51CrV4 (1.8159)
Automaten- und Federstahl nach EN ISO 683-2 · vergütet (+QT), d ≤ 16 mm
Dichte 7,85 g/cm³ · E-Modul 210 GPa · Ausdehnung 12 · 10⁻⁶/K. Gültig für vergütet (+QT), d ≤ 16 mm.
Mechanische und physikalische Kennwerte
| Kennwert | Wert | Bedeutung |
|---|---|---|
| Zugfestigkeit Rm | 1100–1300 MPa | höchste ertragene Spannung im Zugversuch |
| Streckgrenze Rp0,2 | 900 MPa | ab hier bleibt Verformung zurück — die Größe, gegen die ausgelegt wird |
| Bruchdehnung A | 9 % | Verlängerung der Probe bis zum Bruch — ein Maß für die Zähigkeit |
| Härte | 320–380 HB | Richtwert im angegebenen Zustand |
| Dichte ρ | 7,85 g/cm³ | Rundstab Ø 20 mm wiegt 2,47 kg/m |
| E-Modul | 210 GPa | bestimmt die Durchbiegung, nicht die Tragfähigkeit |
| Längenausdehnung α | 12 · 10⁻⁶/K | 1 m dehnt sich bei 100 K um 1,2 mm |
| Wärmeleitfähigkeit λ | 45 W/(m·K) | maßgeblich für Kühlung, Schweißen und Zerspanung |
| Spezifische Festigkeit | 153 kN·m/kg | Rm/ρ — die Kennzahl des Leichtbaus |
Die Festigkeitswerte gelten für den angegebenen Behandlungs- und Dickenzustand (vergütet (+QT), d ≤ 16 mm). Bei Stählen fällt die Streckgrenze mit zunehmender Erzeugnisdicke ab; Dichte, E-Modul und Ausdehnung sind davon unberührt. Für eine Nachweisrechnung gilt das Datenblatt des Lieferanten.
Bezeichnung, Norm und Zustand
| Angabe | Wert |
|---|---|
| Werkstoffnummer | 1.8159 (EN 10027-2) |
| Kurzname | 51CrV4 (EN 10027-1) |
| Werkstoffgruppe | Automaten- und Federstahl |
| Norm | EN ISO 683-2 |
| Kennwerte gelten für | vergütet (+QT), d ≤ 16 mm |
| Andere Bezeichnungen | 50CrV4 · AISI 6150 |
Schweißen und Zerspanen
| Eigenschaft | Beurteilung |
|---|---|
| Schweißen | nicht vorgesehen |
| Zerspanen | mäßig |
Automaten- und Federstahl im Vergleich
| Werkstoff | Rm | Streckgrenze | Dichte | Rm/ρ |
|---|---|---|---|---|
| 11SMn30 (1.0715) | 430–630 MPa | 305 MPa | 7,85 g/cm³ | 68 |
| 51CrV4 (1.8159) | 1100–1300 MPa | 900 MPa | 7,85 g/cm³ | 153 |
Rm/ρ in kN·m/kg — die spezifische Festigkeit. Sie entscheidet dort, wo Masse zählt: Bei gleicher Bauteilmasse trägt der Werkstoff mit dem höheren Wert mehr, unabhängig davon, welcher die höhere Zugfestigkeit hat.
51CrV4 (1.8159) — wofür der Werkstoff genommen wird
Blattfedern, Tellerfedern, Drehstäbe, Werkzeuge und hochbeanspruchte Spannelemente.
Als Feder wird er härter vergütet als hier angegeben — auf Rm ≈ 1500 bis 1700 MPa. Federstahl wird nicht nach Streckgrenze ausgelegt, sondern nach zulässiger Schubspannung und Dauerfestigkeit.
Was die Zahlen praktisch bedeuten
Mit 7,85 g/cm³ liegt die Dichte auf dem Wert, mit dem im Stahlbau gerechnet wird. Ein Rundstab Ø 20 mm wiegt 2,47 kg je Meter — für andere Abmessungen rechnet das der Halbzeug-Gewichtsrechner.
Der E-Modul von 210 GPa bestimmt, wie weit sich ein Bauteil unter Last durchbiegt — nicht, wie viel es trägt. Beides zu verwechseln ist der häufigste Fehler bei der Werkstoffwahl: Ein festerer Stahl macht einen Träger nicht steifer. Was er unter Last tut, zeigt die Trägerbiegung; die Querschnittswerte dazu liefert das Flächenträgheitsmoment.
Mit α = 12 · 10⁻⁶/K dehnt sich ein Meter bei 100 K Erwärmung um 1,2 mm. Das ist der Grund, weshalb Passungen zwischen verschiedenen Werkstoffen im Betrieb wandern — wie stark, rechnet der Wärmeausdehnungs-Rechner, die Auswirkung auf die Fügestelle der ISO-Passungsrechner.
Die Härte von 320–380 HB lässt sich mit dem Härte-Umrechner in HRC und HV umwerten — und näherungsweise in die Zugfestigkeit, denn bei Stählen gilt Rm ≈ 3,5 · HB. Die Schnittwerte für die Bearbeitung stellt der Schnittdaten-Rechner zusammen.
Weitere Werkstoffe: Automaten- und Federstahl
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