C45: Technische Daten Stahl
Der C45 (1.0503, EN ISO 683-1:2018 (früher EN 10083-2)) ist der im allgemeinen Maschinenbau am weitesten verbreitete unlegierte Vergütungsstahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt (0,45 % C): Er bietet ein gutes Verhältnis von Festigkeit, Zerspanbarkeit und Kosten für Wellen, Bolzen, Zahnräder sowie für vergütete oder induktiv gehärtete Bauteile.
01Stahl C45: grundlegende Merkmale und Eigenschaften
Der C45 (Werkstoffnummer 1.0503) ist ein unlegierter Qualitätsstahl zum Vergüten, genormt in EN ISO 683-1:2018 (früher EN 10083-2), mit einem Kohlenstoffgehalt von nominell 0,45 %. Er ist wegen seines günstigen Verhältnisses von Festigkeit, Zerspanbarkeit und Kosten einer der verbreitetsten Stähle mit mittlerem Kohlenstoffgehalt im europäischen Maschinenbau. Im vergüteten Zustand (+QT) erreicht er je nach Durchmesser eine Zugfestigkeit von 630 bis 850 MPa. Im normalgeglühten Zustand (+N) zeigt er ein gleichmäßiges ferritisch-perlitisches Gefüge und eine gute Zerspanbarkeit. Seine Härtbarkeit ist begrenzt: Durchhärten gelingt nur bei kleinen und mittleren Querschnitten (die Norm legt +QT-Eigenschaften bis 100 mm fest), während sich der Werkstoff gut für das Randschichthärten durch Induktion oder Flamme eignet (55-60 HRC).
Zu den typischen Einsatzfällen zählen Wellen, Bolzen, Zahnräder, Pleuel, Naben, Werkzeuge und Bauteile unter mäßiger statischer und dynamischer Beanspruchung. Sind höhere Festigkeit oder Härtbarkeit gefordert, greift man zu legierten Vergütungsstählen wie 42CrMo4 oder 39NiCrMo3.
Bezugsnorm ist EN ISO 683-1:2018; sie hat die früheren Normen EN 10083-1 (allgemeine technische Lieferbedingungen) und EN 10083-2 (unlegierte Vergütungsstähle) zusammengeführt und deckt Zusammensetzung, Eigenschaften und Lieferbedingungen ab. International entspricht ihr ISO 683-1. Für Blankstahl - kaltgezogen, geschält und poliert - gilt EN ISO 683-7:2024 (früher EN 10277), für die Prüfbescheinigungen EN 10204. Maßgebend ist die EN-Bezeichnung C45; die Entsprechungen AISI/SAE 1045, JIS S45C und der frühere GOST 45 sind unverbindlich.
Formate, verfügbare Durchmesser und die Angebotsanfrage finden Sie auf der Produktseite C45.
02Chemische Zusammensetzung von Stahl C45
Die chemische Zusammensetzung des C45 ist in EN ISO 683-1:2018 (früher EN 10083-2) für die Schmelzenanalyse festgelegt. Da es sich um einen unlegierten Stahl handelt, sind Chrom, Molybdän und Nickel nur als Begleitelemente innerhalb von Grenzen zulässig, die diese Einordnung erhalten.
| Güte | C | Si | Mn | P max | S | Cr max | Mo max | Ni max | Cu max | Cr+Mo+Ni max |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| C45 (1.0503) | 0,42-0,50 | 0,10-0,40 | 0,50-0,80 | 0,045 | 0,045 | 0,40 | 0,10 | 0,40 | 0,30 | 0,63 |
| C45E (1.1191) | 0,42-0,50 | 0,10-0,40 | 0,50-0,80 | 0,025 | 0,035 | 0,40 | 0,10 | 0,40 | 0,30 | 0,63 |
| C45R (1.1201) | 0,42-0,50 | 0,10-0,40 | 0,50-0,80 | 0,025 | 0,020-0,040 | 0,40 | 0,10 | 0,40 | 0,30 | 0,63 |
Die drei Güten unterscheiden sich nur in Phosphor und Schwefel: alle anderen Elemente, die mechanischen Eigenschaften, die Anlasskurve und die physikalischen Eigenschaften sind identisch. Anders ist jedoch, was die Norm zusichert: Kerbschlagarbeit KV (15 J), Härtbarkeitsband +H und Härte im geglühten Zustand +A (max. 207 HBW) sind nur für C45E und C45R vorgeschrieben, nicht für die Grundgüte C45. Siderticino liefert je nach Verfügbarkeit alle drei; die tatsächlich gelieferte Güte steht in der Auftragsbestätigung und im Abnahmeprüfzeugnis 3.1.
