AISI/SAE-Stahlnummern erklärt: 4140, 1045 und 304 lesen

Das vierstellige System für Kohlenstoff- und legierte Stähle

Bei Kohlenstoff- und legierten Stählen hat der SAE/AISI-Code vier Ziffern:

• Erste Ziffer — Legierungsfamilie: 1 = Kohlenstoff, 2 = Nickel, 3 = Nickel-Chrom, 4 = Molybdän (einschließlich Cr-Mo und Ni-Mo), 5 = Chrom, 6 = Chrom-Vanadium, 7 = Wolfram, 8 = Nickel-Chrom-Molybdän, 9 = Silicium-Mangan.
• Zweite Ziffer — ungefährer Gehalt des Hauptlegierungselements bei legierten Stählen: 23xx enthält ungefähr 3.5% Ni, 31xx ungefähr 1.25% Ni mit Chrom. Bei einfachen Kohlenstoffstählen der Reihe 10xx ist sie einfach 0.
• Letzte beiden Ziffern — nomineller Kohlenstoff in Hundertstel Prozent: 4140 ≈ 0.40% C, 1045 ≈ 0.45% C, 8620 ≈ 0.20% C.

So liest sich 4140 als "Cr-Mo-Familie, etwa 0.40% Kohlenstoff" und 4340 als "Ni-Cr-Mo-Familie, 0.40% Kohlenstoff" — das System sagt Ihnen auf einen Blick die Rezepturklasse, weshalb Ingenieure immer noch darin denken.

Unterfamilien der Kohlenstoffstähle

• 10xx — einfache Kohlenstoffstähle.
• 11xx — aufgeschwefelte Automatenstähle.
• 12xx — aufgeschwefelte und rephosphorierte Automatenstähle.
• 15xx — Kohlenstoffstähle mit erhöhtem Mangan (typischerweise 1.00–1.65%).

Buchstaben innerhalb des Codes tragen echte Informationen: B kennzeichnet borbehandelten Stahl (50B44), L kennzeichnet verbleiten Automatenstahl (12L14), und ein abschließendes H (4140H) bedeutet, dass Härtbarkeitsgrenzen zu einem Standardband garantiert werden statt nur die Chemie.

Nichtrostend: eine andere dreistellige Logik

Nichtrostende und hitzebeständige Stähle verwenden drei Ziffern, wobei die erste Ziffer eine Familie ist, kein Element:

• 2xx — austenitisch Chrom-Nickel-Mangan.
• 3xx — austenitisch Chrom-Nickel: 304, 316, 321. Die letzten beiden Ziffern sind Seriennummern innerhalb der Familie.
• 4xx — Chromstähle: martensitisch (410, 420) und ferritisch (430, 409).
• 5xx — hitzebeständige Sorten mit niedrigem Chromgehalt.
• 6xx — ausscheidungshärtende Sorten (630, besser bekannt als 17-4 PH).

Suffixbuchstaben sind ebenso wichtig wie die Ziffern: L = niedriger Kohlenstoff (≤ 0.03%), H = kontrollierter höherer Kohlenstoff für Kriecheinsatz, N = stickstoffverfestigt, Ti/Nb = stabilisierte Sorten (316Ti, 347).

Zwei weitere wissenswerte Konventionen

• Der Buchstabe E vor einem Code (E52100, der Wälzlagerstahl) bezeichnet historisch das Schmelzen im Elektroofen — eine Prozessgarantie, die an dieselbe Legierung geknüpft ist, nicht an eine andere.
• Codes, die die ersten drei Ziffern teilen, sich aber im Kohlenstoff unterscheiden, sind Stähle mit unterschiedlichem Verhalten: 4130, 4140 und 4150 führen eine Cr-Mo-Rezepturfamilie allein durch den Kohlenstoffgehalt und die von ihm ermöglichte Wärmebehandlung in Rohr-, Wellen- bzw. Federanwendungen.

Vorbehalte

Der Code beschreibt nur die nominelle Chemie — er sagt nichts über Produktform, Wärmebehandlung oder garantierte Eigenschaften aus, die aus der bestellten ASTM/ASME-Spezifikation stammen. AISI selbst pflegt das System nicht mehr; die Verantwortung ging an SAE und ASTM über, und die Nummern überleben formal als UNS-Bezeichnungen (G41400, S30400), die moderne Spezifikationen zitieren. Zwei Sorten, die in unterschiedlichen Spezifikationen einen vierstelligen Code teilen, gehören zur selben Legierungsfamilie, sind aber nicht automatisch austauschbare Produkte.