C45 (1.0503) ist ein unlegierter Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt, 42CrMo4 (1.7225) ein legierter Chrom-Molybdän-Stahl; beide sind Vergütungsstähle für Wellen, Zahnräder und ähnliche Maschinenteile. Bei 16 bis 40 mm Durchmesser liegt die festgelegte Zugfestigkeit für C45 bei 650 bis 800 MPa, für 42CrMo4 bei 1000 bis 1200 MPa, und 42CrMo4 hält seine Härte deutlich tiefer im Querschnitt.
Welche Normen gelten heute für C45 und 42CrMo4?
Die europäischen Normen EN 10083-2 (unlegierte Stähle) und EN 10083-3 (legierte Stähle), die ältere Zeichnungen und Werksdatenblätter noch nennen, sind zurückgezogen. DIN Media führt DIN EN 10083-2:2006-10 als ersetzt durch DIN EN ISO 683-1:2018-09 und DIN EN 10083-3:2007-01 als ersetzt durch DIN EN ISO 683-2:2018-09. Beide Nachfolgenormen sind als aktuell gekennzeichnet. Stand: 30.10.2026; einen Entwurf zur Überarbeitung haben wir für keinen der beiden Teile gefunden.
Die Festigkeitswerte in diesem Artikel stammen aus Werksdatenblättern von 2016 und 2017, die noch EN 10083 nennen. Die Datenblätter von Swiss Steel Group von 2023 führen bei 16 bis 40 mm dieselben Zahlen. Für ein sicherheitsrelevantes Teil lesen Sie die Tabellen des aktuellen Teils der EN ISO 683, bevor Sie sich auf einen Wert verlassen.
Wie unterscheiden sich C45 und 42CrMo4 in Zusammensetzung und Einsatz?
C45 holt seine Härtbarkeit aus dem Kohlenstoffgehalt. 42CrMo4 hat einen ähnlichen Kohlenstoffgehalt und zusätzlich 0,90 bis 1,20 % Chrom und 0,15 bis 0,30 % Molybdän; damit härtet er auch größere Querschnitte durch.
Tabelle 1. C45 und 42CrMo4 im Vergleich, Schmelzanalyse in Massenprozent
| C45 (1.0503) | 42CrMo4 (1.7225) | |
|---|---|---|
| Werkstoffart | Unlegierter Vergütungsstahl | Cr-Mo-legierter Vergütungsstahl |
| Kohlenstoff | 0,42–0,50 | 0,38–0,45 |
| Mangan | 0,50–0,80 | 0,60–0,90 |
| Chrom | max. 0,40 | 0,90–1,20 |
| Molybdän | max. 0,10 | 0,15–0,30 |
| US-Bezeichnung in den Datenblättern | SAE/AISI 1045 | SAE 4140 |
| In den Datenblättern genannte Teile | Achsen, Wellen, Zahnstangen, Zahnräder bei verhältnismäßig geringer Belastung | Getriebewellen, Zahnräder, Werkzeuge, Dehnschrauben |
Quelle: Saarstahl-Datenblatt C45; Swiss Steel Group C45E/C45R und 42CrMo(S)4, 2023; thyssenkrupp Werkstoffdatenblatt 42CrMo4, 2017. Die US-Bezeichnungen sind Äquivalente, keine identischen Sorten.
Die Werke führen C45E (1.1191) und C45R (1.1201) als Qualitätsbezeichnungen; 1.0503 ist die Werkstoffnummer, die Saarstahl für C45 angibt. Nennen Sie die vollständige Bezeichnung auf der Zeichnung.
Welche Festigkeit erreichen sie nach dem Vergüten?
Die Mindestfestigkeit sinkt mit größerem Querschnitt, weil der Kern eines dicken Stabs nicht so vollständig durchhärtet wie sein Rand.
