21NiCrMoS2 – Automatenstahl mit verbesserter Zerspanbarkeit nach DIN 1652-3

Überblick

Der Stahl 21NiCrMoS2 (Werkstoffnummer 1.6526) ist die schwefelzugesetzte Variante des 21NiCrMo2. Der erhöhte Schwefelgehalt (0,02–0,035 %) bildet Mangansulfide, die als Spanbrecher wirken und die Zerspanbarkeit deutlich verbessern. Er wird im ferritisch-perlitischen Zustand (weichgeglüht) und kaltgezogen gemäß DIN 1652-3 geliefert. Hauptanwendungen sind verschleißbeanspruchte Drehteile im Fahrzeug- und Maschinenbau mit mittlerer Kerfestigkeit, hoher Zähigkeit und hoher Wechselbeanspruchbarkeit (Zahnräder, Wellen, Achsen). Einsatztemperatur bis -60 °C, optimal bis 60 mm Nenndurchmesser.

Chemische Zusammensetzung

Element	Gehalt [%]
Kohlenstoff (C)	0,17 – 0,23
Silizium (Si)	≤ 0,40
Mangan (Mn)	0,65 – 0,95
Phosphor (P)	≤ 0,040
Schwefel (S)	0,02 – 0,035
Chrom (Cr)	0,40 – 0,70
Molybdän (Mo)	0,15 – 0,25
Nickel (Ni)	0,40 – 0,70

Mechanische Eigenschaften (im weichgeglühten/ferritisch-perlitischen Zustand)

Eigenschaft	Temperatur	Wert
Dichte	20 °C	7,84 g/cm³
Elastizitätsmodul	-100 °C	217 GPa
	20 °C	212 – 212,8 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	145 – 292 HBW
Querkontraktionszahl	20 °C	0,29
Schubmodul	20 °C	82,8 GPa

Thermische und elektrische Eigenschaften

Die thermischen Eigenschaften (Wärmeausdehnung, spezifische Wärmekapazität, Wärmeleitfähigkeit, Temperaturleitfähigkeit) sowie der elektrische Widerstand entsprechen weitgehend denen des Grundwerkstoffs 21NiCrMo2, da die Schwefelzugabe diese Eigenschaften nicht nennenswert beeinflusst. Detaillierte Werte sind in den Tabellen des Hauptartikels (1001035705) aufgeführt.

Besonderheiten der Zerspanbarkeit

Durch den Schwefelgehalt von 0,02–0,035 % wird die Zerspanbarkeit im weichgeglühten Zustand erheblich verbessert. Die entstehenden Mangansulfide (MnS) wirken als interne Spanbrecher und reduzieren die Reibung am Schneidwerkzeug. Dies führt zu:

Höheren Schnittgeschwindigkeiten
Längeren Werkzeugstandzeiten
Besserer Oberflächenqualität
Geringeren Schnittkräften

Der Stahl eignet sich besonders für die Großserienfertigung von Dreh- und Frästeilen auf Automaten und CNC-Drehmaschinen. Nach der Zerspanung werden die Bauteile in der Regel vergütet, um die erforderlichen Festigkeitseigenschaften zu erreichen.

Wärmebehandlung

Weichglühen: 650–700 °C, langsames Abkühlen im Ofen (Erreichen von max. 292 HBW).
Vergüten: Härten bei 840–870 °C in Öl, Anlassen bei 540–680 °C.
Einsatzhärten ist aufgrund des niedrigen Kohlenstoffgehalts nicht üblich; der Stahl wird als Vergütungsstahl eingesetzt.

DIN 1652-3 21NiCrMo2 – Kaltgezogener, gedrehter und weichgeglühter Vergütungsstahl für verschleißfeste Anwendungen DIN 1652-3 21NiCrMoS2 – Kaltgezogener Vergütungsstahl mit hoher Wechselbeanspruchbarkeit

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