Hersta > 34CrAlNi7-10 / 1.8550

34CrAlNi7-10 / 1.8550: Der Nitrierstahl für höchste Härten

Der 34CrAlNi7-10 / 1.8550 gehört zur Werkstoffgruppe der Nitrierstähle. Sie ist genormt in der DIN EN 10085 (früher: DIN 17211) und DIN EN ISO 683-5.
Nitrieren ist ein Verfahren zur Oberflächenhärtung von Stahl. Beim Nitrieren wird die Randschicht eines bearbeiteten Werkstücks mit Stickstoff angereichert, weshalb man auch vom Aufsticken spricht. Der eindiffundierte Stickstoff bildet zusammen mit dem Eisen Eisennitride. Gasnitrieren und Plasmanitrieren sind hierbei gängige Verfahren.
Vorteile des Nitrierens sind hohe Härte, Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit, bei weiterhin hoher Zähigkeit des Kerns. Des Weiteren ist der Materialverzug im Vergleich zu anderen Verfahren der Oberflächenhärtung gering. Beim Nitrieren „wächst“ das Bauteil. Diese geringfügige, gleichmäßige Volumenzunahme muss entsprechend berücksichtigt werden. Beim Plasmatieren fällt sie besonders gering aus.

Nitrierstähle erreichen ihre positiven Eigenschaften durch eine optimale chemische Zusammensetzung der Legierungselemente Molybdän, Chrom, Aluminium und Vanadium. Diese bestimmen wiederum die Ausprägungen der Nitrierhärte und der Nitrierhärtetiefe: Die Nitrierhärte beschreibt hierbei die absolute Härte der Randschicht, die Nitrierhärtetiefe gibt Auskunft über die Dicke der Nitrierschicht. Bei langer Behandlungsdauer kann letztere bis zu 0,9 mm betragen.

Der 34CrAlNi7-10 / 1.8550 zeichnet sich im Vergleich zu Werkstoffen wie dem 31CrMoV9 / 1.8519 oder dem 15CrMoV5-9 / 1.8521 als der Nitrierstahl für höchste Härten aus. So kann laut DIN EN ISO 683-5 eine Härte Vickers (HV) von 950 erzielt werden. Die Nitriertemperaturen liegen hierfür zwischen 480 und 570 °C. Abhängig vom Nitrierverfahren und der konkreten chemischen Analyse sind aber auch Härten bis 1.100 HV möglich. Diese hohe Härte geht allerdings mit einer Reduzierung der Nitrierhärtetiefe einher.
HERSTA bevorratet den 1.8550 im Abmessungsbereich von Ø 18 bis 660 mm. Der Werkstoff ist bei uns standardmäßig spannungsarmgeglüht und zum Teil auch mit geschälter oder vorgedrehter Oberfläche erhältlich.

34CrAlNi7-10 / 1.8550: Aluminium als Garant für hohe Verschleißbeständigkeit

Der 34CrAlNi7-10 / 1.8550 erlangt seine hervorragende Nitrierfähigkeit insbesondere durch die Kombination der Legierungselemente Chrom, Molybdän, Aluminium und Vanadium. Wichtigster Bestandteil ist Aluminium mit einem Massenanteil von 0,8 bis 1,2 %. Er ist der Garant für das Erreichen höchster Nitrierhärten und der daraus resultierenden hohen Verschleißbeständigkeit. Der hohe Aluminiumgehalt wirkt sich allerdings negativ auf den Reinheitsgrad und die Korngröße des Edelbaustahls aus. Im Vergleich zum 31CrMoV9 / 1.8519 ist das Gefüge der aluminiumhaltigen Nitrierstähle etwas grobkörniger.

Der 34CrAlNi7-10 / 1.8550 ist ein vielseitig einsetzbarer Edelbaustahl, bedingt durch die hohe Verschleißbeständigkeit. So werden im allgemeinen Maschinenbau und im Fahrzeugbau Bauteile mit hoher Oberflächenbeanspruchung wie beispielsweise Ritzelwellen, (warmgängige) Kolbenstangen und Exzenter aus diesem Werkstoff gefertigt. Als Richtwert sollten Temperaturen von circa 400 bis 450 °C gelten, wie sie bei der Kunststoffverarbeitung üblich sind. Zu berücksichtigen ist hier die Reduzierung der Zugfestigkeit bedingt durch die erhöhten Temperaturen. Der 34CrAlNi7-10 / 1.8550 ist mit Einschränkungen auch für klimatisch bedingte Tieftemperaturen geeignet.

