ALTERNATIVE BEZEICHNUNG: 42CrMo4 AISI 4140
Der Stahl hat gute mechanische Eigenschaften. Es ist ein vielseitig einsetzbares Material mit guter Festigkeit, sehr guter Zähigkeit und großen Anforderungen! Der Stahl wird oftmals für hochbeanspruchte Bauteile im Fahrzeugbau verwendet. Vergütet und zusätzlich randschichtgehärtet wird der Werkstoff 1.7225 auch im Maschinenbau universell eingesetzt.
1.7225 hat eine gute Zerspanbarkeit, sehr gute Zähigkeit und hohe bzw. gute Festigkeit/Verschleißfestigkeit. Die Schweißbarkeit von 1.7225 ist schlecht. Der Stahl hat eine mäßig bis gute Korrosionsbeständigkeit, gute Polierbarkeit und lässt sich mäßig bis gut härten.
Der Werkstoff 1.7225 bzw. 42CrMoV4 hat eine Zugfestigkeit von 720, eine Bruchdehnung von 10 - 13 und eine Streckgrenze von 550.
Das Material wird im weichgeglühten Zustand mit einer Lieferzugfestigkeit von 720 N/mm2 und einer Härte von ≤ 220 HB geliefert.
Alle Werkstoffe inkl. alternativer Bezeichnungen, Stahlgruppe, Eigenschaften und chemischer Zusammensetzung in der Übersicht!
Zähigkeit, Polierbarkeit, Bruchdehnung?
Was bedeuted das eigentlich?
| min. / mindestens | max. / maximal | |
| C (Kohlenstoff) | 0,38 | 0,45 |
| Si (Silicium) | 0,40 | |
| Mn (Mangan) | 0,60 | 0,90 |
| Cr (Chrom) | 0,90 | 1,20 |
| Mo (Molybdän) | 0,15 | 0,30 |
| S (Schwefel) | 0,035 | |
| P (Phosphor) | 0,025 | |
| Ni (Nickel) | ||
| V (Vanadium) | ||
| W (Wolfram) | ||
| N (Stickstoff) | ||
| Cu (Kupfer) | ||
| Ti (Titan) |
| Lieferhärte | ≤ 220 HB | |
| Lieferzustand | weichgeglüht | |
| Zugfestigkeit Rm [N/mm2] | 720 (vergütet: 800 - 1300) | |
| Bruchdehnung A5 [%] | 10 - 13 | |
| Streckgrenze Rp0,2 [N/mm2] | 550 | |
| weichglühen | 680 - 720 °C | langsame Ofenabkühlung |
| normalglühen | 840 - 880 °C | Luftabkühlung |
| härten | 820 - 880 °C | Öl, Wasser abschrecken |
| anlassen | 100 - 500 °C | vgl. Anlassschaubild |
| Dichte | 7,75 kg/dm3 | |
| Wärmeleitfähigkeit (20°C) | 45 W/m • K | |
| Elastizitätsmodul | 210 kN/mm2 | |
| spezifische Wärme | 460 J/kg • K | |
| spezifischer elektr. Widerstand | 0,19 Ω·mm2/m | |
| 100 °C | 58 ± 1 HRC |
| 200 °C | 56 ± 1 HRC |
| 300 °C | 52 ± 1 HRC |
| 400 °C | 47 ± 1 HRC |
| 500 °C | 40 ± 1 HRC |
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42CrMo4 ist ein legierter Vergütungsstahl (1.7225) mit hohem Chrom- und Molybdänanteil. 42CrMo4 verfügt über eine hohe Festigkeit, hohe Zähigkeit und gute Härtbarkeit. Aufgrund seiner Eigenschaften wird er vorrangig im Fahrzeugbau oder im Maschinenbau verwendet.
1.7225 ist mit Einschränkungen bedingt schweißbar. Er sollte vorgewärmt und anschließend langsam abgekühlt werden. Ohne Vorwärmen neigt die Wärmeeinflusszone zur Sprödigkeit.
