Einsatzstahl-Vergleichstabelle — was entspricht 8620, 16MnCr5, 20MnCr5 und 18CrNiMo7-6 in AISI, JIS und GB?

Die Vergleichstabelle — 30 Einsatzstähle in EN ISO 683-3 (früher EN 10084), DIN 17210, AISI/SAE, UNS, BS 970, JIS und GB/T 3077

Die Tabelle führt 30 Einsatzstähle mit 0,07 bis 0,25 % Kohlenstoff in sieben Bezeichnungssystemen, nach Legierungsfamilie geordnet und mit der europäischen Sorte nach EN ISO 683-3 in der ersten Spalte, weil die deutsche Zeichnung von dort ausgeht; die zweite Spalte trägt die alte DIN-17210-Bezeichnung (21NiCrMo2, 17CrNiMo6, 15CrNi6, Ck15), weil ältere Zeichnungen sie noch führen. AISI/SAE, JIS und GB/T sind die Importfrage: Was steht im Handbuch einer amerikanischen, japanischen oder chinesischen Maschine, und welche lagernde EN-Sorte tritt an die Stelle. Die letzte Spalte trägt eine von drei Einstufungen: direkt (4 Zeilen), nächstliegend mit dem abweichenden Element (21 Zeilen) oder Ersatz ohne Gegenstück in einer anderen Norm (5 Zeilen). Zusammensetzungen stehen in der zweiten Tabelle, jede Zeile ist einzeln verlinkbar; die englische Fassung ordnet dieselben 30 Sorten von AISI/SAE aus.

EN 10084:2008 wurde 2018 zurückgezogen und durch EN ISO 683-3 ersetzt; die Sortennamen und Werkstoffnummern (16MnCr5 = 1.7131, 20MnCr5 = 1.7147, 20NiCrMo2-2 = 1.6523, 18CrNiMo7-6 = 1.6587) blieben gleich. ISO 683-3:2016 strich 14NiCrMo13-4 und 20NiCrMo13-4, die Ausgabe 2022 ergänzte 23MnCrMo5-5-4 und 17NiCrMoS6-4; 14NiCrMo13-4 (1.6657) steht deshalb nur noch in der zurückgezogenen EN 10084:2008 und ist in der Tabelle entsprechend gekennzeichnet.

EKINSUN LTD fertigt Zahnräder, Ritzel, Bolzen, Buchsen, Nockenscheiben und Wellen aus 16MnCr5, 20MnCr5, 18CrNiMo7-6 und 20NiCrMo2-2 (8620) nach Zeichnung oder Muster, einsatzgehärtet auf die vorgegebene CHD, ab 1 Stück. Die Sorte kommt von der Zeichnung; wo der Stahlhandel die Zeichnungssorte nicht führt, steht in der Tabelle, welche Sorte an ihre Stelle tritt und worin sie abweicht.

Bezeichnungen mit „Querverweis“ stammen aus den Normdatenbanken steelnumber und eFunda; „nicht identisch“ heißt, dass mindestens ein Legierungsband abweicht. 15CrNi6 (1.5919) steht nicht mehr in EN 10084:2008, die Zeile zeigt den Nachfolger 17CrNi6-6.

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Chemische Zusammensetzung — C, Mn, Si, Cr, Ni und Mo in Massen-%

Alle 30 Sorten liegen zwischen 0,07 und 0,25 % Kohlenstoff; was sie unterscheidet, sind Mangan zwischen 0,25 und 1,60 %, Chrom bis 1,80 %, Nickel bis 4,30 % und Molybdän bis 0,50 % — und genau diese Spannen entscheiden, ob zwei Sorten austauschbar sind. Der Kohlenstoff bestimmt die Kernhärte nach dem Abschrecken, Mangan, Chrom, Nickel und Molybdän bestimmen, wie tief der Kern in dicken Querschnitten mithärtet. Quelle je Zeile ist die Norm in der zweiten Spalte; Bänder in Massen-%, „—“ heißt: im Normblatt nicht festgelegt.

