Zahnstahl

Zahnstahl bezeichnet eine Gruppe von Stählen, die speziell für die Herstellung von Zahnrädern und Zahnradkomponenten entwickelt wurden. Ziel ist eine Kombination aus Härte, Verschleißfestigkeit und ausreichender Zähigkeit, damit Zahnräder langfristig hohe Belastungen aufnehmen können.

Zahnstähle können durch unterschiedliche Wärmebehandlungen eingesetzt werden. Es gibt durchhärtende Stähle, die eine harte, verschleißfeste Oberfläche mit einem zähen Kern ergeben, sowie Carburier- bzw. Nitrierstähle, die durch Aufkohlen oder Nitrieren eine harte Zahnschicht bei relativ zähem Kern bilden. Durchgehärtete Zahnstähle liefern gleichmäßige Eigenschaften über den gesamten Querschnitt, case-hardened Stähle ermöglichen hingegen eine besonders harte Zahnoberfläche bei moderater Kernzähigkeit. Die Wahl der Wärmebehandlung hängt von Belastung, Schmierung und Einsatzumgebung ab.

Typische Materialfamilien umfassen carburierbare Stähle (für Aufkohlen und Oberflächenhärten) sowie legierte oder unlegierte durchhärtende Stähle. In der Praxis kommen Bezeichnungen wie Carburierstähle (z. B. für Aufkohlung) und Durchhärtungsstähle (z. B. für Getriebe der Antriebstechnik) vor. Beispiele aus der Praxis sind carburierbare Stähle wie 16MnCr5 bzw. 20CrMn5 sowie durchhärtende Stähle wie 42CrMo4, die in der Industrie häufig für Zahnräder eingesetzt werden. Die genaue Wahl richtet sich nach Beanspruchung, Drehzahl, Schmierung, Werkstoffverfügbarkeit und Kosten.

Anwendung finden Zahnstähle vor allem in Automobilgetrieben, Industriegetrieben, Maschinenbaubau und anderen Antriebssystemen, in denen eine ernste Balance zwischen Festigkeit, Verschleißfestigkeit und Zähigkeit erforderlich ist.