Mit ca. 0,42 % verfügt 1.7225 über ausreichend Kohlenstoff um direkt gehärten werden zu können (härten + anlassen) für eine gleichmäßige Härte über den gesamten Querschnitt.
Ein Oberflächtenhärten im Sinne vom Einsatzhärten ist nicht weniger sinnvoll, da bereits genug Kohlenstoff vorhanden ist und aufkohlen kontraproduktiv wäre.
1.7225 lässt sich aber hervorragend nitrieren, da aufgrund der Chrom- und Molybdämlegierung harte Nitride gebildet werden: mehr Infos dazu
1.7225 ist ein hochfester Vergütungsstahl. Er ist der perfekte Werkstoff wenn hohe (Dauer)festigkeit und gute Zähigkeit gefordert sind. Vor allem im Maschinenbau und Automobilbau für Wellen, Bolzen oder Zahnräder. Sofern eine sehr hohe Verschleißfestigkeit gefragt ist, sollte er oberflächenbehandelt werden.
Ohne Oberflächenbehandlung sollte er nicht in korrosiven Umgebungen verwendet werden und zum Schweißen ist der 42CrMo4 auch nicht gut geeignet.
Die Korrosionsbeständigkeit ist mäßig, der Chromgehalt (ca. 1 %) des Werkstoffs ist nicht ausreichend für die Bildung einer Passivschicht (hier wären >12 % nötig).
Wenn der Fokus auf Korrosionsbeständigkeit liegt, sollte der Werkstoff nitriert oder nitrocarburiert werden.
| 1.2343 | 1.2344 | 1.7225 | Toolox33 | Toolox44 | |
| Härte im Lieferzustand | weichgeglüht, ca. 22 HRC | weichgeglüht, ca. 22 HRC | weichgeglüht, ca. 25 HRC | vergütet, 28 - 33 HRC | vergütet, 44 - 45 HRC |
| erreichbare Härte (nach Wärmebehandlung) | 42 - 52 HRC | 42 - 52 HRC | 28 - 58 HRC | nicht vorgesehen | nicht vorgesehen |
| Kerbschlagarbeit | ca. 10 - 15 J (bei 48 - 50 HRC) | ca. 10-15 J (bei 48 - 50 HRC) | ca. 8 - 15 J (bei 50-58 HRC) ca. 15 - 40 J (bei 28 - 45 HRC) | ca. 35 J (bei 33 HRC) | ca. 13 - 18 J (bei 44 HRC |
| Streckgrenze | Lieferstreckgrenze: ca. 425 N/mm² vergütet: 1100 - 1200 N/mm² | vergütet: 1200 - 1300 N/mm² | Lieferstreckgrenze: ca. 550 N/mm² | 700 - 900 N/mm² | 1150 - 1300 N/mm² |
| Bruchdehnung | 12 - 16 % (vergütet) 22 - 28 % (weichgeglüht) | 10 - 15 % (vergütet) 20 - 25 % (weichgeglüht) | 10 - 13 % (vergütet) | 10 - 16 % | 8 - 13 % |
| Zugfestigkeit | Lieferzugfestigkeit: 720 N/mm² vergütet: 1350 - 1600 N/mm² | Lieferzugefestigkeit: 770 N/mm² vergütet: 1400 - 1700 N/mm² | Lieferzugfestigkeit: 720 N/mm² vergütet: 800 - 1300 N/mm² | 800 - 980 N/mm² | ca. 1300 - 1450 N/mm² |
| Härtbarkeit | ••••• | ••••• | ••••• | vorvergütet | vorvergütet |
| Zerspanbarkeit | ••••• | ••••• | ••••• | ••••• | ••••• |
| Polierbarkeit | ••••• | ••••• | ••••• | ••••• | ••••• |
| Schweißbarkeit | ••••• | ••••• | ••••• | ••••• | ••••• |
| Zähigkeit | ••••• | ••••• | ••••• | ••••• | ••••• |
| Verschleißfestigkeit | ••••• | ••••• | ••••• | ••••• | ••••• |
| Korrosionsbeständigkeit | ••••• | ••••• | ••••• | ••••• | ••••• |