Was „gleichwertig“ in dieser Tabelle heißt — drei Stufen und vier Fallen

„Direkt gleichwertig“ steht nur bei 4 der 30 Zeilen, nämlich dort, wo eine Normdatenbank die Paarung führt und sich alle Legierungsbänder überdecken — 8620 und 20NiCrMo2-2 mit Ni 0,40–0,70 % und Mo 0,15–0,25 % in beiden Normen sind der Fall.

Nächstliegend heißt: Die Datenbank führt die Paarung oder die Legierungsbasis ist dieselbe, aber mindestens ein Band weicht ab — bei 5120 gegen 20MnCr5 sind es Mn 0,70–0,90 % gegen 1,10–1,40 % und Cr 0,70–0,90 % gegen 1,00–1,30 %, was in einem Zahnrad von 60 mm Breite eine andere Kernhärte ergibt als in einem Stift von 8 mm.

Ersatz heißt: Keine Datenbank führt ein Gegenstück; die Sorte übernimmt dieselbe Aufgabe mit anderer Legierung — 1117 / 1118 mit S 0,08–0,13 % für Automatenteile, 835M15 mit Ni 3,90–4,30 % ohne Chrom für hochbelastete Wellen.

Vier Fallen, die auf Zeichnungen und in Angeboten immer wieder auftauchen:

• 18CrNiMo7-6 (1.6587) hat kein AISI-Gegenstück. Die Datenbanken führen 17CrNiMo6, BS 820A16 und GB 17Cr2Ni2Mo; eine US-Zeichnung, die 18CrNiMo7-6 meint, schreibt meist 9310 oder 4320 und meint damit einen anderen Stahl.
• 4320 ist nicht 18CrNiMo7-6. 4320 führt Cr 0,40–0,60 %, 18CrNiMo7-6 Cr 1,50–1,80 % — bei ähnlichem Ni (1,65–2,00 % gegen 1,40–1,70 %) und Mo (0,20–0,30 % gegen 0,25–0,35 %) fehlt dem 4320 das Chrom für die tiefe Einhärtung großer Räder.
• 655M13 (EN36) ist ein 3-%-Nickelstahl, nicht 8620. Ni 3,00–3,75 % ohne Molybdän gegen Ni 0,40–0,70 % mit Mo 0,15–0,25 % bei 8620; die britische Zeichnung „EN36“ verlangt den zähen Nickelkern, nicht die 86xx-Sorte.
• 42CrMo4 / 4140 sind Vergütungsstähle, keine Einsatzstähle. Mit C 0,38–0,45 % (4140: 0,38–0,43 %) werden sie vergütet oder induktiv randgehärtet; Einsatzstähle bleiben unter 0,25 % C, damit der Kern zäh bleibt — das Datenblatt 42CrMo4 zeigt den Unterschied Zeile für Zeile.

Welche Sorte für welches Teil — die Härtbarkeit entscheidet, nicht der Name

Ein Stift aus 16MnCr5 mit Mn 1,00–1,30 % und ein Großzahnrad aus 18CrNiMo7-6 mit Ni 1,40–1,70 % und Mo 0,25–0,35 % brauchen verschiedene Sorten, weil die Einhärtetiefe des Kerns mit dem Querschnitt wächst, nicht mit der Randhärte. Die Tabelle ordnet die 30 Sorten nach Bauteil; die Gegenstücke in der dritten Spalte sind nächstliegend oder Ersatz, nicht identisch.

Sortenwahl nach Bauteil — EN-Sorte, übliche Gegenstücke, Begründung aus der Zusammensetzung