Der Kohlenstoff (0,42-0,50 %) bestimmt die Härtbarkeit und die nach dem Härten erreichbare Härte. Das Silicium (≤ 0,40 %) wirkt als Desoxidationsmittel und trägt zur Mischkristallverfestigung bei. Das Mangan (0,50-0,80 %) erhöht die Härtbarkeit, begünstigt ein gleichmäßiges Martensitgefüge und bindet den restlichen Schwefel als Mangansulfid ab, was dessen versprödende Wirkung bei hohen Temperaturen mindert. Phosphor und Schwefel sind in der Grundqualität auf je 0,045 % begrenzt, Phosphor in den Qualitäten E und R auf 0,025 % (Tabelle 1), um die Versprödung in Grenzen zu halten.
03Mechanische Eigenschaften von Stahl C45
3.1Überblick
Die mechanischen Eigenschaften hängen vom Lieferzustand und vom Bezugsdurchmesser ab: Die Normwerte gelten immer für einen festgelegten Prüfquerschnitt, denn mit zunehmendem Querschnitt fallen die Eigenschaften infolge der begrenzten Härtbarkeit ab.
3.2Eigenschaften im normalgeglühten Zustand (+N)
| Durchmesser d [mm] | Rp0,2 min [MPa] | Rm min [MPa] | A min [%] |
|---|---|---|---|
| ≤ 16 | 340 | 620 | 14 |
| > 16-100 | 305 | 580 | 16 |
| > 100-250 | 275 | 560 | 16 |
Im normalgeglühten Zustand wird Rm als Mindestwert und nicht als Spanne angegeben. Das ferritisch-perlitische Gefüge sichert Gleichmäßigkeit und eine gute Zerspanbarkeit und macht diesen Zustand ideal für Halbzeug, das noch vergütet werden soll, oder für Einsatzfälle mit mäßigen mechanischen Anforderungen.
3.3Eigenschaften im vergüteten Zustand (+QT)
| Durchmesser d [mm] | Rp0,2 min [MPa] | Rm [MPa] | A min [%] | Z min [%] |
|---|---|---|---|---|
| ≤ 16 | 490 | 700-850 | 14 | 35 |
| > 16-40 | 430 | 650-800 | 16 | 40 |
| > 40-100 | 370 | 630-780 | 17 | 45 |
| > 100 | In der Norm nicht festgelegt - nach Vereinbarung (begrenzte Härtbarkeit) |
EN ISO 683-1:2018 (früher EN 10083-2) legt die +QT-Eigenschaften des C45 bis zu einem Bezugsdurchmesser von 100 mm fest. Darüber hinaus ist das Durchhärten nicht gewährleistet, und die Eigenschaften sind zwischen Hersteller und Auftraggeber zu vereinbaren. Das Vergüten erzeugt einen angelassenen Martensit, der das Verhältnis von Festigkeit und Zähigkeit für Bauteile unter mäßiger bis hoher dynamischer Beanspruchung optimiert.
3.4Härte
| Zustand | Härte |
|---|---|
| Geglüht +A (EN ISO 683-1:2018 (früher EN 10083-2)) (nur C45E / C45R) | ≤ 207 HBW |
| Behandelt auf Scherbarkeit +S (EN ISO 683-1:2018 (früher EN 10083-2)) | ≤ 255 HBW |
| Vergütet +QT (Richtwert, aus Rm umgerechnet) | ≈ 185-250 HBW |
| Randschichthärten durch Induktion oder Flamme | 55-60 HRC |
04Härtbarkeit des C45 und Kohlenstoffäquivalent
Die Härtbarkeit des C45 ist durch das Fehlen von Legierungselementen von Natur aus begrenzt: Ein garantiertes Jominy-Härtbarkeitsband wird für den Standard-C45 in der Regel nicht geliefert; es bleibt den legierten Sorten in der Ausführung +H vorbehalten. In der Praxis lässt sich nur bei kleinen Durchmessern durchhärten. Mit zunehmendem Querschnitt bleibt der Kern weitgehend ferritisch-perlitisch; deshalb schreibt die Norm +QT-Eigenschaften nur bis 100 mm vor. Für das Randschichthärten dagegen genügt der Kohlenstoffgehalt von 0,45 % völlig, um 55-60 HRC zu erreichen.
