Schnellarbeitsstahl

Schnellarbeitsstahl ist ein hochlegierter Werkzeugstahl, der hauptsächlich als Schneidstoff genutzt wird, also für Fräswerkzeuge, Bohrer, Drehmeißel und Räumwerkzeuge. Die Bezeichnung bezieht sich auf die gegenüber gewöhnlichen Werkzeugstahl drei- bis viermal höheren Schnittgeschwindigkeiten. Während gewöhnlicher Werkzeugstahl bereits ab etwa 200 °C seine Härte verliert, behält Schnellarbeitsstahl bis etwa 600 °C seine Härte. Die gebräuchlichen Kurzbezeichnungen beginnen mit HSS oder HS, abgeleitet vom englischen High Speed Steel. Deutsche Bezeichnungen sind Hochgeschwindigkeitsstahl, (Hochleistungs-)Schnellschnittstahl, Hochleistungsschnellarbeitsstahl und Hochleistungsschnittstahl. Die Bezeichnungen AHSS und HSS sind nicht unmittelbar verwandt, obwohl es sich in beiden Fällen um Werkzeugstähle handelt. AHSS steht für Advanced High Strength Steel (Deutsch etwa: Weiterentwickelter hochfester Stahl) und bezeichnet moderne hochfeste unlegierte Kaltarbeitsstähle. Schnellarbeitsstahl verdrängte bei Zerspanungswerkzeugen nach seiner Entwicklung 1906 sehr rasch den gewöhnlichen Werkzeugstahl (Kaltarbeitsstahl) und hat diesen dort inzwischen fast vollständig ersetzt. Von allen in der modernen, industriellen Zerspantechnik genutzten Schneidstoffen wie u. a. Hartmetall, Cermets oder Bornitrid, verfügt Schnellarbeitsstahl zwar über die höchste Bruchfestigkeit und beste Schleifbarkeit, aber die geringste Warmhärte und Verschleißfestigkeit, sodass mit anderen Schneidstoffen noch höhere Schnittgeschwindigkeiten möglich sind. Die wichtigsten Legierungselemente sind Kohlenstoff, Wolfram, Molybdän, Vanadium, Chrom und Cobalt, deren Anteil bis über 30 % ausmachen kann. Seine Härte erhält Schnellarbeitsstahl, wie alle anderen Werkzeugstähle auch, durch sein martensitisches Grundgefüge, das aus Eisen und Kohlenstoff besteht. Die übrigen Legierungselemente sorgen für eine bessere Verschleißbeständigkeit und für die Beständigkeit des Martensits bis zu Temperaturen von 600 °C. Die hohe Warmhärte und hohe Wärmefestigkeit gegenüber gewöhnlichem Werkzeugstahl beruht auf der Wärmebehandlung: Zunächst wird der Schnellarbeitsstahl bei über 1200 °C geglüht und danach abgeschreckt, um das martensitische Grundgefüge zu erzeugen. Anschließend folgt mehrmaliges Anlassen bei etwa 550 °C, bei dem die Sprödigkeit zurückgeht und aus dem Martensit winzige Carbide (Wolfram-/Molybdän-/Vanadium-Kohlenstoff-Verbindungen) ausscheiden, die für die Warmhärte und Wärmefestigkeit verantwortlich sind.