Bauteil	EN-Sorte	Gegenstück AISI / JIS / GB / BS	Warum diese Sorte
Stifte, Buchsen, kleine Zahnräder	16MnCr5 (1.7131), 17Cr3 (1.7016)	5115, SCM415, GB 15CrMn, BS 527M17	Mn 1,00–1,30 und Cr 0,80–1,10 reichen für kleine Querschnitte; 5115 mit Mn 0,70–0,90 härtet flacher ein und bleibt ein Stift- und Buchsenstahl.
Zahnräder und Wellen allgemein	20MnCr5 (1.7147), 20NiCrMo2-2 (1.6523)	8620, 5120, SCM420, GB 20CrMnTi, GB 20CrMo	20MnCr5 mit Mn 1,10–1,40 und Cr 1,00–1,30 ist die Getriebe- und Achsradsorte in Europa; 8620 mit Ni 0,40–0,70 und Mo 0,15–0,25 dieselbe Rolle in den USA und in Großbritannien.
Ritzel und Bolzen, Modul 1 bis 4, Durchmesser bis etwa 60 mm	16MnCr5 (1.7131), 20MnCr5 (1.7147)	5120, 8620, SCM420, GB 20CrMnTi	Bei kleinem Querschnitt reicht 16MnCr5 mit Mn 1,00–1,30; ab etwa 40 mm Zahnkranzbreite oder bei Bolzen mit Kerbwirkung 20MnCr5 mit C 0,17–0,22 für den härteren Kern. Ritzel werden vor dem Härten verzahnt, Bohrung und Flanken danach geschliffen.
Nockenscheiben, Kurvenscheiben, Steuerkurven	16MnCr5 (1.7131), 20MnCr5 (1.7147)	5120, 8620, SCM420	Die Kurve läuft unter Rollen- oder Gleitreibung und braucht den harten Rand, der Kern bleibt zäh; die Kontur wird vor dem Aufkohlen gefräst und nach dem Härten mit Schleifaufmaß auf die Kurve geschliffen. Für Einzelstücke ohne Serienverschleiß ist 42CrMo4 vergütet die Alternative.
Riemenscheiben mit gehärteter Bohrung, Laufrollen, Nabenteile	16MnCr5 (1.7131), 20NiCrMo2-2 (1.6523)	8620, 8615, 5115, SCM415	Nur Bohrung und Nut brauchen den harten Rand — die Scheibe wird aus 16MnCr5 oder 20NiCrMo2-2 gedreht, Bohrung und Nut vor dem Härten fertig, die Bohrung danach auf H7 geschliffen; 8620 mit Ni 0,40–0,70 und Mo 0,15–0,25 steht in den Handbüchern amerikanischer Maschinen.
Stickmaschinenteile: Antriebsräder, Kurvenrollen, Greiferwellen, Nadelstangenführungen	16MnCr5 (1.7131), 20MnCr5 (1.7147), 20NiCrMo2-2 (1.6523)	8620, SCM420, GB 20CrMnTi, GB 20Cr	Kleine, schnell laufende Teile mit Gleit- und Wälzverschleiß; Randhärte 58–62 HRC bei 0,8 bis 1,0 mm CHD, Ersatzteile für japanische Maschinen laut Handbuch in SCM420 oder SCr420, für amerikanische in 8620 — gefertigt in 20MnCr5 oder 20NiCrMo2-2 mit Angabe der gewählten Sorte im Angebot.
Große, hochbelastete Zahnräder, Einsatzhärtetiefe 4–6 mm	18CrNiMo7-6 (1.6587), 17CrNi6-6 (1.5918)	4320 (Cr weicht ab), 8822, GB 20CrMnMo, BS 655M13	Cr 1,50–1,80, Ni 1,40–1,70 und Mo 0,25–0,35 geben die tiefste Einhärtung der EN-Sorten — Getriebe-, Windkraft- und Pumpenteile mit 4 bis 6 mm Einsatzhärtetiefe.
Luftfahrt, höchste Kernzähigkeit	14NiCrMo13-4 (1.6657)	9310 (AMS 6260 / 6265 / 6267), BS 835M15	Ni 3,00–3,50 trägt die Zähigkeit; 9310 weicht ab in C 0,08–0,13 und Mo 0,08–0,15 und hält P und S auf 0,025 % — enger als die 0,035 / 0,04 % der 86xx-Sorten.
Automatenteile in Serie	16MnCrS5 (1.7139)	1117 / 1118	S 0,020–0,040 bricht den Span bei unveränderter Härtbarkeit; 1117 / 1118 mit S 0,08–0,13 und Mn 1117: 1,00–1,30; 1118: 1,30–1,60 sind Ersatz ohne EN-Gegenstück, die Sulfide begrenzen die Zähigkeit.
Dünne, gering belastete Teile	C10E (1.1121), C15E (1.1141)	1018 / 1020, S15C, GB 15, BS 080M15	Ohne Legierungselemente härtet der Rand nur in kleinen Querschnitten voll durch; C 0,12–0,18 bei C15E gegen 0,15–0,20 bei 1018, Ölabschreckung nur bei kleinen Abmessungen.

