JIS G4802 CS75 Glühgeglühter Stahl – Maximaler Kohlenstoffgehalt für extreme Härte
Werkstoffbeschreibung
JIS G4802 CS75 (ca. 0,75 % C) stellt den höchsten Kohlenstoffgehalt innerhalb der JIS G4802-Reihe für kaltgefertigte Stähle dar. Im weichgeglühten Zustand (+A) erreicht er 190 HV bei 640 MPa Zugfestigkeit. Nach dem Härten sind Härten von 64 – 66 HRC erreichbar, was ihn für extrem verschleißfeste Schneidwerkzeuge und hochbeanspruchte Federn prädestiniert. Die Kaltumformbarkeit ist stark eingeschränkt.
Hauptanwendungen
- Extrem verschleißfeste Schneidwerkzeuge: Messer, Schermesser, Hobelmesser, Zerkleinererwerkzeuge
- Hochbeanspruchte Federn bei minimalen Bauraum (hohe Elastizitätsgrenze)
- Kaltarbeitswerkzeuge für Großserien (Stanz-, Biege-, Ziehwerkzeuge)
- Wälzlagerringe, -rollen (Durchhärten + Anlassen)
- Spezialanwendungen: Nadeln, Stifte, Stempel mit maximaler Härte
Physikalische und mechanische Eigenschaften
Allgemeine Eigenschaften
| Eigenschaft | Temperatur | Wert | Bemerkung |
|---|---|---|---|
| Dichte | 23 °C | 7,8 – 7,9 g/cm³ | Typisch für Hochkohlenstoffstahl |
Mechanische Eigenschaften (bei 23 °C, glühgeglüht)
| Eigenschaft | Wert | Bemerkung |
|---|---|---|
| Elastizitätsmodul | 200 – 215 GPa | Typisch für Hochkohlenstoffstahl |
| Dehnung A50 | 12 % | – |
| Dehnung A80 | 10 % | – |
| Härte Rockwell B | 90 HRB | – |
| Härte Rockwell Superficial 15-T | 90 HR15T | – |
| Härte Rockwell Superficial 30-T | 76 HR30T | – |
| Härte Vickers (HV) | 190 HV | – |
| Querkontraktionszahl | 0,29 | Typisch für Hochkohlenstoffstahl |
| Schubmodul | 81 GPa | Typisch für Hochkohlenstoffstahl |
| Zugfestigkeit (Rm) | 640 MPa | – |
Thermische Eigenschaften
| Eigenschaft | Temperatur | Wert | Bemerkung |
|---|---|---|---|
| Wärmeausdehnungskoeffizient | 23 °C | 1,32 × 10⁻⁵ 1/K | Typisch für Hochkohlenstoffstahl |
| Max. Einsatztemperatur | – | 500 °C | Typisch für Kohlenstoffstahl |
| Schmelzpunkt | – | 1289 – 1478 °C | Typisch für Hochkohlenstoffstahl |
| Spez. Wärmekapazität | 23 °C | 486 J/(kg·K) | Typisch für Hochkohlenstoffstahl |
| Wärmeleitfähigkeit | 23 °C | 36 W/(m·K) | Typisch für Hochkohlenstoffstahl |
Elektrische Eigenschaften
| Eigenschaft | Temperatur | Wert | Bemerkung |
|---|---|---|---|
| Elektrischer Widerstand | 23 °C | 1,43 – 1,74 × 10⁻⁷ Ω·m | Typisch für Kohlenstoffstahl |
Technologische Eigenschaften
| Merkmal | Wert |
|---|---|
| Behandlungszustand | glühgeglüht (annealed) |
Wärmebehandlung & Kritische Hinweise
Weichglühen (Sphäroidisieren): 620 – 650 °C, sehr langsame Abkühlung (10 – 20 °C/h) bis 500 °C → vollsphäroidisierter Zementit, 190 – 220 HB. Dies ist essenziell für die Zerspanbarkeit und Rissfreiheit beim nachfolgenden Härten.
Härten: 760 – 790 °C, ausschließlich Ölabschreckung (Wasser führt fast sicher zu Rissen).
Anlassen: 150 – 180 °C → 64 – 66 HRC (max. Verschleißfestigkeit); 350 – 400 °C → Federn mit max. Elastizitätsgrenze.
Mehrfachanlassen: 2–3× Anlassen empfohlen zur Umwandlung von Restenaustent und Spannungsabbau.
Kaltumformung: Nur im optimal weichgeglühten Zustand, große Biegeradien (≥ 3×d), Zwischenglühen oft nötig.
Schweißen: Nicht empfohlen. Extreme Härterissgefahr. Nur mechanische Fügung (Schrauben, Pressen, Nieten).
Hinweis: CS75 erfordert hohe prozessuale Disziplin bei der Wärmebehandlung. Temperaturoverschreitungen beim Austenitisieren führen zu grobem Korn und Versprödung. Schutzgas-/Vakuumwärmebehandlung ist Standard.
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