51CrV4 (EN 10132-4): Weichgeglühter & geglätteter Federstahl für Kaltband & Federn bis 6 mm

Werkstoffbeschreibung

Der Stahl 51CrV4 (Werkstoffnummer 1.8159) ist ein Chrom-Vanadium-Federstahl gemäß EN 10132-4. Er wird als weichgeglühtes und geglättetes (skin-passed) Kaltband für Federn und Spezialanwendungen in Dicken bis 6 mm sowie als vergütetes Kaltband in Dicken von 0,30 bis 3,00 mm geliefert. Der Vanadiumzusatz sorgt für Feinkornbildung und erhöht die Ermüdungsfestigkeit sowie die Anlassbeständigkeit.

Eigenschaften

Allgemeine Eigenschaften

Eigenschaft	Temperatur	Wert
Dichte	20 °C	7,83 g/cm³

Mechanische Eigenschaften (weichgeglüht/geglättet)

Eigenschaft	Temperatur	Wert
Elastizitätsmodul	–100 °C	217 GPa
Elastizitätsmodul	20 °C	212–212,6 GPa
Elastizitätsmodul	100 °C	207 GPa
Elastizitätsmodul	200 °C	199 GPa
Elastizitätsmodul	300 °C	192 GPa
Elastizitätsmodul	400 °C	184 GPa
Elastizitätsmodul	500 °C	175 GPa
Elastizitätsmodul	600 °C	164 GPa
Dehnung A80	20 °C	13 %
Härte Brinell	20 °C	94 HB
Härte Vickers	20 °C	220 HV
Querkontraktionszahl (Poisson)	20 °C	0,29
Zugfestigkeit	20 °C	700 MPa
Streckgrenze Rp0,2	20 °C	550 MPa

Thermische Eigenschaften

Eigenschaft	Temperatur	Wert	Bemerkung
Wärmeausdehnungskoeffizient	–100 °C	10,5 × 10⁻⁶ 1/K
Wärmeausdehnungskoeffizient	20 °C	11,5 × 10⁻⁶ 1/K
Wärmeausdehnungskoeffizient	100 °C	12,1 × 10⁻⁶ 1/K
Wärmeausdehnungskoeffizient	200 °C	12,7 × 10⁻⁶ 1/K
Wärmeausdehnungskoeffizient	300 °C	13,2 × 10⁻⁶ 1/K
Wärmeausdehnungskoeffizient	400 °C	13,6 × 10⁻⁶ 1/K
Wärmeausdehnungskoeffizient	500 °C	14,0 × 10⁻⁶ 1/K
Wärmeausdehnungskoeffizient	600 °C	14,4 × 10⁻⁶ 1/K
Schmelzpunkt		1382–1529 °C	Typisch für CrV-Stahl
Spezifische Wärmekapazität	–100 °C	423 J/(kg·K)
Spezifische Wärmekapazität	20 °C	461 J/(kg·K)
Spezifische Wärmekapazität	100 °C	479 J/(kg·K)
Spezifische Wärmekapazität	200 °C	499 J/(kg·K)
Spezifische Wärmekapazität	300 °C	517 J/(kg·K)
Spezifische Wärmekapazität	400 °C	536 J/(kg·K)
Spezifische Wärmekapazität	500 °C	558 J/(kg·K)
Spezifische Wärmekapazität	600 °C	587 J/(kg·K)
Wärmeleitfähigkeit	20 °C	45,1 W/(m·K)
Wärmeleitfähigkeit	100 °C	45,1 W/(m·K)
Wärmeleitfähigkeit	200 °C	44,1 W/(m·K)
Wärmeleitfähigkeit	300 °C	41,9 W/(m·K)
Wärmeleitfähigkeit	400 °C	39,4 W/(m·K)
Wärmeleitfähigkeit	500 °C	36,9 W/(m·K)
Wärmeleitfähigkeit	600 °C	34,4 W/(m·K)
Temperaturleitfähigkeit	20 °C	12,5 mm²/s
Temperaturleitfähigkeit	100 °C	11,6 mm²/s
Temperaturleitfähigkeit	200 °C	10,6 mm²/s
Temperaturleitfähigkeit	300 °C	9,5 mm²/s
Temperaturleitfähigkeit	400 °C	8,4 mm²/s
Temperaturleitfähigkeit	500 °C	7,1 mm²/s
Temperaturleitfähigkeit	600 °C	5,8 mm²/s

Elektrische Eigenschaften

Eigenschaft	Temperatur	Wert
Elektrischer Widerstand	20 °C	2,31 × 10⁻⁷ Ω·m
Elektrischer Widerstand	100 °C	2,84 × 10⁻⁷ Ω·m
Elektrischer Widerstand	200 °C	3,58 × 10⁻⁷ Ω·m
Elektrischer Widerstand	300 °C	4,48 × 10⁻⁷ Ω·m
Elektrischer Widerstand	400 °C	5,52 × 10⁻⁷ Ω·m
Elektrischer Widerstand	500 °C	6,71 × 10⁻⁷ Ω·m
Elektrischer Widerstand	600 °C	8,06 × 10⁻⁷ Ω·m

Chemische Zusammensetzung (Gew.-%)

Element	Gehalt
Kohlenstoff (C)	0,47–0,55
Chrom (Cr)	0,9–1,2
Mangan (Mn)	0,7–1,1
Molybdän (Mo)	≤ 0,10
Nickel (Ni)	≤ 0,40
Phosphor (P)	≤ 0,03
Silizium (Si)	≤ 0,40
Schwefel (S)	≤ 0,025
Vanadium (V)	0,10–0,25

Anwendungsbereiche & Vorteile

Hohe Ermüdungsfestigkeit durch feinkörnige Struktur (V-Wirkung).
Gute Anlassbeständigkeit – behält Federeigenschaften bei mäßig erhöhten Temperaturen.
Hohe Elastizitätsgrenze nach Vergüten (abschrecken + anlassen bei 400–500 °C).
Kaltumformbarkeit im weichgeglühten Zustand gut (Biege-, Wickel-, Stanzvorgänge).
Typische Anwendungen: Druck- und Zugfedern, Blattfedern, Formfedern, Scherenfedern, Sicherungsringe, Federscheiben, Sägebänder, Messer, Werkzeuge.

Lieferzustände & Weiterverarbeitung

Weichgeglüht + geglättet (skin-passed): Für anschließende Kaltumformung und spätere Vergütung durch den Verarbeiter. Zugfestigkeit ca. 700 MPa, Härte ~220 HV.
Vergütetes Kaltband: Bereits endvergütet, dimensionsstabil, für Dicken 0,30–3,00 mm. Keine weitere Wärmebehandlung nötig.
Vergüten (falls ab weichgeglüht): Abschrecken 830–860 °C / Öl → Anlassen 400–500 °C (je nach geforderter Federrate).

Normen & Äquivalente

EN 10132-4 (Kaltgewalztes Band für Federn)
DIN 17221 / 17222 (ältere Normen)
ISO 4957
ASTM/AISI 6150 (näheres Äquivalent)
JIS SUP 10

28Cr4 (EN 10277-5): Kaltgezogener/gedrehter Vergütungsstahl für mittelbeanspruchte Antriebsteile EN 10132-4 Güte C100S: Vergüteter Federstahl für Präzisionsfedern und Kaltwalzanwendungen

Metall