Kleine Stifte, Buchsen und Distanzhülsen aus 16MnCr5 oder C15E laufen als mechanische Kleinteile nach Maß; Zahnräder, Wellen und Bolzen mit Härteangabe als Zeichnungsteile.

Einsatzhärten auf der Zeichnung — CHD, Randhärte, Kernhärte und die Reihenfolge der Bearbeitung

Eine vollständige Härteangabe lautet „einsatzgehärtet, CHD 550 HV1 = 0,8 mm, Randhärte 58–62 HRC“ nach ISO 2639 / DIN 50190 und legt damit Einsatzhärtungstiefe, Grenzhärte und Prüfverfahren in einer Zeile fest. Was die einzelnen Angaben für Ofen, Zerspanung und Schleifen bedeuten, steht in der Tabelle; die Zahlen gelten für Gasaufkohlen und Ölabschreckung.

Einsatzhärte-Angaben und ihre Folgen für Fertigung und Prüfung

Angabe	Wert / Bereich	Was es für das Teil heißt
Aufkohlungstemperatur	880–950 °C beim Gasaufkohlen, über 950 °C Hochtemperaturaufkohlen bis 1050 °C; Bodycote nennt 880 bis 980 °C	Bei dieser Temperatur nimmt der Rand Kohlenstoff auf; das Teil ist austenitisch und weich — der Verzug entsteht hier und beim Abschrecken, nicht beim Schleifen.
CHD auf europäischen Zeichnungen	Vickers-Härteverlauf am Querschliff nach ISO 2639 / DIN 50190, Grenzhärte 550 HV1; „CHD 550 1,0–1,5“ heißt: die Härte fällt zwischen 1,0 und 1,5 mm unter 550 HV	Eine Angabe ohne Grenzhärte ist unvollständig; Serienprüfungen mit CHD-R sind nur Vergleichsmessungen, die Normprüfung ist der Querschliff.
Einsatztiefe auf US-Zeichnungen	„effektive“ Einsatztiefe = Tiefe bis 50 HRC (Mikrohärte); „totale“ Einsatztiefe = gesamte aufgekohlte Schicht (visuell)	Beide Prüfungen zerstören das Teil — ein Prüfkörper aus derselben Charge läuft mit; bei einer 8620-Zeichnung fragen, welche der beiden Tiefen gemeint ist.
Randhärte	58–62 HRC nach Einsatzhärten, bei etwa 0,8 % C an der Oberfläche	Die Randhärte ist bei allen 30 Sorten ähnlich, weil sie vom aufgekohlten Rand kommt; die Sorte entscheidet über den Kern, nicht über den Rand.
Kernhärte	28–35 HRC bei 20CrMnTi nach Härten und Anlassen (Herstellerangabe); der Kern-Kohlenstoff bleibt unverändert	Der Kern trägt Zahnfuß und Welle; Ni, Cr und Mo bestimmen, wie tief der Kern in dicken Querschnitten mitgehärtet wird.
Einsatzhärtetiefe und Zeit	üblich 0,8–2,0 mm; Großzahnräder 4–6 mm; eine 6-mm-Schicht kostet rund fünf Tage Aufkohlen	Die Tiefe wächst mit der Wurzel der Zeit — jede Verdopplung der CHD vervierfacht die Ofenzeit; 0,8 mm ist für kleine Zahnräder die Regel.
Härten und Anlassen nach dem Aufkohlen	20MnCr5: Härten 830–870 °C, Öl- oder Wasserabschreckung, Anlassen 150–200 °C; 20CrMnTi: Aufkohlen 900–930 °C, erneut austenitisieren 820–850 °C	Das niedrige Anlassen nimmt dem Rand die Sprödigkeit, ohne die Härte zu senken; ein zweites Härten feinert das Korn bei mageren Chromstählen wie 20Cr.
Bearbeiten vor dem Härten, Schleifen danach	Fertigkontur vor dem Aufkohlen, Verzahnung und Sitze danach schleifen; das Schleifaufmaß gehört auf die Zeichnung	Ein einsatzgehärteter Rand lässt sich nicht mehr wirtschaftlich zerspanen; Bohrungen, Gewinde und Nuten werden vor dem Härten fertig, Passflächen bekommen Aufmaß.
Verzug	Quelle sind die Wärmebehandlung selbst und Eigenspannungen aus der Zerspanung; Presshärten oder Dornabschrecken begrenzt den Verzug an Ringen und Rädern	Schlanke Wellen und dünnwandige Buchsen verziehen sich am stärksten; wer die Passung H7 nach dem Härten braucht, plant das Schleifen ein.
Einsatzhärten, Carbonitrieren, Nitrieren	Carbonitrieren 820–900 °C, CHD meist bis 0,7 mm, für kleine Serienteile und unlegierte Stähle; Gasnitrieren bei etwa 520 °C am fertig bearbeiteten, vergüteten Teil ohne Abschrecken	Nitrieren verzieht am wenigsten und gehört zu 42CrMo4 oder Nitrierstählen, nicht zu Einsatzstählen; Carbonitrieren rettet unlegierte Sorten in dünnen Querschnitten.
Querschnittsgrenze unlegierter Stähle	Gasaufkohlen mit Ölabschreckung nur bei kleinen Querschnitten (Bodycote); 20Cr neigt zum Kornwachstum und braucht ein zweites Härten	C15E, 1018 und 20Cr sind Sorten für Stifte und dünne Buchsen; ab Zahnradgröße nimmt man 16MnCr5 oder 20MnCr5.
Abgrenzung zum Vergütungsstahl	42CrMo4: C 0,38–0,45 %, 4140: C 0,38–0,43 % — Vergütungsstähle; Einsatzstähle liegen unter 0,25 % C; 42CrMo4 wird induktiv auf mindestens 53 HRC randgehärtet, nicht aufgekohlt	Steht auf der Zeichnung „einsatzgehärtet“ und daneben 42CrMo4, ist eine der beiden Angaben falsch — vor dem Angebot klären.

