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Stahl

Federstahl

Von Johanna Bauer | 19. Januar 2021
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Federstahl besticht durch seine hohe Festigkeit und bietet damit eine Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten, wie beispielsweise in der Messerherstellung. Doch was sind die speziellen Merkmale und wie unterscheidet sich Federstahl wirklich von anderen Stahlsorten? Unsere Experten enthüllen die Geheimnisse hinter diesem faszinierenden Material in unserem detaillierten Artikel.

Federstahl Eigenschaften
Federstahl zeichnet sich durch eine hohe Festigkeit aus
AUF EINEN BLICK
Was sind die Eigenschaften und Anwendungen von Federstahl?
Federstahl zeichnet sich durch hohe Festigkeit, Elastizität und Abriebfestigkeit aus und wird oft in Federn, Messern und Schaukampfschwertern verwendet. Legierungselemente wie Silizium, Mangan, Chrom, Vanadium und Molybdän tragen zu seinen besonderen Eigenschaften bei.

Was ist Federstahl

Wichtig ist zu wissen, dass bei allen Federstählen die typische Eigenschaft eine höhere Festigkeit ist. Darin unterscheidet sich Federstahl von anderen Stählen.

Festigkeit im physikalischen Sinn

Physikalisch heißt die Festigkeit auch Bruchspannung, sie kann in verschiedene Festigkeitsarten eingeteilt werden:

  • Zugfestigkeit
  • Druckfestigkeit
  • Kompressionsfestigkeit
  • Biegefestigkeit
  • Torsionsfestigkeit (Widerstand gegen Verdrehen) und in
  • Scherfestigkeit

eingeteilt werden, je nachdem welche Art von Belastung einwirkt. Auch kann man unterscheiden, ob es sich um eine statische oder dynamische Belastung handelt. Beim Federstahl bestehen dabei nicht in allen Bereichen hohe Festigkeitswerte, sondern lediglich in Bezug auf das sogenannte Streckgrenzenverhältnis (das Verhältnis zwischen Streckgrenze und Zugfestigkeit). In allen anderen Bereichen kann Federstahl durchaus geringere Werte haben, abhängig von der Legierung.

Vergleich der Streckgrenzenverhältnisse

Federstahl hat beispielsweise eine Elastizitätsgrenze von rund 1.150 N/mm² und eine Zugfestigkeit von 1.300 – 1.600 N/mm². Vergleicht man das mit Baustahl oder Betonstahl, liegen dessen Werte wesentlich geringer – schon die Streckgrenze beträgt beim Betonstahl allgemein nur 500 N/mm².

In der Praxis bedeutet das ganz einfach, dass man Federstahl sehr weit dehnen kann, bis er bricht oder dauerhaft seine Form ändert.

Weitere wichtige Eigenschaften von Federstählen

Federstahl kann auch immer dann eingesetzt werden, wenn es um eine möglichst hohe Abriebfestigkeit und Steifigkeit beim Stahl geht. Federstahl wird – wegen seiner besonderen Eigenschaften – oft auch als Messerstahl eingesetzt. Vor allem kampftaugliche Schaukampfschwerter werden häufig aus Federstahl hergestellt.

Grund dafür ist die meist geringe Randendkohlung von Federstahl. Die äußere Schicht wird dadurch weicher. Beim Federstahl wird eine solche Randendkohlung immer sorgfältig vermieden, da sie sich ungünstig auf die Federeigenschaften und Belastbarkeit des Stahls auswirken würde, wenn daraus Federn hergestellt werden.

Typische Legierungselemente für Federstahl

Wichtige Elemente in der Legierung sind:

  • Silizium
  • Mangan
  • Chrom
  • Vanadium
  • Molybdän

Federstähle sind daher (abhängig vom Chrom-Gehalt) meist hoch korrosionsfest. Gelegentlich wird korrosionsfesten Federstählen auch Nickel beigemengt. Durch das häufig nachfolgende Spannungsarmglühen wird eine weitere Verbesserung der Eigenschaften erreicht.

Federbandstahl

Federstahl wird häufig auch als Federbandstahl kaltgewalzt. Alternativ kann auch eine Wärmebehandlung erfolgen. Die wärmebehandelten Federstähle haben dabei eine Festigkeit (Zugfestigkeit) von lediglich rund 500 – 640 N/mm², während kaltverfestigte Stähle eine Zugfestigkeit ab meist 1.100 N/mm² aufweisen. Im Einzelfall kann sie bei diesen Stählen sogar bis zu 1.900 N/mm² gehen.

Normen für Federstahl

Für Federstähle gibt es eine ganze Anzahl von Normen, die dabei zur Anwendung kommen:

  • EN 10151
  • EN 10089
  • EN 10132
  • EN 10092-2
  • DIN EN 10270
Tipps & Tricks
Federstahl gibt es auch als Federstahldraht, für den wiederum eigene Normen und Vorschriften gelten.
Artikelbild: nikamata/iStockphoto