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Stahl – Arbeitsstahl

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Als Arbeitsstähle werden Stähle bezeichnet, die für Werkzeuge verwendet werden. Ebenfalls unter diesen Begriff fallen Stähle mit einer ähnlichen Zusammensetzung wie Arbeitsstähle und Stähle die unter ähnlicher Beanspruchung stehen. Hierzu zählen Federstähle und Wälzlagerstähle

Die folgende Übersicht zeigt die Stähle, die zur Gruppe der Arbeitsstähle gehören.
Übersicht Arbeiststähle

Werkzeugstahl

Werkzeugstähle sind Stähle, die für Werkzeuge verwendet werden (z.B. schneidende und umformende Werkzeuge, Fräser, Bohrer, Formen etc). Die Anforderung, die an Werkzeugstähle gestellt werden, sind demnach hohe Härte, hohe Festigkeit, hohe Zähigkeit und hoher Verschleißwiderstand. Hinzu kommt, dass diese Eigenschaften bei vielen Werkzeugen auch bei höherer Temperatur vorhanden sein müssen, wie zum Beispiel bei Werkzeugen zur spanenden Formgebung.

Unter den Werkzeugstählen unterscheidet man zwischen Kaltarbeitsstählen (legiert und unlegiert), Warmarbeitsstählen und Schnellarbeitsstählen. Die verschiedenen Werkzeugstähle werden im Folgenden genauer beschrieben.

Kaltarbeitsstahl

Kaltarbeitstähle sind Werkzeugstähle, die bei Oberflächentemperaturen (z.B. auf Schneidoberflächen) von bis zu 200°C eingesetzt werden. Es gibt unlegierten sowie legierte Kaltarbeitsstähle. Die Unlegierten Kaltarbeitsstähle werden größtenteils im Werkzeugbau verwendet, während die legierten Kaltarbeitsstähle im Formenbau eingesetzt werden, wo eine höhere Festigkeit notwendig ist. Durch die Legierung verschiedener Elemente können die legierten Kaltarbeitsstähle für viele unterschiedliche Anwendungen eingesetzt werden.

Warmarbeitsstahl

Bei Warmarbeitsstahl handelt es sich um legierte Werkzeugstähle. Sie werden dann eingesetzt, wenn die Oberflächentemperatur des Werkzeugs im Betrieb über 300°C beträgt. Legierungselemente für Warmarbeitsstähle sind Chrom, Wolfram, Silizium, Nickel, Molybdän, Mangan, Vanadium und Kobalt.
Durch eine Härtungsbehandlung besitzen die Warmarbeitsstähle einen hohen Verschleißwiderstand. Durch ein darauf folgendes Anlassen wird eine hohe Warmfestigkeit erzielt. Warmarbeitsstähle erfüllen die Anforderungen einer hohen Warmfestigkeit, Warmverschleißfestigkeit, hohe Anlassbeständigkeit, Zähigkeit, gute Wärmeleitfähigkeit und geringe Wärmedehnung.

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Schnellarbeitsstahl

Schnellarbeitsstähle sind hochlegierte Werkzeugstähle, die für Oberflächentemperaturen um die 600°C ausgelegt sind. Das Kurzzeichen für Schnellarbeitsstahl ist nach EN ISO 3957 ist HS.

Legierungselemente können Wolfram, Chrom, Cobalt, Molybdän, Vanadium, Kobalt, Nickel und Titan sein, die bis zu einem Anteil von 30% zulegiert werden. Durch die Legierungselemente bilden sich zusammen mit dem Kohlenstoff beim erneuten Anlassen Sekundärcarbide, die für die Eigenschaften der Schnellarbeitsstähle entscheidend sind. Besondere Eigenschaften von Schnellarbeitsstahl sind hohe Schneidhaltigkeit, Härte, Anlassbeständigkeit, Verschleißfestigkeit und Warmfestigkeit bis 600°C. Typische Anwendungsgebiete für Schnellarbeitsstahl sind Bohrer (Spiralbohrer, Zentrierbohrer), Gewindeschneideisen, Sägeblätter, Fräswerkzeuge und Drehmeißel.

Wälzlagerstahl

Wälzlagerstähle sind Arbeitsstähle, die speziell für Wälzlager ausgelegt sind. Das bedeutet, dass sie den örtlichen Belastungen der Wälzkörper, Ringe und Scheiben standhalten. In den hohen örtlichen Zug-Druck-Wechselbelastungen ist eine ähnliche Belastung zu sehen wie bei Werkzeugen, daher werden sie in die Gruppe der Arbeitsstähle eingeordnet.

Federstahl

Federstähle sind Arbeitsstähle, die für die Federn verwendet werden. Sie müssen die Anforderungen, die an Federn gestellt werden erfüllen – wie zum Beispiel eine entsprechend hohe Elastizität, ein ausreichend großer Federweg, große mechanische Arbeit. Erreicht wird dies durch Legierungselemente wie Silizium, Mangan und Chrom, ein passender Kohlenstoffgehalt und eine Wärmebehandlung (Härten, Vergüten) nach der Formgebung.

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2009 Maschinenbau-Wissen.de
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