Wichtige Erkenntnisse
- Verwenden Sie 42CrMo4 oder SAE 4140 als Sortenidentität innerhalb einer vollständigen Produktspezifikation; Formulierungen wie „ASTM 4140“, „4140 QT“ oder „42CrMo4 äquivalent“ lassen wesentliche Anforderungen ungelöst.
- Mit älteren EN 10083-3-Referenzen sollte bewusst umgegangen werden. Im DIN-Katalog ist diese Route als zurückgezogen und durch DIN EN ISO 683-2 ersetzt aufgeführt, eine Zeichnung oder ein Vertrag kann jedoch nicht ohne Zustimmung des Käufers geändert werden.
- Die mechanischen Werte von ISO 683-2 sind an den Wärmebehandlungszustand und die Größenbereiche gebunden, während SAE J404 die Chemie und nicht einen einzelnen Satz mechanischer Eigenschaften der gelieferten Stangen definiert.
- Vergleichen Sie die Angebote anhand von Querschnitt, Lieferzustand, Eigenschafts- und Probenahmegrundlage, Oberflächenaufmaß, Prüfung, Rückverfolgbarkeit und Abweichungsstatus – nicht allein nach Stahlsortenname oder nominalem Legierungsgehalt.
Beginnen Sie mit der Norm, nicht mit der Werkstoff-Vergleichstabelle
42CrMo4 und SAE 4140 werden häufig für Wellen, Stifte, Kupplungen, Zahnräder, Rohlinge für Hydraulikzylinderstangen und Ausgangsmaterial für Verbindungselemente in Betracht gezogen. Damit ist keine der beiden Stahlsorten automatisch die richtige Wahl. Die Zeichnung muss weiterhin Querschnittsgröße, Belastung, Kerben, Temperatur, Oberflächenzustand, Korrosionsschutz und die Folgen eines Versagens berücksichtigen.
42CrMo4 ist eine ISO-/europäische Bezeichnung, die üblicherweise mit der Werkstoffnummer 1.7225 verbunden ist. Die chemische Zusammensetzung von SAE 4140 ist in SAE J404 definiert. Die Angabe „ASTM 4140“ ist unvollständig: ASTM veröffentlicht Produktspezifikationen, während 4140 eine SAE-Stahlsortenbezeichnung ist. Wenn ein ASTM-Normweg gefordert ist, benennen Sie auch das Dokument, etwa ASTM A29/A29M für allgemeine Anforderungen an warmumgeformte Stäbe oder ASTM A434/A434M für vergütete legierte Stahlstäbe, und ergänzen Sie die erforderliche Klasse oder die geforderten Eigenschaften.
Ältere Zeichnungen zitieren oft EN 10083-3. DIN Media listet seine deutsche Übernahme 2007 als zurückgezogen und ersetzt durch DIN EN ISO 683-2:2018-09 auf, diese Auflistung stellt jedoch keine Überarbeitung einer Kundenzeichnung dar. Geben Sie die Ausgabe auf dem RFQ an oder äußern Sie eine klare Aufforderung zur Änderung, bevor Sie die Bestellung aufgeben.
Halten Sie die Dokumentenhierarchie einfach: zuerst die Bestellung und genehmigte Abweichungen, dann Zeichnung und Projektspezifikation, anschließend die benannte Werkstoffnorm und ihre allgemeinen Anforderungen. So verhindern Sie, dass Lieferantenstandardbedingungen, ein ERP-Alias oder eine Vergleichstabelle unbemerkt den vereinbarten Lieferumfang verändern.
42CrMo4 und 4140 sind ähnlich, aber nicht identisch
Die Bereiche der chemischen Zusammensetzung überschneiden sich, stimmen aber nicht Element für Element überein. Eine Schmelze kann die Vorgaben einer Bezeichnung erfüllen und einen Grenzwert der anderen verfehlen. Wenn eine Doppelzertifizierung wichtig ist, vergleichen Sie die tatsächliche Schmelzenanalyse mit beiden Normen; eine Werkstoff-Vergleichstabelle des Lieferanten reicht nicht aus.
