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Federstahl
unter Spannung elastisch verformbarer Stahl Aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie
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Federstahl besitzt eine höhere Festigkeit als andere Stähle. Anwendungen sind z. B. die Federn in Fahrwerken von Kraftfahrzeugen, aber auch die kleine Feder, welche die Wäscheklammer zusammendrückt. Auch moderne kampftaugliche Schaukampfschwerter werden aus Federstahl hergestellt. Des Weiteren wird Federstahl, meist in Form des Bügels, in Headsets verbaut, so dass diese einerseits stabil und andererseits elastisch sind.
Jedes Bauteil kann bis zu einer Spannung (Elastizitätsgrenze) verformt werden, die durch den Werkstoff bestimmt ist, um danach ohne bleibende Verformung elastisch in den Ausgangszustand zurückzukehren. Die Werkstoffeigenschaft, die das ermöglicht, ist die Elastizität. Darüber hinausgehende Verformungen führen zu bleibender Verformung, d. h. plastischer Deformation.
Beispielsweise hat der Federstahl 38Si7 eine Elastizitätsgrenze (Streckgrenze) von mindestens 1150 N/mm² (bei einer Zugfestigkeit von 1300 bis 1600 N/mm²), verglichen mit 235 N/mm² bei dem Baustahl S235JR (Zugfestigkeit 360 N/mm²). Der maßgebliche Unterschied ist hierbei das Streckgrenzenverhältnis, d. h. das Verhältnis der Streckgrenze zur Zugfestigkeit des Werkstoffs, welches bei Federstählen üblicherweise im Bereich > 85 % liegt.
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Herstellung
Die Elastizität als herausragende Eigenschaft eines Federstahls wird durch Herstellen einer Legierung mit den entsprechenden Eigenschaften erzielt. Ein Legierungselement, das dieses begünstigt, ist (neben anderen) Silizium. Wichtig ist zudem, eine möglichst gleichmäßige Verteilung des Kohlenstoffs zu erreichen.
Beispiele
Im Freizeitbereich wird Federstahl für Gleitschuhe benötigt. Er wird auch als Rahmenmaterial bei Rucksäcken eingesetzt. Vorläufer des Federstahls sind die Stahlbogen in Armbrüsten.
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Normen
Zusammenfassung
Kontext
Nachfolgend eine Auswahl von Normen zum Thema Federstahl und deren Ersatz.
- Alle in dieser Europäischen Norm enthaltenen Stähle sind nach EN 10020 als legierte Edelstähle eingeteilt.
- Wärmebehandlungszustände nach Tabelle 1: wie gewalzt "+AR", behandelt auf Scherbarkeit "+S", weichgeglüht "+A", geglüht zur Erzielung kugeliger Carbide "+AC"
- Oberflächenausführung nach Tabelle 2: wie gewalzt "+AR", wie gewalzt und gebeizt "+PI", wie gewalzt und gestrahlt "+BC
- DIN 17221 Warmgewalzte Stähle für vergütbare Federn[8][9]
- Bei den in dieser Norm erfassten Stählen handelt es sich um legierte Edelstähle.
- Wärmebehandlungszustände nach Tabelle 1: unbehandelt "U", behandelt auf Scherbarkeit "C", weichgeglüht "G", geglüht auf kugelige Carbide "GKZ"
- Änderungen gegenüber Ausgabe 1972-12[10][11]
- Stahlsorte 51 Si 7 gestrichen, Stahlsorte 54 SiCr 6 aufgenommen.
- Stahlsorten 38 Si 7 und 60 SiCr 7 sind jetzt Edelstähle.
- Lieferzustand "geglüht auf kugelige Carbide" (GKZ) aufgenommen
- EN 10270-1 Stahldraht für Federn - Teil 1: Patentiert gezogener unlegierter Federstahl
- Draht, der durch Kaltumformung eines zuvor durch Patentieren (siehe EN 10252) wärmebehandelten Ausgangswerkstoffes auf Maß gezogen wurde, um eine geeignete Gefügestruktur für das anschließende Walzen oder Ziehen einzustellen. In der folgenden Tabelle ist der Stand von 2017-09 wiedergegeben.