Maße ohne Toleranzangabe fallen nach dem Härten unter die Allgemeintoleranzen nach ISO 2768 — für geschliffene Sitze gehört die Passung auf die Zeichnung, nicht in die Allgemeintoleranz.

Einsatzhärtetiefe CHD und Eht — dieselbe Zahl, zwei Namen, eine Grenzhärte von 550 HV1

Die Einsatzhärtungstiefe wird nach ISO 2639 und DIN 50190-1 als der senkrechte Abstand von der Oberfläche bestimmt, in dem der Härteverlauf am Querschliff auf die Grenzhärte 550 HV1 abgefallen ist; auf älteren deutschen Zeichnungen heißt dieselbe Größe Eht (Einsatzhärtungstiefe), auf neueren CHD (case hardening depth), und beide Angaben meinen dieselbe Messung mit Vickers-Eindrücken unter 1 kp Last. Eine vollständige Zeichnungsangabe lautet deshalb „CHD 550 HV1 = 0,8 + 0,4 mm“ oder „Eht 550 = 0,8–1,2“; fehlt die Grenzhärte, gilt 550 HV1 als Standardwert nach ISO 2639, und die Tiefe braucht immer eine Spanne, weil die Diffusion im Ofen nicht auf den Hundertstelmillimeter steuerbar ist.

Die Randhärte wird an der Oberfläche in HRC oder HV gemessen und liegt bei allen Sorten der Tabelle nach dem Abschrecken bei 58 bis 62 HRC, weil der aufgekohlte Rand mit etwa 0,8 % Kohlenstoff bei jeder Sorte gleich hart wird; die Sorte entscheidet über den Kern. Die Kernfestigkeit wird als Kernhärte (etwa 28 bis 35 HRC bei 20CrMnTi nach Herstellerangabe) oder als Zugfestigkeit am Kernwerkstoff nach dem Härten angegeben und hängt vom Kohlenstoff der Sorte und vom Querschnitt ab: Ein Bolzen aus C15E mit C 0,12–0,18 % bleibt im Kern weich, ein Zahnrad aus 18CrNiMo7-6 mit Ni 1,40–1,70 % härtet auch bei 100 mm Querschnitt tief mit. Wer Kernhärte und Randhärte auf der Zeichnung vorgibt, sollte auch die Prüfstelle angeben, weil der Zahnfuß, die Flanke und die Bohrung eines Rades verschiedene Werte liefern.