Tabelle 2. Festigkeit im vergüteten Zustand (+QT) nach Durchmesser, Mindestwert Rp0,2 und Bereich von Rm, in MPa
| Durchmesser d, mm | C45 Rp0,2 | C45 Rm | 42CrMo4 Rp0,2 | 42CrMo4 Rm |
|---|---|---|---|---|
| bis 16 | 490 | 700–850 | 900 | 1100–1300 |
| über 16 bis 40 | 430 | 650–800 | 750 | 1000–1200 |
| über 40 bis 100 | 370 | 630–780 | 650 | 900–1100 |
| über 100 bis 160 | nicht tabelliert | nicht tabelliert | 550 | 800–950 |
Quelle: Saarstahl-Datenblatt C45 (Durchmesserbereiche bis 100 mm); thyssenkrupp Werkstoffdatenblatt 42CrMo4, 2017 (Bereiche bis 250 mm). Blankstahl nach EN 10277 hat eine eigene Tabelle; Swiss Steel Group nennt dort für 42CrMo4 bei 16 bis 40 mm eine Mindestbruchdehnung von 12 %.
Die Härtbarkeit erklärt den Abstand zwischen den beiden Spalten. Die Stirnabschreckkurven (Jominy) von Swiss Steel Group zeigen C45E bei 15 mm vom abgeschreckten Ende bei etwa 20 bis 30 HRC. Für 42CrMo4 im Band +HH liest die Kurve bei 50 mm noch etwa 35 HRC. Saarstahl tabelliert C45 bis 100 mm und 42CrMo4 bis 250 mm.
Welche Lieferhärte und welche Wärmebehandlungstemperaturen gelten?
Der Lieferzustand steht als Kürzel hinter der Bezeichnung: +A weichgeglüht, +S auf Scherbarkeit behandelt, +QT vergütet. Die Tabelle nennt die Härtegrenzen der beiden weichen Zustände und die Richtwerte, in denen ein Härter arbeitet.
Tabelle 3. Lieferhärte und Richtwerte für die Wärmebehandlung
| C45 | 42CrMo4 | |
|---|---|---|
| Weichgeglüht (+A), Höchsthärte | 207 HB | 241 HB |
| Auf Scherbarkeit behandelt (+S), Höchsthärte | 255 HB | 255 HB |
| Normalglühen, Luft | 840–880 °C | 850–880 °C |
| Weichglühen, Ofenabkühlung | 680–710 °C | 680–720 °C |
| Härten | 820–860 °C, Wasser oder Öl | 820–860 °C, Öl oder Wasser |
| Anlassen, Luft | 550–660 °C | 540–680 °C |
Quelle: Saarstahl-Datenblätter C45 und 42CrMo4 (beide nennen DIN EN 10083). thyssenkrupp gibt für 42CrMo4 820–880 °C zum Härten und 840–880 °C zum Normalglühen an.
Das sind Richtwerte. Es gilt das qualifizierte Verfahren des Härters, und die Anlasstemperatur entscheidet, wo im Festigkeitsband der Tabelle 2 ein Teil landet. Das Zeugnis sollte das tatsächlich angewandte Verfahren nennen.
Wie lassen sich die beiden Stähle zerspanen, und wann sollte spanend gefertigt werden?
Thyssenkrupp schreibt, dass die Zerspanbarkeit stark vom Gefüge abhängt. Die Normen begrenzen die Härte in den weichen Zuständen (Tabelle 3), und dort ist 42CrMo4 der härtere Werkstoff. Im vergüteten Zustand liegt seine festgelegte Rm bei 16 bis 40 mm rund 350 MPa über der von C45 an der unteren Grenze (1000 gegen 650 MPa); in der Regel bedeutet das höhere Schnittkräfte und mehr Werkzeugverschleiß beim CNC-Drehen und beim Fräsen.
Beide Sorten gibt es mit einem geregelten Schwefelbereich von 0,020 bis 0,040 %: C45R und 42CrMoS4, gegenüber höchstens 0,035 % bei C45E und 42CrMo4. Der Schwefelbereich gehört zur Bezeichnung; geben Sie ihn an, statt die Wahl dem Lieferanten zu überlassen.
Die Reihenfolge der Arbeitsschritte wiegt schwerer als die Sorte. Üblich sind zwei Wege:
- Weich zerspanen (+A oder +S), wärmebehandeln, dann die maßhaltigen Stellen fertig bearbeiten. Diesen Weg wählen Sie, wenn das Teil seine Festigkeit in der endgültigen Form erreichen muss.
