Werkstoffe II: Titan, Kunststoffe, Stähle
Was ist 42CrMo4 — und wofür wird dieser Stahl verwendet?
42CrMo4 (Werkstoff-Nr. 1.7225) ist der meistverwendete legierte Vergütungsstahl nach EN 10083-3. Rund 0,42 Prozent Kohlenstoff, etwa ein Prozent Chrom und rund 0,2 Prozent Molybdän sorgen für gute Durchvergütbarkeit und hohe Festigkeit bei brauchbarer Zähigkeit. Typische Anwendungen sind Wellen, Achsen, Zahnräder, Pleuel, Hydraulikbauteile und hochfeste Schrauben.
Passende Leistungen
Was Chrom und Molybdän bewirken
Der Kohlenstoffgehalt allein macht einen Stahl härtbar, die Legierungselemente entscheiden, wie tief. Chrom verzögert die Gefügeumwandlung beim Abschrecken, sodass auch im Kern eines dicken Querschnitts noch Martensit entsteht. Genau das nennt man Durchvergütbarkeit — der praktische Vorteil gegenüber unlegiertem C45.
Molybdän erhöht zusätzlich die Anlassbeständigkeit und mindert die Anlassversprödung. Das Ergebnis ist ein Werkstoff, der auch bei größeren Abmessungen über den Querschnitt gleichmäßige Eigenschaften liefert und dynamische Belastungen gut erträgt.
Die Norm staffelt Streckgrenze und Zugfestigkeit nach Erzeugnisdicke. Bei kleinen und mittleren Querschnitten liegen die Zugfestigkeiten im vergüteten Zustand über 1.000 N/mm², bei großen Durchmessern entsprechend niedriger. Der Werkstoff wird üblicherweise vergütet als Halbzeug bezogen; das Vergüten selbst führen Härtereien aus.
Typische Anwendungen
- Wellen, Achsen und Spindeln mit hoher Dauerfestigkeit
- Zahnräder, Ritzel und Kupplungsteile im Antriebsstrang
- Pleuel, Kurbelwellen und hoch belastete Motorbauteile
- Hydraulikkolben, Kolbenstangen und Zylinderteile
- Hochfeste Schrauben und Verbindungselemente
- Werkzeugaufnahmen und Maschinenbauteile mit Stoßbelastung
Für automatengerechte Bearbeitung existiert die schwefellegierte Variante 42CrMoS4 (1.7227), die sich etwas besser zerspanen lässt. Für Lauf- und Lagerflächen wird häufig zusätzlich induktiv randschichtgehärtet, ebenfalls durch spezialisierte Betriebe.
Zerspanung und Schweißen
Im vergüteten Zustand ist 42CrMo4 fester als weichgeglühtes Material und verlangt stabile Werkzeuge, ausreichende Schnittkräfte und eine steife Aufspannung. Dafür bricht der Span sauberer als bei kohlenstoffarmem Baustahl, und die erreichbaren Oberflächen sind gut. Größere Zerspanungsvolumen setzen Eigenspannungen frei — bei engen Toleranzen lohnt ein zweistufiger Ablauf mit Zwischenentspannung.
Beim Schweißen ist Vorsicht geboten: Der höhere Kohlenstoff- und Legierungsgehalt begünstigt Aufhärtung und Kaltrisse in der Wärmeeinflusszone. Üblich sind Vorwärmen, kontrollierte Zwischenlagentemperatur und meist eine Wärmebehandlung im Anschluss. Die Schweißanweisung muss diese Bedingungen abdecken.
Das Wichtigste in Kürze
- 42CrMo4 ist ein legierter Vergütungsstahl nach EN 10083-3 mit Chrom und Molybdän.
- Die Legierung sorgt für Durchvergütbarkeit auch in größeren Querschnitten.
- Einsatz überall dort, wo Dauerfestigkeit zählt: Wellen, Zahnräder, Hydraulik, Schrauben.
- Schweißen erfordert Vorwärmen und meist eine anschließende Wärmebehandlung.
Weitere Fragen dazu
Was bedeutet der Name 42CrMo4?
Die 42 steht für rund 0,42 Prozent Kohlenstoff, also den Zahlenwert geteilt durch hundert. Cr und Mo nennen die Hauptlegierungselemente in der Reihenfolge ihres Anteils. Die 4 am Ende bezieht sich auf Chrom: geteilt durch den für Chrom geltenden Faktor vier ergibt sich rund ein Prozent.
Worin unterscheidet sich 42CrMo4 von 34CrMo4?
34CrMo4 enthält weniger Kohlenstoff und erreicht dadurch geringere Festigkeit, dafür höhere Zähigkeit und eine bessere Schweißeignung. 42CrMo4 wird gewählt, wenn Festigkeit und Dauerfestigkeit im Vordergrund stehen. Beide gehören derselben Werkstoffgruppe nach EN 10083-3 an.
Kann 42CrMo4 nitriert werden?
Grundsätzlich ja, das Verfahren wird bei diesem Stahl eingesetzt und von Härtereien ausgeführt. Speziell nitrierlegierte Stähle erreichen jedoch höhere Randhärten. Wo eine sehr harte Nitrierschicht gefordert ist, lohnt der Vergleich mit einem dafür ausgelegten Werkstoff.
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