Bei den mechanischen Eigenschaften ist der Unterschied größer. ISO 683-2 enthält Anforderungen für festgelegte Zustände und Größenbereiche. SAE J404 definiert die chemische Zusammensetzung von 4140, jedoch keinen einheitlichen Bereich für Zugfestigkeit, Streckgrenze, Dehnung, Kerbschlagkennwerte oder Härte aller gelieferten Stäbe. Eine Bestellung von 4140 benötigt daher eine Produktspezifikation oder gesonderte Eigenschaftsvorgaben. ASTM A434/A434M ist ein möglicher Normweg für vergütete legierte Stahlstäbe, sofern seine Festigkeitsklassen und Größenbegrenzungen zur Anwendung passen.
| Stahlsorte und maßgebliche Norm | Chemische Zusammensetzung nach Schmelzenanalyse, Massen-% | Grundlage der mechanischen Eigenschaften | Käuferinterpretation |
|---|---|---|---|
| 42CrMo4 — ISO 683-2:2016 / maßgebliche Übernahme als EN ISO | C 0.38–0.45; Si 0.10–0.40; Mn 0.60–0.90; Cr 0.90–1.20; Mo 0.15–0.30; P ≤0.025; S ≤0.035. | +QT, maßgeblicher runder Querschnitt d >16–40 mm: Rp0.2 ≥750 MPa, Rm 1000–1200 MPa, A ≥11%, Z ≥45%, KV ≥35 J; d >40–100 mm: Rp0.2 ≥650 MPa, Rm 900–1100 MPa, A ≥12%, Z ≥50%, KV ≥35 J. | Verwenden Sie die Zeile für den tatsächlichen maßgeblichen Querschnitt, den Werkstoffzustand, die Probenahme und die Prüfdefinition. Übertragen Sie keinen Eigenschaftsbereich für kleine Querschnitte auf einen größeren Stab oder auf ein nach dieser Grundlage nicht qualifiziertes Fertigteil. |
| SAE 4140 — SAE J404_200901 | C 0.38–0.43; Si 0.15–0.35; Mn 0.75–1.00; Cr 0.80–1.10; Mo 0.15–0.25; P ≤0.035; S ≤0.040. | SAE J404 legt die chemische Zusammensetzung fest, jedoch keinen einheitlichen Bereich für Zugfestigkeit, Streckgrenze, Dehnung, Kerbschlagkennwerte oder Härte der gelieferten Stäbe. ASTM A434/A434M ist ein möglicher, gesondert zu vereinbarender Normweg für QT-Stäbe mit Festigkeitsklassen und Größenbegrenzungen. | Ergänzen Sie die gewählte Produktspezifikation, die Klasse oder die Eigenschaftswerte, Größe, Lieferzustand, Probenahmeort und -häufigkeit sowie Anforderungen an Oberfläche, Abmessungen, Prüfung und Prüfbescheinigung. |
Stababmessungen und Lieferzustand ändern die Antwort
„QT“ oder „+QT“ bedeutet, dass der Stab vergütet wurde; damit ist die Spezifikation noch nicht vollständig. Ergänzen Sie Eigenschaftsbereich, maßgeblichen Querschnitt, gegebenenfalls die Temperatur der Kerbschlagprüfung und eine Härteanforderung, Probenlage, Prüfhäufigkeit und den durch jede Probe repräsentierten Bereich. Liegt der Bestelldurchmesser außerhalb des Größenbereichs der Norm, vereinbaren Sie einen gesonderten Nachweisplan, statt den Tabellenwert zu extrapolieren. [1][5]
Der maßgebliche Querschnitt ist der Querschnitt, nach dem die Anforderungen an die mechanischen Eigenschaften ausgewählt werden. Er kann sowohl vom größten eingekauften Durchmesser als auch von der am stärksten versagensgefährdeten Geometriestelle abweichen. Eine abgesetzte Welle kann beispielsweise als großer Rohling wärmebehandelt werden, während eine Ausrundung, Nut, ein Gewindegrund oder eine Keilverzahnung die empfindlichste Stelle bleibt. Wenn das Verhalten im Kern entscheidend ist, verwenden Sie eine für den Querschnitt repräsentative Prüfung, statt sich auf die Oberflächenhärte zu verlassen.
