DIN 1652-3 Werkstoff 15CrNi6: Kaltgezogener/gedrehter und weichgeglühter Stahl für spanende Bearbeitung
Werkstoffbeschreibung und Anwendungsbereiche
Der Einsatzstahl 15CrNi6 (1.5715) in der Lieferbedingung kaltgezogen oder gedreht sowie weichgeglüht (+A) bietet maximale Zerspanbarkeit für die spanende Fertigung komplexer Bauteile. Der weichgeglühte Zustand ergibt ein grobperlitisches Gefüge mit niedriger Härte, ideal für umfangreiche Dreh-, Fräs- und Bohroperationen.
Typische Einsatzgebiete: Prototypen, Kleinserien, komplexe Getriebeteile, Wellen mit aufwendiger Geometrie, die nach der Bearbeitung einsatzgehärtet oder vergütet werden. Die weichgeglühte Bedingung ermöglicht hohe Spanabtragsraten bei geringem Werkzeugverschleiß.
Einsatztemperaturbereich (Endbauteil): -60 °C bis +100 °C
Optimale Nenngröße: bis 100 mm Durchmesser
Chemische Zusammensetzung (Leitanalyse)
| Element | Gehalt [%] |
|---|---|
| Kohlenstoff (C) | 0,14 – 0,19 |
| Chrom (Cr) | 1,40 – 1,70 |
| Nickel (Ni) | 1,40 – 1,70 |
| Mangan (Mn) | 0,40 – 0,60 |
| Silizium (Si) | ≤ 0,40 |
| Phosphor (P) | ≤ 0,040 |
| Schwefel (S) | ≤ 0,035 |
Mechanische Eigenschaften (Lieferzustand: +A)
| Eigenschaft | Temperatur | Wert | Bemerkung |
|---|---|---|---|
| Brinell-Härte (HBW) | 20 °C | 217 (max.) | weichgeglüht, max. Wert |
| Elastizitätsmodul (E) | 20 °C | 212 GPa | |
| Poisson-Zahl (ν) | 23 °C | 0,29 | typisch für NiCr-Stähle |
Hinweis: Im weichgeglühten Zustand werden keine Mindestwerte für Zugfestigkeit, Dehngrenze oder Kerbschlagarbeit gefordert, da der Werkstoff vor Endwärmebehandlung umfangreich zerspant wird.
Physikalische Eigenschaften
Thermische und elektrische Kenngrößen
Die physikalischen Eigenschaften entsprechen denen des Werkstoffs 15CrNi6 und sind temperaturabhängig:
| Temperatur [°C] | E-Modul [GPa] | Wärmeleitfähigkeit [W/(m·K)] | Spez. Wärmekapazität [J/(kg·K)] | Therm. Diffusivität [mm²/s] | Ausdehnungskoeff. [10⁻⁶/K] | Elektr. Widerstand [10⁻⁷ Ω·m] |
|---|---|---|---|---|---|---|
| -100 | 217 | 31,9 | 423 | 10,9 | 10,5 | 2,14 |
| 20 | 212 | 37,6 | 461 | 10,4 | 11,5 | 2,77 |
| 100 | 207 | 39,3 | 479 | 10,1 | 12,1 | 3,26 |
| 200 | 199 | 40,1 | 499 | 9,7 | 12,7 | 3,94 |
| 300 | 192 | 39,6 | 517 | 9,0 | 13,2 | 4,74 |
| 400 | 184 | 38,4 | 536 | 8,1 | 13,6 | 5,66 |
| 500 | 175 | 36,7 | 558 | 7,1 | 14,0 | 6,73 |
| 600 | 164 | 34,8 | 587 | 5,9 | 14,4 | 7,96 |
Wärmebehandlung
- Weichglühen (+A): 680 – 720 °C, langsames Abkühlen im Ofen (max. 20 K/h) bis 550 °C – liefert grobperlitisches Gefüge, max. 217 HBW
- Einsatzhärten (nach Bearbeitung): 880 – 920 °C, Öl; Anlassen 150 – 200 °C
- Vergüten (Alternative): Härten 850 – 880 °C / Öl; Anlassen 540 – 680 °C
- Normalglühen: 870 – 900 °C, Luft (zur Gefügebereinigung vor Weichglühen)
Zerspanbarkeit und Fertigungshinweise
- Sehr gute Zerspanbarkeit durch weichgeglühten Zustand (Härte ~180–217 HBW)
- Empfohlene Schneidstoffe: Hartmetall (P20–P30), beschichtete Sorten
- Schneidgeschwindigkeiten: 150 – 250 m/min (Drehen), 120 – 200 m/min (Fräsen)
- Kühlschmierung empfohlen (Emulsion oder Öl)
- Nach spanender Bearbeitung zwingend Endwärmebehandlung (Einsatzhärten/Vergüten) erforderlich
Oberflächenausführung
- Kaltgezogen (+C): Hohe Maßhaltigkeit (h9–h11), gute Oberflächenqualität, verfestigte Randzone
- Gedreht (+SH): Für größere Durchmesser > 80 mm, entspannte Oberfläche, maßhaltig
Normen und Vergleichswerkstoffe
| Norm | Bezeichnung | Werkstoff-Nr. |
|---|---|---|
| DIN EN 10084 | 15CrNi6 | 1.5715 |
| DIN 1652-3 | 15CrNi6 | 1.5715 |
| AISI/SAE | ≈ 3310 / 3316 | – |
| JIS | ≐ SNC415 / SNC815 | – |
Vergleich: +FP vs. +A Lieferbedingung
| Merkmal | Ferritisch-perlitisch (+FP) | Weichgeglüht (+A) |
|---|---|---|
| Härte | 152–201 HBW | ≤ 217 HBW |
| Gefüge | Feinperlitisch/ferritisch | Grobperlitisch |
| Zerspanbarkeit | Gut | Sehr gut |
| Maßhaltigkeit | Sehr hoch (+C/+PE) | Hoch (+C) / Mittel (+SH) |
| Einsatz | Direkt weiterverarbeiten | Aufwendige Zerspanung vor End-WB |
Metall
- DIN 1652-3 20MoCr4 – Premium kaltgezogener, gedrehter und weichgeglühter Stahl für Hochleistungsanwendungen
- DIN 1652-3 Güte 20MoCrS4 – Kaltgezogen, Gedreht & Weichgeglüht für optimale Zerspanbarkeit und Verschleißfestigkeit
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- EN 10277-5 Güte 25CrMoS4 – Kaltgezogen, Gedreht & Weichgeglühter Hochfester Stahl
- DIN 1652-3 Güte 17CrNiMo6: Kaltgezogener, gedrehter & weichgeglühter hochfester Stahl
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- 15CrNi6 Güte 15/20 Kaltgezogener Stahl – Überlegene Festigkeit & Zähigkeit für Automobil- & Maschinenteile