Vorbearbeiten vor dem Einsatzhärten, Fertigschleifen danach — und wie viel Verzugsaufmaß auf die Zeichnung gehört

Ein einsatzgehärtetes Teil wird vor dem Aufkohlen auf Fertigkontur zerspant und nach dem Härten nur noch an den Funktionsflächen geschliffen, weil ein Rand mit 58 bis 62 HRC mit Wendeschneidplatten nicht mehr wirtschaftlich zu bearbeiten ist. Bohrungen, Gewinde, Passfedernuten, Querbohrungen und Verzahnungen werden deshalb vor dem Härten fertig; Sitze mit Passung H7 oder h6, Verzahnungsflanken und Laufflächen bekommen ein Schleifaufmaß und werden nach dem Härten auf Maß gebracht. Gewinde in einsatzgehärteten Teilen sind nach dem Härten ebenfalls hart — wer ein M6-Gewinde später noch nachschneiden will, deckt es beim Aufkohlen mit Kupferpaste oder Schutzlack ab oder gibt die Stelle als „nicht gehärtet“ auf der Zeichnung an.

Das Verzugsaufmaß gehört als Zahl auf die Zeichnung — einige Zehntelmillimeter im Durchmesser an Sitzen und Bohrungen, mehr an Verzahnungsflanken großer Räder —, weil die Wärmebehandlung Form und Maß verändert; schlanke Wellen mit Länge über dem Zehnfachen des Durchmessers und dünnwandige Buchsen verziehen sich beim Abschrecken am stärksten und werden nach dem Härten gerichtet oder zwischen Spitzen geschliffen. Der Verzug entsteht beim Aufkohlen bei 880 bis 950 °C und beim Abschrecken, nicht beim Schleifen; Eigenspannungen aus dem Zerspanen kommen hinzu, weshalb bei Verzahnungen ein Spannungsarmglühen vor dem Aufkohlen üblich ist. Ringe, Riemenscheiben und Räder mit großer Bohrung werden auf dem Dorn oder in der Presse abgeschreckt, damit die Bohrung rund bleibt; für Einzelstücke und kleine Lose ist Aufmaß plus Schleifen der wirtschaftlichere Weg.

Aufkohlen, Carbonitrieren oder Nitrieren — welches Verfahren zu welcher Sorte gehört

Aufkohlen (Einsatzhärten) bei 880 bis 950 °C mit anschließendem Abschrecken ist das Verfahren für alle 30 Sorten der Tabelle: Der Rand nimmt Kohlenstoff bis etwa 0,8 % auf, Härten bei 830 bis 870 °C und Anlassen bei 150 bis 200 °C geben Randhärte 58 bis 62 HRC bei zähem Kern, und die Einsatzhärtetiefe reicht von 0,8 mm an Stiften bis 4 bis 6 mm an Großzahnrädern, wobei eine 6-mm-Schicht rund fünf Tage Ofenzeit kostet. Carbonitrieren bei 820 bis 900 °C führt neben Kohlenstoff auch Stickstoff in den Rand ein, bleibt meist unter 0,7 mm Einsatzhärtetiefe und ist das Verfahren für kleine Serienteile aus unlegierten Sorten wie C15E oder 1018, weil der Stickstoff die Randhärtbarkeit anhebt und die niedrigere Temperatur den Verzug mindert. Gasnitrieren bei etwa 520 °C ohne Abschrecken gehört zu vergüteten Stählen wie 42CrMo4 und zu Nitrierstählen wie 31CrMoV9: Das Teil wird fertig bearbeitet nitriert, verzieht sich kaum, erreicht aber nur eine dünne Verbindungsschicht mit einigen Zehntel Millimetern Diffusionszone und keinen Rand, der Wälzbeanspruchung wie eine Zahnflanke trägt. Steht auf der Zeichnung 16MnCr5 mit „nitriert“, ist meist „einsatzgehärtet“ gemeint; steht 42CrMo4 mit „einsatzgehärtet“, ist es umgekehrt — das Datenblatt 42CrMo4 zeigt, was der Vergütungsstahl an Randhärte über Induktion oder Nitrieren erreicht.