Für die Schweißeignung ist das Kohlenstoffäquivalent CEV maßgebend (IIW-Formel: C + Mn/6 + (Cr+Mo+V)/5 + (Ni+Cu)/15); bezogen auf die Nennzusammensetzung liegt es bei ≈ 0,56 und steigt mit zunehmenden Begleitelementen. Da der CEV deutlich über 0,45 liegt, erfordert das Schweißen ein Vorwärmen und besondere Maßnahmen. Der tatsächliche Wert der Schmelze ist der Analyse im Zeugnis (MTC, EN 10204) zu entnehmen.
05Physikalische Eigenschaften von Stahl C45
Die folgenden Werte sind Richtwerte aus der Literatur (nicht normativ) und ändern sich mit Temperatur und Werkstoffzustand; sie dienen als Bezug für thermische und maßliche Berechnungen.
| Eigenschaft | Richtwert |
|---|---|
| Dichte | ≈ 7,85 g/cm³ |
| Elastizitätsmodul E | ≈ 210 GPa (20 °C); ≈ 205 GPa (100 °C); ≈ 185 GPa (300 °C) |
| Linearer Wärmeausdehnungskoeffizient (20-100 °C) | ≈ 11-12 x10-6 K-1 |
| Wärmeleitfähigkeit | ≈ 45-50 W/(m·K) |
| Spezifische Wärmekapazität | ≈ 460-490 J/(kg·K) |
Der C45 hat keine scharfe Schmelztemperatur, sondern ein Erstarrungsintervall, wie es für Kohlenstoffstähle typisch ist (Schmelzbeginn etwa 1420-1460 °C; für kritische Berechnungen beim Herstellwerk zu bestätigen).
06Wärmebehandlungen von Stahl C45
| Behandlung | Temperatur und Medium |
|---|---|
| Schmieden / Warmwalzen | 1100 → 850 °C |
| Normalglühen (+N) | 840-880 °C, Abkühlen an Luft |
| Weichglühen (+A) | 680-710 °C, Abkühlen im Ofen |
| Härten (Austenitisieren) | 820-860 °C, Abkühlen in Wasser oder Öl |
| Anlassen | 550-660 °C, Abkühlen an Luft |
6.1Vergüten: Härten und Anlassen
Das Vergüten ist die wichtigste Wärmebehandlung des C45: Beim Härten wird bei 820-860 °C austenitisiert und rasch abgekühlt (Wasser im unteren, Öl im oberen Teil des Bereichs, je nach Querschnitt und Rissgefahr). Das Anlassen bei 550-660 °C stellt den Kompromiss zwischen Festigkeit und Zähigkeit ein: Höhere Temperaturen begünstigen Duktilität und Zähigkeit, niedrigere die Festigkeit.
Weitere Stähle derselben Familie finden Sie auf der Seite Vergütungsstähle.
6.2Normalglühen und Weichglühen
Das Normalglühen (840-880 °C, Luft) verfeinert das Korn und vereinheitlicht das Gefüge - als Endzustand für mäßige Anforderungen oder zur Vorbereitung der Bearbeitung. Das Weichglühen (680-710 °C, Ofen) senkt die Härte (≤ 207 HBW) und erleichtert so die spanende Bearbeitung.
6.3Randschichthärten und Schweißen
Das Randschichthärten durch Induktion oder Flamme bringt die Oberfläche bei zähem Kern auf 55-60 HRC und begegnet damit örtlichem Verschleiß (Keilwellen, Ritzel, Kontaktflächen). Die Schweißeignung ist bedingt: Empfohlen werden ein Vorwärmen (etwa 150-250 °C) und ein Spannungsarmglühen nach dem Schweißen bei 550-660 °C, um wasserstoffinduzierte Risse zu vermeiden. Wird häufig oder an kritischen Stellen geschweißt, ist ein Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt (C25, C35) oder ein Baustahl (S355) die bessere Wahl.