Der Oberflächenzustand beeinflusst sowohl die Kosten als auch das verbleibende Bearbeitungsaufmaß. Schwarze Stäbe können Zunder, Entkohlung, Längsfehler und größere Maßabweichungen aufweisen. Schälen oder Drehen entfernt die äußere Schicht; Schleifen kann eine präzisere Oberfläche und engere Maßtoleranzen ermöglichen. Keine dieser Bearbeitungen korrigiert eine falsche Stahlsorte oder Wärmebehandlung. Geben Sie Lieferdurchmesser, Mindestmaß nach dem vollständigen Abtragen der zu entfernenden Randschicht, Aufmaß je Seite, Toleranz, Geradheit und etwaige funktionsbedingte Rauheitsanforderungen an.
Sagen Sie abschließend, wer die letzte Wärmebehandlung und das Richten durchführt. Geglühter Stab, der zum späteren Schmieden und Wärmebehandeln gekauft wird, ist nicht dasselbe Angebot wie fertiger +QT Stab. Erkundigen Sie sich bei einem vom Lieferanten gelieferten QT-Stab, wann das Richten stattfindet, ob eine Spannungsentlastung verwendet wird und welchen Zustand die gemeldeten Tests darstellen.
Šimunović und Kollegen maßen die HV10-Härte an festgelegten Positionen in 42CrMo4-Proben nach dem Abschrecken in Wasser und anschließendem Anlassen. Die Ergebnisse änderten sich sowohl mit der Messposition als auch mit der Anlassdauer. Ein Qualifizierungsbericht sollte ebenso jeden Messwert seiner Prüfposition und thermischen Vorgeschichte zuordnen; die Probenergebnisse der Veröffentlichung sind keine Grenzwerte für die Abnahme eines bestellten Stabs. [7]
Informieren Sie sich zu verfügbaren Abmessungen, Wärmebehandlung und Bearbeitung im Angebot von JOTAIN: Lieferung von 4140 / 42CrMo4 QT-Rundstahl und senden Sie uns die angegebenen Größen- und Eigenschaftsanforderungen für ein Angebot zu.
Bevor Sie einen Festigkeits- oder Härtewert in die Bestellung übernehmen, nutzen Sie diesen Leitfaden: 42CrMo4/4140 mechanical-property specification guide zur Abstimmung von Lieferzustand, maßgeblichem Querschnitt, Probenlage und Wortlaut der Prüfbescheinigung.
Die Prüfung sollte sich am Risiko orientieren
Prüfen Sie zunächst, ob Bestellung, Stab- oder Bündelkennzeichnung und Prüfbescheinigung hinsichtlich Schmelzennummer, Stahlsorte, Norm, Abmessungen, Menge und Lieferzustand übereinstimmen. Benennen Sie anschließend die erwarteten Ergebnisse. Ein Dokumenttyp nach ISO 10474 bezeichnet die Art des Dokuments; er legt nicht fest, welche Prüfungen darin enthalten sein müssen.
Wenn die Bestellung eine Prüfbescheinigung EN 10204 Typ 3.1 verlangt, muss diese Vorgabe zur Werkstoffnorm und zu den Kundenanforderungen passen. Beim Trennen stellt sich eine zusätzliche Rückverfolgbarkeitsfrage: Legen Sie fest, wie die Schmelzen- und Chargenkennzeichnung auf die Rohlinge übertragen wird. Für die Drittprüfung sind Haltepunkt, Vorankündigungsfrist, zu prüfende Unterlagen und Freigabeberechtigte für das Material anzugeben.
Für die zerstörungsfreie Prüfung reicht die Angabe „UT bestanden“ ebenfalls nicht aus. Benennen Sie Verfahren, Prüfumfang, Kalibrierungs- oder Referenzgrundlage, Annahmeniveau, Prüfstadium, Personalqualifikation, Angaben im Prüfbericht und den Umgang mit ungeprüften Stabenden. Gehen Sie bei Magnetpulverprüfung, Entkohlung, Makrogefüge, Reinheitsgrad oder Korngröße ebenso vor. Wenn ein Ergebnis die Annahmeentscheidung nicht beeinflussen kann, prüfen Sie, ob die betreffende Prüfung erforderlich ist.
