DIN 1652-3 Güte 22CrMoS3-5 – Kaltgezogener oder Geschälter Stahl mit Ferrit-Perlit-Struktur für Hochleistungsanwendungen
Übersicht
Der Stahl 22CrMoS3-5 nach DIN 1652-3 in der Ausführung kaltgezogen oder geschält mit ferritisch-perlitischer Mikrostruktur bietet eine ausgewogene Kombination aus Festigkeit, Zähigkeit und Zerspanbarkeit. Mit einem Chromgehalt von 0,7-1,0 % und Kohlenstoff von 0,19-0,24 % erreicht er eine höhere Härtbarkeit und Kerfstigkeit als 20MoCrS4. Er wird für verschleißbeanspruchte Bauteile im Fahrzeug- und Maschinenbau eingesetzt (Zahnräder, Wellen, Achsen) mit einem Einsatzbereich von -60 °C bis zu Nenn-Durchmessern von 60 mm. Die Brinell-Härte liegt im Lieferzustand zwischen 152 und 201 HB.
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 | 152 - 201 HB | Ferritisch-perlitischer Zustand |
| 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) | 0,19 - 0,24 |
| Chrom (Cr) | 0,70 - 1,00 |
| 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 |
Lieferzustand und Weiterverarbeitung
Die Lieferung im kaltgezogenen oder geschälten Zustand mit ferritisch-perlitischer Struktur (152-201 HB) bietet einen guten Kompromiss aus Zerspanbarkeit und Festigkeit. Für die Endanwendung erfolgt meist eine Einsatzhärtung (Aufkohlen, Härten, Anlassen), um eine harte, verschleißfeste Randzone (58-62 HRC) bei zähem Kern zu erzeugen. Die geschälte Oberfläche ermöglicht dabei oft den Verzicht auf weitere Bearbeitungsschritte vor der Wärmebehandlung.