07C45 im Vergleich: 42CrMo4 und 39NiCrMo3
Reichen Härtbarkeit oder Festigkeit des C45 nicht aus (große Querschnitte, hohe Lasten, starke Schwingbeanspruchung), fällt die Wahl auf legierte Vergütungsstähle. Der folgende Vergleich verwendet für die +QT-Eigenschaften den gemeinsamen Abmessungsbereich > 40-100 mm.
| Merkmal | C45 (1.0503) | 42CrMo4 (1.7225) | 39NiCrMo3 (1.6510) |
|---|---|---|---|
| Norm | EN ISO 683-1:2018 (früher EN 10083-2) | EN ISO 683-2:2018 (früher EN 10083-3) | EN 10083-3:2006 (zurückgezogen) |
| Typ | unlegiert | Cr-Mo-legiert | Ni-Cr-Mo-legiert |
| C [%] | 0,42-0,50 | 0,38-0,45 | 0,35-0,43 |
| Wichtigste Legierungselemente | - | Cr 0,90-1,20; Mo 0,15-0,30 | Ni 0,70-1,00; Cr 0,60-1,00; Mo 0,15-0,25 |
| Rp0,2 min +QT [MPa] | 370 | 650 | 685 |
| Rm +QT [MPa] | 630-780 | 900-1100 | 880-1080 |
| Härtbarkeit | begrenzt | hoch | hoch |
| Durchhärtung (Anhaltspunkte) | kleine Querschnitte | kleine und mittlere Querschnitte | auch große Querschnitte |
| Schweißeignung | bedingt | bedingt (Vorwärmen) | schlecht (Vorwärmen; anfällig für Anlassversprödung) |
| Typische Anwendungen | Wellen, Bolzen, mäßig belastete Zahnräder | Wellen, Zahnräder, hochfeste Verbindungselemente | hoch belastete Bauteile, große Querschnitte |
08Industrielle Anwendungen von Stahl C45
8.1Automobilindustrie und Antriebstechnik
Antriebswellen, Nockenwellen, Achsen, Pleuel und Zahnräder: Nach dem Vergüten erreicht der Werkstoff in den gebräuchlichen Querschnitten 630-800 MPa Rm; bei Zahnrädern verbindet das Randschichthärten (55-60 HRC) harte Oberfläche und zähen Kern.
8.2Maschinen- und Anlagenbau
Hier liegt das wichtigste Einsatzgebiet: Wellen, Bolzen, Naben und Bauteile für Drehmaschinen, Fräsmaschinen, Pressen und CNC-Werkzeugmaschinen, dazu Pressensäulen, Untergesenke und Extruderwellen, bei denen Festigkeit und Zerspanbarkeit gleichermaßen entscheidend sind.
8.3Bauwesen und Stahlbau
Verbindungselemente, Zuganker und Bauteile, die eine höhere Festigkeit als weiche Stähle verlangen; für geschweißte Verbindungen gelten die Hinweise zur Schweißeignung. Eingesetzt wird der C45 auch für Formen und Vorrichtungen, bei denen Verschleißfestigkeit (durch Randschichthärten) und ein zäher Kern gefordert sind.
09Lieferzustände des C45
| Kurzzeichen | Lieferzustand |
|---|---|
| +N | Normalgeglüht |
| +QT | Vergütet (Härten + Anlassen) |
| +A | Geglüht (für die Zerspanbarkeit) |
| +S | Behandelt auf Scherbarkeit |
| +C | Kaltgezogen |
| +SH | Geschält |
10Internationale Entsprechungen (unverbindlich)
| System | Bezeichnung |
|---|---|
| EN / Werkstoff | C45 / 1.0503 |
| ISO | 683-1 C45 |
| AISI / SAE (USA) | 1045 |
| JIS (Japan) | S45C |
| UNI (früher, Italien) | C45 |
| GOST (früher, Russland) | 45 |
11Häufige Fragen zu Stahl C45
11.1Worin unterscheiden sich C45, C45E und C45R?