Behandeln Sie einen vorgeschlagenen Ersatz als separates technisches Angebot. Darin sollten die Bezeichnung, die Auflage, die Produktspezifikation, der Zustand, die Größe, die Eigenschaft und die Probenahmebasis, die Prüfdokumente sowie etwaige Preis- oder Zeitplanänderungen aufgeführt sein. Der Einkauf kann das Angebot vergleichen; Technik und Qualität entscheiden darüber, ob es akzeptabel ist.
Eine RFQ als Grundlage für die Angebotserstellung
Eine gute Anfrage unterscheidet drei Gruppen: Anforderungen, vom Lieferanten zurückzumeldende Informationen und genehmigungspflichtige Alternativen. Die erste Gruppe umfasst Zeichnung, Stahlsorte, Norm, Abmessungen, Zustand, Eigenschaften, Prüfung, Prüfbescheinigung, Rückverfolgbarkeit, Verpackung und Bestimmungsort. Die zweite fordert den Lieferanten auf, seinen Fertigungs- und Prüfweg zu beschreiben. Die dritte legt fest, ob Substitutionen verboten sind oder getrennt angeboten werden dürfen.
Das folgende Beispiel gilt für einen vergüteten Wellenrohling gemäß der ISO-Route. Ersetzen Sie die Musterabmessungen, Eigenschaften, Inspektion und Logistik durch die Projektanforderungen. Wenn SAE 4140 über ASTM A434/A434M gekauft wird, geben Sie die Klasse und den relevanten Größenbereich an, anstatt ISO-Eigenschaftswerte in die ASTM-Bestellung einzumischen.
Vergleichen Sie jedes Angebot mit derselben Liste und kennzeichnen Sie jede Zeile als erfüllt, abweichend oder nicht zutreffend. Klären Sie Widersprüche vor der Freigabe der Bestellung, einschließlich Lieferantenbedingungen, die Toleranzen, Prüfungen oder Annahmekriterien ändern. Die endgültige PO und die Auftragsbestätigung sollten die vereinbarten Abweichungen ausweisen.
Verwenden Sie das folgende Vergleichsblatt, wenn Sie ein Angebot von JOTAIN Materials anfordern oder ein anderes Angebot vergleichen. Es prüft, ob der Lieferant auf dieselbe Anforderung geantwortet hat; es genehmigt weder einen Werkstoffaustausch noch legt es Annahmewerte für die Auslegung fest.
| Festlegung in der RFQ | Zu protokollierende Antwort des Lieferanten | Bis zur Klärung offenhalten |
|---|---|---|
| Stahlsorte und Normenweg für das Produkt | Genaue Bezeichnung, Produktstandard und Ausgabe; Listen Sie jede Alternative separat auf | Ein Angebot über SAE 4140 für eine Bestellung von 42CrMo4 ohne dokumentierten Vergleich |
| Querschnitt und Lieferzustand | Bestellte Abmessungen, maßgeblicher Wärmebehandlungsquerschnitt, Lieferzustand und vereinbarte Eigenschaftsvorgaben | Eine +QT-Angabe ohne Angaben zum maßgeblichen Querschnitt oder zur Probenahme |
| Nachweise der mechanischen Eigenschaften | Geforderte Werte, Probenlage und -orientierung, Prüfhäufigkeit und durch die Probe repräsentierte Charge | Ein typischer Datenblattwert, dargestellt als tatsächliches Ergebnis |
| Verarbeitung und Maße | Lieferdurchmesser und Toleranz, Geradheit, Oberflächenbearbeitungsroute und verbleibendes Bearbeitungsaufmaß | Eine Prozessangabe wie „geschliffen“ ohne Annahmekriterien für die Lieferabmessungen |
| Prüfung und Dokumentation | Bestellte Prüfungen und Annahmekriterien, Berichte mit tatsächlichen Ergebnissen, Dokumentart und Schmelzen-/Chargenkennzeichnung | Eine Angabe wie „MTC“ oder „UT bestanden“ ohne Prüfumfang oder Rückverfolgbarkeit |
