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16MnCrS5: Legierter Einsatzstahl mit erhöhtem Schwefelgehalt

Der Werkstoff 16MnCrS5 mit Werkstoffnummer 1.7139 ist ein mit Chrom und Mangan legierter Einsatzstahl. Gemäß der Richtanalyse enthält der Werkstoff 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. Von der Variante 16MnCr5 bzw. 1.7131 unterscheidet sich 16MnCrS5 bzw. 1.7139 durch seinen erhöhten Schwefelanteil, der sich in einer besseren Bearbeitbarkeit niederschlägt, wenngleich die mechanischen Eigenschaften vergleichbar sind. Die übliche Arbeitshärte von 16MnCrS5 entspricht jener im Lieferzustand. Im weichgeglühten Lieferzustand +A beträgt die Härte max. 207 HB. Dagegen liegt sie im auf Härtespanne behandelten Lieferzustand +TH zwischen 156 HB und 207 HB sowie im auf Ferrit-Perlit-Gefüge und Härtespanne behandelten Lieferzustand +FP zwischen 140 HB und 187 HB. 16MnCrS5 verfügt über eine gute Zugfestigkeit, die – in Abhängigkeit vom gewählten Durchmesser – nach der Einsatzhärtung im Kern von 640 MPa bis 1.180 MPa reicht. Nach der Einsatzhärtung beträgt zudem im Kern die Streckgrenze mind. 440 MPa, die Dehnung mind. 9 %, die Einschnürung mind. 35 % und die Kerbschlagarbeit 34 J. Ferner weist 16MnCrS5 eine gute Zähigkeit und Verschleißfestigkeit auf.

Zum Lieferumfang der Georg Grimm Edelstahlgroßhandlung GmbH bei der Güte 16MnCrS5 gehören Stabstahl in den Ausführungen rund, flach und vierkant sowie Blech und Sondermaße.

16MnCrS5: Einsatzhärten sorgt für eine erhöhte Oberflächenhärte

Im Rahmen der Wärmebehandlung von 16MnCrS5 ist die Warmformgebung bei Temperaturen von 1.150 °C bis 850 °C möglich. Das Weichglühen +A erfolgt bei 650 °C bis 700 °C, während für die Wärmebehandlungen +TH Temperaturen von 850 °C bis 950 °C und für +FP Temperaturen von 900 °C bis 1000 °C vorgesehen sind. Grundsätzlich stimmt die gebräuchlichste Härte mit dem Anlieferungszustand überein. Um eine erhöhte Oberflächenhärte von 56 HRC bis 62 HRC zu erzielen, kann 16MnCrS5 einer Einsatzhärtung unterzogen werden. Die hierbei gängigste Methode ist das Einfachhärten, aber auch das Direkthärten und Doppelhärten sind prinzipiell, wenn auch nur bedingt, möglich. Dabei wird das Werkstück aus 16MnCrS5 bei Temperaturen von 880 °C bis 980 °C aufgekohlt. Aus dem Einsatz heraus wird das Werkstück in Öl oder Wasser, in einem Warmbad bei Temperaturen von 160°C bis 250 °C oder in einem Salzbad bei Temperaturen von 580 °C bis 680 °C abgekühlt. Darauf folgt eine Abkühlung im Einsatzkasten und an der Luft. Das Kernhärten erfolgt im Temperaturbereich von 860 °C bis 900 °C und das Randhärten im Temperaturbereich von 780 °C bis 820 °C. Geeignete Härtemittel sind Öl oder das Warmbad, eingeschränkt aber auch Wasser. Angelassen wird 16MnCrS5 bei Temperaturen von 150 °C bis 200 °C für mindestens eine Stunde. 16MnCrS5 stellt bei der Wärmebehandlung eine gute Maßbeständigkeit unter Beweis.

16MnCrS5: Gute Bearbeitbarkeit und Zerspanung ermöglicht verschleißfeste Bauteile mit anschließender Einsatzhärtung

Der erhöhte Schwefelgehalt von 16MnCrS5 erlaubt dem Anwender eine deutlich bessere Bearbeitung im Vergleich zu dem Stahl. Die gute Bearbeitbarkeit von 16MnCrS5 spiegelt sich in erster Linie in einer ausgezeichneten Zerspanbarkeit wider. Außerdem kann 16MnCrS5 bereits im Lieferzustand geschweißt werden, ohne dass zuvor eine zusätzliche Wärmebehandlung durchgeführt werden muss. 16MnCrS5 lässt sich ferner gut polieren. Verwendet wird 16MnCrS5 in erster Linie für Teile, die eine hohe Verschleißfestigkeit sowie eine Kernfestigkeit von 800 MPa bis 1.100 MPa aufweisen müssen. Dazu zählen weniger komplizierte Vorrichtungen und Konstruktionselemente, die für gewöhnlich nach der Bearbeitung noch einsatzgehärtet werden, beispielsweise Zahnräder. Häufig aus 16MnCrS5 gefertigt werden zudem Maschinenteile und Fahrzeugteile wie Hebel, Kolbenbolzen und Nockenwellen, die hohe Ansprüche an die Verschleißfestigkeit stellen. Gefertigt werden aus dem Werkstoff weiterhin Getriebeteile wie Tellerräder und Getrieberäder, Kardangelenke, Steuerungsteile, Wellen oder Zapfen. Im Allgemeinen bewährt sich 16MnCrS5 im Maschinenbau und Automobilbau, wo er oftmals noch einsatzgehärtet wird. Weitere Anwendungsbereiche von 16MnCrS5 sind der Vorrichtungsbau und Werkzeugbau.

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