Unterschiedlich sind der Schwefelgehalt und die Einordnung. Der C45 (1.0503) ist ein unlegierter Qualitätsstahl mit P und S ≤ 0,045 %. Der C45E (1.1191) ist ein unlegierter Edelstahl mit kontrolliert niedrigem Schwefelgehalt (S ≤ 0,035 %), was Gleichmäßigkeit und Zähigkeit erhöht. Beim C45R (1.1201) ist der Schwefel auf eine Spanne eingestellt (≈ 0,020-0,040 %), um die Zerspanbarkeit zu optimieren.
11.2Lässt sich Stahl C45 schweißen?
Der Kohlenstoffgehalt begrenzt die Schweißeignung (CEV ≈ 0,56). Geschweißt werden kann dennoch, und zwar mit Vorwärmen (≈ 150-250 °C) und einem Spannungsarmglühen nach dem Schweißen bei 550-660 °C, das wasserstoffinduzierte Risse verhindert. Für überwiegend geschweißte Konstruktionen eignen sich Stähle mit niedrigem Kohlenstoffgehalt (C25, C35) oder Baustähle wie S355 besser.
11.3Welche Wärmebehandlungen sind für den C45 optimal?
Erste Wahl für die mechanischen Eigenschaften ist das Vergüten (Härten 820-860 °C + Anlassen 550-660 °C). Wird örtlich Verschleißfestigkeit gefordert, bringt das induktive Randschichthärten die Oberfläche auf 55-60 HRC, während der Kern zäh bleibt.
11.4Bis zu welchem Durchmesser härtet der C45 durch?
Wegen der begrenzten Härtbarkeit schreibt EN ISO 683-1:2018 (früher EN 10083-2) Eigenschaften im vergüteten Zustand nur bis 100 mm vor; darüber ist das Durchhärten nicht gewährleistet und die Eigenschaften sind zu vereinbaren. Für große Querschnitte greift man zu legierten Stählen (42CrMo4, 39NiCrMo3).
11.5Wie verhält sich der C45 unter Schwingbeanspruchung und bei Verschleiß?
Nach dem Vergüten bietet er bei mäßiger Beanspruchung eine gute Schwingfestigkeit; das Randschichthärten erhöht die Verschleißfestigkeit an Kontaktflächen (Ritzel, Keilwellen). Bei hoher Schwingbeanspruchung oder großen Querschnitten sind legierte Stähle die bessere Wahl.
11.6Welche internationalen Entsprechungen hat der C45?
Der C45 / 1.0503 (EN ISO 683-1:2018 (früher EN 10083-2)) entspricht näherungsweise AISI/SAE 1045, JIS S45C und dem früheren GOST 45. Das sind Anhaltspunkte für die Zuordnung und keine Identitäten: Zusammensetzung und Anforderungen sind anhand von Norm und Zeugnis zu prüfen.
11.7Ist der C45 für Präzisionsbauteile geeignet?
Ja, mit einigen Vorkehrungen: Bei engen Toleranzen geht man von vergütetem Material aus und führt die Endbearbeitung nach den Wärmebehandlungen aus, um den Verzug zu beherrschen. Die gute Zerspanbarkeit erleichtert eine hochwertige Endbearbeitung.
12Stahl C45 im Lieferprogramm von Siderticino
Siderticino liefert Stahl C45 - einschließlich der Varianten C45E und C45R - nach EN ISO 683-1:2018 (früher EN 10083-2) und EN ISO 683-7:2024 (früher EN 10277), in den für die Anwendung am besten geeigneten Lieferzuständen (+N, +QT, +A, +S, +C, +SH). Die Rückverfolgbarkeit ist vollständig, die Dokumentation richtet sich nach EN 10204 (Werksbescheinigung 2.1 und, auf Anfrage, Abnahmeprüfzeugnis 3.1). Der Preis richtet sich nach Lieferzustand, Ausführung, Behandlungen und Abmessungen: Für ein Angebot geben Sie bitte Ausführung, Wärmebehandlungszustand, Profil, die Maße für den Zuschnitt und etwaige Behandlungen an.
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