| Abweichungen und Freigabe | Nummerierte Ausnahmen, Genehmiger und die akzeptierte technische/kommerzielle Revision | Produktions- oder Versandannahmen, die nicht akzeptiert wurden |
Position: Vergüteter Rundstab aus legiertem Stahl für Wellenrohlinge
Zeichnung: [Zeichnungsnummer und Änderungsstand]; Anwendung und kritischer Querschnitt sind in der Anlage angegeben
Erforderliche Stahlsorte: 42CrMo4 (1.7225)
Norm und Ausgabe: ISO 683-2:2016 / vom Käufer festgelegte nationale Übernahme
Abmessungen und Menge: Ø85 mm × 6 200 mm, 24 Stäbe; maßgeblicher Querschnitt 85 mm, sofern die Zeichnungsprüfung nichts anderes ergibt
Lieferzustand: +QT, geschält; bestellte Durchmessertoleranz, Geradheit, Rauheit und Mindestmaß nach Abtrag der Oberflächenschicht gemäß beigefügter Spezifikation
Mechanische Anforderungen: Zutreffender Abmessungsbereich zuzüglich Projektanforderungen bei der angegebenen Probenorientierung und Entnahmestelle; der Lieferant muss angeben, wofür jedes Ergebnis repräsentativ ist
Prüfung: Schmelzenanalyse, Ergebnisse aus Zug- und Kerbschlagbiegeversuch, Härte, Abmessungen, Oberfläche und Kennzeichnung; UT ausschließlich gemäß den beigefügten Anforderungen an Verfahren, Prüfumfang, Annahmekriterien und Prüfbericht
Bescheinigung: Vom Käufer geforderte Prüfbescheinigung mit tatsächlichen Ergebnissen, Schmelzennummer und Rückverfolgbarkeit von Stab/Los
Alternativen: SAE 4140 darf nur gesondert als Abweichung mit einem Vergleich Klausel für Klausel unter Angabe der vorgeschlagenen Produktspezifikation und Eigenschaftsgrundlage angeboten werden; vor der Lieferung ist die schriftliche Zustimmung des Käufers erforderlich
Verpackung/Kennzeichnung: Die Identifikation von Stahlsorte, maßgeblicher Norm, Schmelze, Abmessungen, Bestellposition (PO) und Stabbündel muss während des Versands erhalten bleiben
Bestimmungsort: [Stadt, Land und Incoterm]; gewünschter Versandzeitraum [Datumsbereich]Fragen, die Käufer stellen
Welche Dokumente sollten Käufer für Stangen aus legiertem Stahl anfordern?
Benennen Sie die erforderliche Art der Prüfbescheinigung und führen Sie die Ergebnisse auf, die sie enthalten muss: Stahlsorte und Normausgabe, Schmelzenanalyse, Schmelzen- oder Chargenkennzeichnung, Lieferzustand, mechanische Prüfungen und Probenahme, Abmessungen, Oberflächenprüfung, gegebenenfalls vereinbarte NDT, Kennzeichnung und Freigabestatus. ISO 10474 definiert die Dokumentarten; Produktnorm und Bestellung legen die Prüfungen fest.
Was sollten Käufer vor der Bestellung von Rundstäben 42CrMo4 / 4140 bestätigen?
Bestätigen Sie Stahlsorte, Produktnorm und Normausgabe, Zeichnungsrevision, Abmessungen, maßgeblichen Querschnitt, Menge, Wärmebehandlungs- und Oberflächenzustand, Eigenschaften und Probenahme, Toleranzen, Prüfbescheinigungen, Rückverfolgbarkeit, Verpackung, Bestimmungsort und Lieferbedingungen. Behandeln Sie 42CrMo4 und SAE 4140 als getrennte Angebote, sofern die Erfüllung beider Anforderungen nicht genehmigt wurde.
Wann ist der QT-Zustand bei Stäben aus 42CrMo4 / 4140 wichtig?