Der 34CrAlNi7-10 / 1.8550 eignet sich aufgrund des geringen Reibungskoeffizienten ebenfalls für Einsatzzwecke mit erhöhten Anforderungen an die Korrosionsbeständigkeit. Aber auch bei Bauteilen wie Zylindern und Schnecken, die in der Kunststoffverarbeitung eingesetzt werden, findet der 34CrAlNi7-10 / 1.8550 Anwendung. Zudem ist er im Gegensatz zum 31CrMoV9 / 1.8519 zumindest bedingt bei tieferen Temperaturen einsetzbar.
Der 1.8550 ist durch den Kohlenstoffgehalt von 0,30 bis 0,37 % nur bedingt für Schweißkonstruktionen verwendbar.

34CrAlNi7-10 / 1.8550: Hohe Festigkeit und geringe Verzugsanfälligkeit

Der 34CrAlNi7-10 / 1.8550 wird bei der Produktion im Stahlwerk üblicherweise vergütet. Hierbei liegen die Härtetemperaturen bei 870 bis 960 °C. Die Anlasstemperaturen liegen bei 580 bis 700 °C. Abhängig vom Abmessungsbereich werden so Zugfestigkeiten zwischen 800 und 1.100 N/mm² erreicht. Um bei Stabstahl mit Durchmessern größer 250 mm die mechanischen Eigenschaften eines Wärmebehandlungsloses bewerten zu können, sind neben den absoluten Messergebnissen auch die Probenlage (Abstand der Probenentnahme unterhalb der Oberfläche) sowie die Prüfrichtung (Längs- oder Quererprobung)) zu berücksichtigen.

Dies ist wichtig, weil die mechanische Nachbearbeitung aufgrund der hohen Nitrierhärte und der relativ geringen Nitrierhärtetiefe und/oder der meist komplizierten Bauteilgeometrie nur begrenzt möglich ist. Zudem werden Nitrierstähle häufig für längere Bauteile eingesetzt, die per se anfälliger für Verzüge sind.

Eine möglichst hohe Maßhaltigkeit, beziehungsweise geringe Verzugsanfälligkeit, wird beim Vergüten maßgeblich von der Analyse und dem gewählten Abschreckmedium beeinflusst. Durch schroffes Abschrecken, zum Teil von etwas erhöhter Härtetemperatur, wird die Bildung von freiem Ferrit unterdrückt. Freier Ferrit hat eine geringe Zugfestigkeit und bildet keinen tragfähigen Untergrund für die Nitrierschicht. Durch das spannungsarme Glühen kann nach dem Vergüten und Richten (ggf. Vorbearbeiten) der Spannungshaushalt des Stahls verbessert werden, auch die Verzüge werden so beim Nitrierprozess reduziert. Empfohlene Temperaturen für das Glühen liegen bei 20 bis 30°C unterhalb der Anlasstemperatur. Das ist ein Optimum zum Spannungsabbau, ohne dabei die Zugfestigkeit zu reduzieren.

Der 34CrAlNi7-10 / 1.8550 wird erst nach einer mechanischen Bearbeitung beim Hersteller (ggf. Schälen oder Vorarbeiten) spannungsarm geglüht. Da das Material auf der blanken Oberfläche schwarz anläuft, spricht man auch von dunklem Blankstahl.

KONTAKT
close slider

Hermann Stahlschmidt Stahlges. m.b.H.

Formerweg 1+2

47877 Willich

 

   +49(0)2154 - 49 99 0

  +49(0)2154 - 49 99 28

   info@hersta.de

 

Hier finden Sie unsere Ansprechpartner!

 

Öffnungszeiten Verwaltung

Montag - Donnerstag:       7:00 - 17:00 Uhr

Freitag:                                7:00 - 15:00 Uhr

Ladezeiten

Montag - Donnerstag:       7:00 - 15:15 Uhr

Freitag:                                7:00 - 11:30 Uhr