| Ätzbarkeit | sehr gut gleichmäßigere Mikrostruktur, daher homogeneres Ätzbild | sehr gut gleichmäßigere Mikrostruktur, daher homogeneres Ätzbild | gut vorherige Vergütung für feine Muster = gleichmäßiger, Ätztiefe u. -qualität hängt vom Wärmebehandlungszustand ab | sehr gut gleichmäßiges Ätzbild durch kontrollier- te Herstellung und Wärmebehandlung | sehr gut durch feinere Karbidverteilung etwas detaillierteres Ätzbild möglich |
| Erodierbarkeit | möglich | möglich | möglich | möglich | möglich |
| Nitrierbarkeit | sehr gut Nitrierschicht: 0,2 - 0,4 mm Oberflächenhärte: 900 - 1050 HV • eignet sich gut für kombinierte Be- handlung (Härten + Nitrieren), ähnlich wie 1.2344 | sehr gut Nitrierschicht: 0,2 - 0,4 mm Oberflächenhärte: 950 - 1100 HV • wird oft mit einer sehr dünnen weißen Schicht (Verbindungsschicht) oder ohne weiße Schicht nitriert, um die Warmrissbildung zu minimieren | sehr gut Nitrierschicht: 0,2 - 0,6 mm Oberflächenhärte: 650 - 800 HV • aufgrund des höheren Chromgehalts bildet sich eine stabile Nitrierzone • vorteilhaft = Kombination aus zähem Kern nach Vergütung und harter, ver- schleißfester Oberfläche nach Nitrieren | sehr gut Nitrierschicht: 0,1 - 0,3 mm Oberflächenhärte: 900 - 1000 HV | hervorragemd Nitrierschicht: 0,05 - 0,2 mm Oberflächenhärte: 1000 - 1200 HV |
| typ. Anwendungen | Warmumformwerkzeuge, Druckgussformen Druckgussformen (Aluminium, Zink, Messing), Druckgießwerkzeuge, Warmumformwerkzeuge, Schmiedegesenke, Extrusionswerkzeuge, Warmschneidmesser, Werkzeuge mit hoher thermischer Beanspruchung Idealer Einsatz bei hohen Betriebstemperaturen (> 400 °C) | Maschinenbau, Fahrzeugbau, mittlere bis stark belastete Bauteile, Achsen, Wellen & Zahnräder | Präzisionswerkzeuge, hochwertige Kunststoffformen, Anwendungen mit hohen Oberflächenanforderungen, Kunststoffformen, Komponenten im Ma- schinenbau, Formplatten und -rahmen, Idealtemperatur bis ca. 350 °C | Verschleißteile, Präzisionskompo- nenten, Anwendungen mit extremen Anforderungen , hochbelastbare Werk- zeuge und Komponenten, Schneid- und Stanzwerkzeuge Idealtemperatur bis ca. 400 °C | |
| Besonderheit | überlegene Beständigkeit gegen Temperaturwechsel, bessere Heißfestigkeit und Anlassbeständigkeit, geringere Wärmeleitfähigkeit als Toolox | gute Kombination aus Festigkeit und Zähigkeit, weit verbreitet und kosten- günstig, muss wärmebehandelt werden | bessere Zähigkeit bei vergleichbarer Härte, böhere Reinheit und bessere Polierbarkeit, bessere Beständigkeit gegen Verzug, bessere Schweißbarkeit, höhere Wärmeleitfähigkeit, bessere Oberflächenqualität im Lieferzustand | ||
Da die Werte je nach Verarbeitung variieren können, sind die genannten Werte lediglich Richtwerte und ohne Garantie.