Der QT-Zustand ist wichtig, wenn der Lieferant den Stab vergütet mit den vereinbarten Eigenschaften liefern muss. Die RFQ muss weiterhin den maßgeblichen Querschnitt, Eigenschaftsbereich, Prüfort und Prüfhäufigkeit, gegebenenfalls eine Härteanforderung, Richtfolge und Prüfbescheinigung nennen. „4140 QT“ allein reicht nicht aus.
Sind 4140 und 42CrMo4 immer austauschbar?
Nein. Die Bereiche ihrer chemischen Zusammensetzung überschneiden sich, stimmen aber nicht überein. Die Normen legen auch nicht dieselben vertraglichen Eigenschaftsanforderungen für die gelieferten Stäbe fest. Die Austauschbarkeit erfordert eine projektspezifische Freigabe durch Technik und Qualitätssicherung, die chemische Zusammensetzung, Produktform, Querschnitt, Wärmebehandlung, Eigenschaften, Probenahme, Prüfung, Kundenanforderungen und Bescheinigungstext abdeckt.
RFQ Checkliste
- Zeichnungsnummer, Revision, Komponentenfunktion, kritische Geometrie, Betriebstemperatur, Lastspektrum und Fehlerfolgen
- Erforderliche Bezeichnung, maßgeblicher Produkt-/Materialstandard, ggf. nationale Übernahme und genaue Ausgabe
- Umgang mit bisherigen EN 10083-3-Verweisen und Freigabebefugnis für jede Umstellung auf EN ISO 683-2
- Eingekaufter Durchmesser, maßgeblicher Querschnitt, Mindestdurchmesser nach Abtrag der Oberflächenschicht, Länge, Menge, Toleranz, Ovalität und Geradheit
- Geglühter, normalgeglühter, +QT-, warmgewalzter, geschmiedeter, geschälter, gedrehter, geschliffener oder vorbearbeiteter Zustand
- Mechanische Kennwerte, Temperatur der Kerbschlagprüfung, gegebenenfalls Härte, Probenorientierung, radiale/axiale Lage, Prüfhäufigkeit und Wiederholungsprüfregel
- Verantwortung für die Wärmebehandlung, Qualifikationsnachweis, Richtreihenfolge und Beziehung zwischen Tests und gelieferten Stäben
- Oberflächenqualität, Entkohlung, Aufmaß, Rauheit, Regel zur Fehlerbeseitigung und Weiterverarbeitungsroute
- ZfP-Verfahren, Prüfumfang, Kalibrierungs-/Referenzgrundlage, Annahmekriterien, Prüfstadium, Personal, Bericht und Umgang mit ungeprüften Endbereichen
- Art der Prüfbescheinigung, tatsächliche Ergebnisse, Rückverfolgbarkeit von der Schmelze zum Stab oder zur Charge, Kennzeichnung, Prüfpunkte mit Zeugenbeteiligung und Freigabe
- Vergleichsmatrix der Alternativangebote, Freigabeverantwortliche beim Käufer/Kunden und eine eindeutige Vorgabe, dass vor der Freigabe keine Werkstoffsubstitution zulässig ist
- Verpackung, Korrosionsschutz, maximale Bündelmasse, Bestimmungsort, Incoterm und erforderliches Versandfenster
Referenzen
- ISO 683-2:2016 Legierte Stähle zum Abschrecken und Anlassen
- DIN EN 10083-3:2007-01 Technische Lieferbedingungen für legierte Stähle
- SAE J404_200901 Chemische Zusammensetzung von SAE-Legierungsstählen
- ASTM A29/A29M-23 Allgemeine Anforderungen an warmumgeformte Stahlstäbe
- ASTM A434/A434M-24 Stangen aus vergütetem legiertem Stahl
- ISO 10474:2013 Stahl und Stahlerzeugnisse — Prüfbescheinigungen
- Simunovic et al.: Abschrecken, Anlassen und Querschnittshärte von 42CrMo4
Unterstützung bei Anfragen
Haben Sie eine Stahlsorte oder Spezifikation zur Prüfung?
Senden Sie die Zeichnung oder RFQ mit Stahlsorte, Abmessungen, Lieferzustand, Bearbeitung, Prüfung, Menge und Bestimmungsort. Wir können offene Punkte vor der Angebotserstellung aufzeigen.