie Tellerräder und Getrieberäder, Zapfen, Wellen, Steuerungsteile und Kardangelenke. Der Anwendungsbereich von 1.7139 besteht folglich vorwiegend im Automobilbau und Maschinenbau, doch auch der Werkzeugbau und Vorrichtungsbau vertrauen auf den Einsatzstahl.

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