- Stab im Zustand +QT kaufen und auf Festigkeit zerspanen. Swiss Steel Group liefert geschälten, vergüteten Blankstahl in Ø 15 bis 80 mm, stabweise gehärtet, und nennt als Eigenschaft bessere Geradheit und einen günstigeren Eigenspannungszustand als bei konventioneller Härtung. Danach folgt kein Härteschritt, das Teil kann sich also nicht mehr verziehen.
Wie stark ändert sich ein Teil beim Härten im Maß?
Ein Teil ändert beim Härten Maß und Form, und die Änderung ist zu groß, um sie auf einer Zeichnung mit Passungen zu übergehen. Ein Fachartikel zum Abschreckhärten in Thermal Processing (Juli 2022) trennt zwei Effekte. Die Maßänderung ist mit der Volumenänderung der Phasenumwandlung unvermeidlich. Die Formänderung kann erheblich sein, wenn verschiedene Bereiche des Teils zu unterschiedlichen Zeitpunkten umwandeln, und die Martensitumwandlung verursacht die meisten Abschreck- und die bei Raumtemperatur verbleibenden Eigenspannungen. Derselbe Artikel erwartet, dass das Anlassen diese Eigenspannungen nur wenig abbaut.
Schlanke Teile und Teile mit ungleicher Wanddicke kühlen ungleichmäßig, dort zeigt sich die Formänderung zuerst. Daraus folgen drei Regeln für die Praxis:
- Aufbohrungen, Sitze, Dichtflächen und Gewinde mit Aufmaß versehen und nach der Wärmebehandlung fertig bearbeiten.
- Das Aufmaß je Teil mit dem Härter abstimmen. Es hängt von der Geometrie, dem Abschreckmittel und der Ofencharge ab; die verwendeten Datenblätter nennen keine Zahl.
- Nach der Wärmebehandlung und vor dem Fertigbearbeiten messen, damit eine verlagerte Fläche auffällt, solange noch Material steht.
Wie Sie die Toleranz eines Merkmals festlegen, das nach dem Härten fertig bearbeitet wird, steht im Handbuch zu Toleranzen in der CNC-Fertigung.
Was müssen Zeichnung und Bestellung festlegen?
- Die Bezeichnung mit Zustand, Werkstoffnummer und datierter Norm schreiben, zum Beispiel „42CrMo4+QT (1.7225), EN ISO 683-2:2018“. Ein undatierter Verweis oder ein Verweis auf EN 10083 zeigt heute auf einen zurückgezogenen Text.
- Den Durchmesser oder die Dicke angeben, für die die Festigkeit gilt, weil das Minimum mit dem Querschnitt sinkt (Tabelle 2).
- Festlegen, welche Merkmale nach der Wärmebehandlung fertig bearbeitet werden und ob alle übrigen Maße davor oder danach gelten.
- Die Härtbarkeitsgruppe (+H, +HH, +HL) nur nennen, wenn das Teil sie braucht. Swiss Steel Group liefert 42CrMo(S)4 ohne weitere Angabe in +HH.
- Ein EN-10204-3.1-Zeugnis verlangen, das Analyse, Wärmebehandlungszustand und mechanische Prüfwerte zeigt.
Wann ist keiner der beiden Stähle die richtige Wahl?
Das Schweißen ist die erste Grenze. Thyssenkrupp nennt die legierten Vergütungsstähle mit offenen Lichtbogenverfahren schwierig schweißbar: Bei 0,30 bis 0,45 % Kohlenstoff können die wärmebeeinflusste Zone und das Schweißgut aufhärten, Vorwärmen, eine kontrollierte Arbeitstemperatur und langsames Abkühlen sind in der Regel nötig. Die Festigkeit einer Naht mit kohlenstoffarmem Zusatzwerkstoff weicht zudem von der des Grundwerkstoffs ab. Legen Sie fest, ob der Stahl normalgeglüht oder vergütet geschweißt wird, oder wechseln Sie für Schweißbaugruppen zu einer schweißgeeigneten Sorte.