- Federstahldraht ist herzustellen aus folgenden Stahlsorten:
- für SL, SM und SH nach EN ISO 16120-2
- für DM und DH nach EN ISO 16120-4
- Bezüglich der allgemeinen Anforderungen gilt EN ISO 16120-1.
- Der Federdraht kann phosphatiert (ph), entweder trockenblank oder nassblank gezogen, verkupfert (cu), mit Zink- (Z) oder Zink/Aluminium-Überzug (ZA) geliefert werden.
- Frühere Ausgaben:
- Draht, der im Durchlauf wie folgt wärmebehandelt wird: Zunächst Umwandlung zu Austenit, Abschrecken in Öl oder ähnlichem Abschreckmittel gefolgt von unmittelbarem Anlassen durch Erwärmen auf die geeignete Temperatur
- Änderungen gegenüber 2012-01: Neue Stahldrahtsorten in Tabelle 1 aufgenommen: FDSiCrV, TDSiCrV, VDSiCrV
- Frühere Ausgaben:
- Änderungen gegenüber 2001-08: Es wurden folgende neue Stahlsorten aufgenommen: X5CrNi18-10 (1.4301), X1NiCrMoCu25-20-5 (1.4539), X2CrNiMoN22-5-3 (1.4462)
- Frühere Ausgaben:
- DIN 17223-1 Runder Federstahldraht – Patentiert-gezogener Federdraht aus unlegierten Stählen - Technische Lieferbedingungen[8][9][11]
- In der Norm sind folgende Drahtsorten festgelegt:
- Drahtsorte A
- Drahtsorte B
- Drahtsorte C
- Drahtsorte D
- Oberflächenausführungen:
- trockenblank phosphatiert gezogen (tr bk phr nach DIN 1653)
- trockenblank grau gezogen (tr bk gr nach DIN 1653)
- trockenblank rötlich gezogen (tr bk rt nach DIN 1653)
- naßblank phosphatiert gezogen (n bk phr in damals aktueller DIN 1653 nicht enthalten, später in DIN 1653 aufgenommen)
- naßblank grau gezogen (n bk gr nach DIN 1653)
- naßblank rötlich gezogen (n bk rt nach DIN 1653)
- Gegenüber Ausgabe 1964-03 Drahtsorte II gestrichen, Drahtsorte D neu aufgenommen.
- Frühere Ausgaben
- 1964-03[10]:
- 1955-04: als DIN 17223
- DIN 17223-2 Runder Federstahldraht – Ölschlussvergüteter Federstahldraht aus unlegierten und legierten Stählen - Technische Lieferbedingungen[8][9]
- In der Norm sind folgende Drahtsorten festgelegt:
- VD (unlegiert)
- VD CrV (legiert)
- VD SiCr (legiert)
- FD (unlegiert)
- FD CrV (legiert)
- FD SiCr (legiert)
- Gegenüber Ausgabe 1964-03 CrV- und SiCr-legierte Drahtsorten aufgenommen.
- Frühere Ausgaben
- 1964-03[10]:
- 1955-04: als DIN 17223
- In der Norm sind folgende Drahtsorten festgelegt:
- Frühere Ausgaben
- 1968-07[10]:
- 1955-04:
- DIN 1570 Warmgewalzter gerippter Federstahl; Maße, Gewichte, zulässige Abweichungen, statische Werte; 1.2004 ersetzt durch DIN EN 10092-2
- DIN 4620 Federstahl, warmgewalzt, mit gerundeten Schmalseiten für Blattfedern; 1.2004 ersetzt durch DIN EN 10092-1
- DIN 17222 Kaltgewalzte Stahlbänder für Federn; 5.2000 ersetzt durch DIN EN 10132-1 und DIN EN 10132-4
- DIN 59145 Federstahl, warmgewalzt, mit halbkreisförmigen Schmalseiten; 1.2004 ersetzt durch DIN EN 10092-1
- DIN 59146 Federstahl, warmgewalzt, mit rechteckigem Querschnitt und gerundeten Kanten für Blattfedern; 1.2004 ersetzt durch DIN EN 10092-1
- EURONORM 89 Legierte Stähle für warmgeformte vergütbare Federn; Gütevorschriften; 12.2002 ersetzt durch DIN EN 10089
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Weblinks
Wiktionary: Federstahl – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen
- Material Archiv: Federstahl – umfangreiche Materialinformationen und Bilder
Einzelnachweise
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