Wo die Tabelle aufhört — Stangenmaterial ab Lager, Fertigteile nach Zeichnung

Stangenmaterial in 16MnCr5 und 20MnCr5 liegt bei jedem Stahlhändler auf Lager, ein einsatzgehärtetes Zahnrad mit CHD 0,8 mm in der Zeichnungssorte liegt nirgends. EKINSUN ist ein Fertiger von Zeichnungsteilen, kein Stahlhändler: Für Teile ohne Einsatzhärtung entstehen dieselben Geometrien aus 42CrMo4 vergütet, Edelstahl 1.4301 / 1.4404 (304 / 316L) oder Aluminium 6061, für Sonderschrauben und Sondermuttern ebenso — die Sorte bestimmt die Zeichnung, nicht der Lagerbestand.

Einsatzstahl-Teile: was der Handel führt, was gefertigt wird

Was Sie brauchen	Im Katalog?	Was wir fertigen
Stangenmaterial 16MnCr5 oder 20MnCr5, rund oder sechskant, im Lieferzustand +A	Ja, lagernd beim Stahlhandel	Kaufen Sie es dort — bei Stangenware ist der Handel günstiger, und das steht so im Angebot.
Ersatzzahnrad oder Riemenscheibe in der Zeichnungssorte mit der Zeichnungs-CHD, Randhärte 58–62 HRC	Nein	Gefräst oder gedreht aus 16MnCr5, 20MnCr5 oder 18CrNiMo7-6, aufgekohlt auf die vorgegebene CHD bei 550 HV1, danach geschliffen; Härteprüfung am Teil auf Wunsch. Verzahnungen auch als Schraubräder.
Zeichnung sagt 8620, der Stahlhandel führt es nicht	Nein — in Europa selten lagernd	Fertigung in 20NiCrMo2-2 (1.6523), derselbe Stahl nach EN 10084 mit Ni 0,40–0,70 % und Mo 0,15–0,25 %; Zeugnis 3.1 zur Charge bei Serienaufträgen. Mehr zu Ersatzteilen nach Muster.
Sorte unbekannt, nur das alte Teil vorhanden	Nein	Härteprüfung an Rand und Kern, Analyse, dann die nächstliegende Sorte — meist 16MnCr5 oder 20MnCr5 — mit der gemessenen CHD; der Weg über das Altteil ist auf Reverse Engineering beschrieben.
Ein Einzelstück, für das ein eigener Aufkohlungsgang unwirtschaftlich ist	Nein	Bei einem einzelnen Teil ohne Verschleißpaarung ist vergüteter 42CrMo4 (C 0,38–0,45 %) oder Induktionshärten auf mindestens 53 HRC an der Lauffläche oft die bessere Antwort; welchen Weg wir empfehlen, steht im Angebot — siehe Prototyp und Einzelstück.
Zahnrad oder Welle in 20CrMnTi oder SCM420 aus einer chinesischen oder japanischen Maschine	Nein	20CrMnTi direkt (Cr 1,00–1,30 %, Ti 0,04–0,10 %) oder 20MnCr5 als nächstliegende EN-Sorte; SCM420 als GB 20CrMo oder in 20MnCr5 — die Wahl steht mit Begründung im Angebot.

Zwei Anfragen, wie sie ankommen: „Wir brauchen 25 Zahnräder nach Zeichnung in 16MnCr5, CHD 0,8, unser Lieferant hat nur 8620 — ist das dasselbe?“ Nein: 8620 ist 20NiCrMo2-2 mit Ni 0,40–0,70 % und Mo 0,15–0,25 %, 16MnCr5 ein Mangan-Chrom-Stahl mit Mn 1,00–1,30 % — beide härten ein, aber Kernhärte und Einhärtetiefe unterscheiden sich, und die Zeichnung gilt; 25 Zahnräder in 16MnCr5 mit CHD 0,8 mm sind ein normaler Auftrag. „Wir brauchen 20 bis 30 Riemenscheiben für eine Mehrkopf-Stickmaschine, vermutlich 8620 einsatzgehärtet, Bohrung 12 H7 mit Nut, das Handbuch nennt nur die amerikanische Sorte“ — gefertigt in 20NiCrMo2-2 (1.6523), Bohrung und Nut vor dem Aufkohlen fertig, die Bohrung danach auf H7 geschliffen, die 20 bis 30 Stück als ein Los. Ein Gewinde am Teil messen wir nach, wenn die Zeichnung fehlt: Gewinde messen.