Korrosion ist die zweite Grenze. Keiner der beiden Stähle ist korrosionsbeständig, ein Teil in nasser oder chemischer Umgebung braucht eine Beschichtung oder eine nichtrostende Sorte, siehe Zerspanung von Edelstahl. Teile, die eine harte, verschleißfeste Randschicht auf einem zähen Kern brauchen, fertigt man üblicherweise aus Einsatzstählen, die ISO 683-3 abdeckt, und nicht aus diesen beiden.
Häufige Fragen
- Ist C45 dasselbe wie AISI 1045?
- Saarstahl und Swiss Steel Group führen beide als Äquivalente, nicht als identische Sorten. Jede Norm setzt eigene Grenzwerte für die Zusammensetzung, deshalb muss das Werkstoffzeugnis nennen, nach welcher Norm der Stab geprüft wurde.
- Ist 42CrMo4 dasselbe wie AISI 4140?
- Saarstahl nennt SAE 4140H, Swiss Steel Group führt AISI 4137 und 4140 als internationale Bezeichnungen des 42CrMo4. Das sind Äquivalente, keine identischen Sorten. Schreiben Sie die EN-Bezeichnung und die Norm auf die Zeichnung und lassen Sie die tatsächliche Analyse im Zeugnis zeigen.
- Ist EN 10083 zurückgezogen?
- Teil 2 und Teil 3 sind es. DIN Media führt DIN EN 10083-2:2006-10 als ersetzt durch DIN EN ISO 683-1:2018-09 und DIN EN 10083-3:2007-01 als ersetzt durch DIN EN ISO 683-2:2018-09. Beide Nachfolgenormen sind mit Stand 30.10.2026 als aktuell geführt.
- Welche Zugfestigkeit erreicht vergüteter 42CrMo4?
- Die Werksdatenblätter geben bis 16 mm Durchmesser eine Mindeststreckgrenze Rp0,2 von 900 MPa und eine Zugfestigkeit Rm von 1100 bis 1300 MPa an. Bei 16 bis 40 mm gelten 750 MPa und 1000 bis 1200 MPa, bei 40 bis 100 mm 650 MPa und 900 bis 1100 MPa.
- Welcher der beiden Stähle lässt sich leichter zerspanen?
- C45 ist in jedem Zustand der Tabelle 3 der weichere Stahl: weichgeglüht ist C45 auf 207 HB begrenzt, weichgeglühter 42CrMo4 auf 241 HB. Beide gibt es mit geregeltem Schwefelbereich von 0,020 bis 0,040 % (C45R, 42CrMoS4); diese Variante ist für die Serienfertigung auf der Drehmaschine die richtige Angabe.
- Ändert ein Teil beim Härten seine Maße?
- Ja. Ein Fachartikel zum Abschreckhärten hält die Maßänderung mit der Volumenänderung der Phasenumwandlung für unvermeidlich und die Formänderung für erheblich, wenn verschiedene Bereiche des Teils zu unterschiedlichen Zeitpunkten umwandeln. Bearbeiten Sie kritische Merkmale nach der Wärmebehandlung fertig oder vereinbaren Sie ein Aufmaß mit dem Härter.
Quellen
- DIN EN 10083-2:2006-10, zurückgezogen, ersetzt durch DIN EN ISO 683-1:2018-09 (DIN Media)
- DIN EN 10083-3:2007-01, zurückgezogen, ersetzt durch DIN EN ISO 683-2:2018-09 (DIN Media)
- DIN EN ISO 683-1:2018-09, unlegierte Vergütungsstähle, aktuell (DIN Media)
- DIN EN ISO 683-2:2018-09, legierte Vergütungsstähle, aktuell (DIN Media)
- Saarstahl C45, Werkstoff-Datenblatt, 1.0503 (Saarstahl)
- Saarstahl 42CrMo4 und 42CrMoS4, Werkstoff-Datenblatt, 1.7225 und 1.7227 (Saarstahl)
- Werkstoffdatenblatt 42CrMo4 und 42CrMoS4, MX/TIS-TS_00/01.2017 (thyssenkrupp Materials Services)
- Technisches Datenblatt C45E bzw. C45R +QT +SH, 2023 (Swiss Steel Group)
- Technisches Datenblatt 42CrMo(S)4 +QT +SH, 2023 (Swiss Steel Group)
- Stress evolution during quench hardening of steel, Thermal Processing, 15. Juli 2022
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