DIN 1652-3 Güte 20MoCrS4 – Kaltgezogener oder Geschälter Stahl mit Ferrit-Perlit-Struktur für Hochleistungsanwendungen
Übersicht
Der Stahl 20MoCrS4 gemäß DIN 1652-3 ist ein legierter Einsatzstahl, der sich durch mittlere Kerfestigkeit, ausgezeichnete Zerspanbarkeit, hohe Zähigkeit und hohe Dauerschwingfestigkeit auszeichnet. Er wird vorzugsweise für verschleißbeanspruchte Bauteile im Fahrzeug- und Maschinenbau eingesetzt, beispielsweise für Zahnräder, Wellen und Achsen. Der Einsatzbereich reicht von -60 °C bis hin zu Nenn Durchmessern von 60 mm. Die Lieferung erfolgt kaltgezogen oder geschält mit einer ferritisch-perlitischen Mikrostruktur.
Allgemeine Eigenschaften
| Eigenschaft | Temperatur | Wert |
|---|
| Dichte | 20 °C | 7,83 g/cm³ |
Mechanische Eigenschaften
| Eigenschaft | Temperatur | Wert | Bemerkung |
|---|
| Elastizitätsmodul | -100 °C | 217 GPa | |
| 20 °C | 212 GPa | |
| 100 °C | 207 GPa | |
| 200 °C | 199 GPa | |
| 300 °C | 192 GPa | |
| 400 °C | 184 GPa | |
| 500 °C | 175 GPa | |
| 600 °C | 164 GPa | |
| Brinell-Härte | 20 °C | 140 - 187 HB | |
| Querkontraktionszahl | 23 °C | 0,29 | Typisch für Chrom-Molybdän-Stahl |
Thermische Eigenschaften
| Eigenschaft | Temperatur | Wert | Bemerkung |
|---|
| Wärmeausdehnungskoeffizient | -100 °C | 1,05 × 10⁻⁵ 1/K | |
| 20 °C | 1,15 × 10⁻⁵ 1/K | |
| 100 °C | 1,21 × 10⁻⁵ 1/K | |
| 200 °C | 1,27 × 10⁻⁵ 1/K | |
| 300 °C | 1,32 × 10⁻⁵ 1/K | |
| 400 °C | 1,36 × 10⁻⁵ 1/K | |
| 500 °C | 1,40 × 10⁻⁵ 1/K | |
| 600 °C | 1,44 × 10⁻⁵ 1/K | |
| Max. Gebrauchstemperatur (dauerhaft) | | -60 bis 0 °C | |
| Schmelzpunkt | | 1382 - 1529 °C | Typisch für Chrom-Molybdän-Stahl |
| Spezifische Wärmekapazität | -100 °C | 423 J/(kg·K) | |
| 20 °C | 461 J/(kg·K) | |
| 100 °C | 479 J/(kg·K) | |
| 200 °C | 499 J/(kg·K) | |
| 300 °C | 517 J/(kg·K) | |
| 400 °C | 536 J/(kg·K) | |
| 500 °C | 558 J/(kg·K) | |
| 600 °C | 587 J/(kg·K) | |
| Wärmeleitfähigkeit | 20 °C | 41 W/(m·K) | |
| 100 °C | 42,7 W/(m·K) | |
| 200 °C | 42,8 W/(m·K) | |
| 300 °C | 41,6 W/(m·K) | |
| 400 °C | 39,9 W/(m·K) | |
| 500 °C | 37,8 W/(m·K) | |
| 600 °C | 35,6 W/(m·K) | |
| Temperaturleitfähigkeit | 20 °C | 11,4 mm²/s | |
| 100 °C | 11,0 mm²/s | |
| 200 °C | 10,3 mm²/s | |
| 300 °C | 9,5 mm²/s | |
| 400 °C | 8,5 mm²/s | |
| 500 °C | 7,3 mm²/s | |
| 600 °C | 6,0 mm²/s | |
Elektrische Eigenschaften
| Eigenschaft | Temperatur | Wert |
|---|
| Elektrischer Widerstand | 20 °C | 2,54 × 10⁻⁷ Ω·m |
| 100 °C | 3,00 × 10⁻⁷ Ω·m |
| 200 °C | 3,69 × 10⁻⁷ Ω·m |
| 300 °C | 4,51 × 10⁻⁷ Ω·m |
| 400 °C | 5,45 × 10⁻⁷ Ω·m |
| 500 °C | 6,54 × 10⁻⁷ Ω·m |
| 600 °C | 7,78 × 10⁻⁷ Ω·m |
Chemische Zusammensetzung (Gehalt in Gew.-%)
| Element | Gehalt |
|---|
| Kohlenstoff (C) | 0,17 - 0,22 |
| Chrom (Cr) | 0,30 - 0,60 |
| Mangan (Mn) | 0,70 - 1,00 |
| Molybdän (Mo) | 0,40 - 0,50 |
| Phosphor (P) | ≤ 0,04 |
| Silizium (Si) | ≤ 0,40 |
| Schwefel (S) | 0,02 - 0,035 |
Anwendungsbereiche und Vorteile
Dank der ferritisch-perlitischen Struktur im kaltgezogenen oder geschälten Zustand bietet 20MoCrS4 eine optimale Kombination aus Zerspanbarkeit und mechanischer Festigkeit. Der Schwefelzusatz fördert die Spanbarkeit, während Chrom und Molybdän die Kerfstigkeit und Verschleißfestigkeit nach dem Einsatzhärten verbessern. Typische Anwendungen umfassen Getriebewellen, Zahnräder, Bolzen und Achsen in Fahrzeugen und Maschinen, die hohe Dauerschwingfestigkeit bei tiefen Temperaturen bis -60 °C erfordern.