Schnellantworten

Was entspricht 8620 in DIN/EN?

8620 entspricht 20NiCrMo2-2 (1.6523), in der alten DIN-Bezeichnung 21NiCrMo2, mit Ni 0,40–0,70 % und Mo 0,15–0,25 % in beiden Normen und C 0,17–0,23 % nach EN 10084 gegen 0,18–0,23 % nach SAE. BS 805M20 und JIS SNCM220 sind dieselbe Sorte; GB 20CrNiMo weicht in Mo 0,20–0,30 % und Ni 0,35–0,75 % ab und gilt als nächstliegend.

Was ist 16MnCr5 in AISI?

16MnCr5 (1.7131) hat kein direktes AISI-Gegenstück; SAE 5115 ist mit Mn 0,70–0,90 % gegen 1,00–1,30 % und Cr 0,70–0,90 % gegen 0,80–1,10 % nur nächstliegend und härtet flacher ein. In BS 970 stehen 527M17 und 590M17, in GB 15CrMn und 16MnCr; 20CrMnTi wird in China als Ersatz gesetzt.

Ist 20MnCr5 dasselbe wie 5120?

Nein. 5120 führt Mn 0,70–0,90 % und Cr 0,70–0,90 %, 20MnCr5 Mn 1,10–1,40 % und Cr 1,00–1,30 % bei gleichem Kohlenstoff um 0,17–0,22 %; 20MnCr5 härtet deshalb deutlich tiefer ein. JIS SCr420 und GB 20Cr liegen bei 5120, JIS SMnC420H und GB 20CrMnTi bei 20MnCr5.

Was entspricht SCM420?

SCM420 (JIS G4053) mit Cr 0,90–1,20 % und Mo 0,15–0,25 % entspricht am nächsten GB 20CrMo, das nur in Mn (0,40–0,70 % gegen 0,60–0,90 %) abweicht; AISI 4118 führt nur Cr 0,40–0,60 % und Mo 0,08–0,15 % und ist deutlich magerer. Keine EN-10084-Sorte deckt Cr um 1 % mit Mo 0,15–0,25 % bei 0,20 % C ab — die Wahl fällt zwischen GB 20CrMo und 20MnCr5 ohne Molybdän.

Was entspricht 20CrMnTi?

20CrMnTi (GB/T 3077) mit Cr 1,00–1,30 %, Mn 0,80–1,10 % und Ti 0,04–0,10 % entspricht am nächsten 20MnCr5 (1.7147), das Mn 1,10–1,40 % führt und ohne Titan auskommt; 5120 wird als Ersatz gesetzt, ist aber nicht gleichwertig. Herstellerangaben für 20CrMnTi: Randhärte 58–62 HRC, Kern 28–35 HRC, Einsatzhärtetiefe 0,8–2,0 mm.

Ist 42CrMo4 ein Einsatzstahl?

Nein. 42CrMo4 (1.7225) ist ein Vergütungsstahl mit C 0,38–0,45 %; er wird vergütet oder induktiv auf mindestens 53 HRC randgehärtet, nicht aufgekohlt. Einsatzstähle liegen unter 0,25 % C, damit der Kern nach dem Abschrecken zäh bleibt; 4140 mit C 0,38–0,43 % gehört in dieselbe Gruppe wie 42CrMo4.

Was bedeutet CHD 0,8 auf der Zeichnung?

CHD 0,8 ist die Einsatzhärtungstiefe von 0,8 mm: der Abstand von der Oberfläche, in dem die Härte am Querschliff auf 550 HV1 abgefallen ist, geprüft nach ISO 2639 / DIN 50190. Üblich sind 0,8 bis 2,0 mm, Großzahnräder gehen auf 4 bis 6 mm; auf US-Zeichnungen steht stattdessen die effektive Einsatztiefe bis 50 HRC.

Häufige Fragen zu Einsatzstählen und ihren Gegenstücken