Vergütungsstahl ist niedriglegierter Edelstahl, der durch Vergüten (= Härten und Anlassen) hohe Zug- und Dauerfestigkeit erhält. Die Zähigkeit wird bestimmt durch das Verhältnis von Härte und Temperatur des folgenden Anlassvorganges. Es handelt sich um eine meist martensitische, in manchen Fällen bainitische Umwandlungshärtung in der gezielt auf das Verhältnis von Festigkeit zu Zähigkeit Einfluss genommen wird.
Der Kohlenstoffgehalt liegt etwa zwischen 0,2 und 0,65 %. Die unterschiedlichen Legierungsgehalte von Chrom, Mangan, Molybdän und Nickel, tw. auch Vanadin werden sehr exakt auf den jeweiligen Verwendungszweck abgestimmt und haben besonderen Einfluss bei größeren Querschnitten.
Für dynamisch beanspruchte Teile im Maschinenbau sowie im Werkzeugbau wird vorwiegend Vergütungsstahl eingesetzt. Unter anderem werden daraus Wellen und Kurbelwellen, Bolzen, Schrauben und Pleuelstangen sowie Achsen und Konstruktionsteile gefertigt, die sich durch eine höhere Festigkeit auszeichnen. Hierzu zählen zum Beispiel Flugzeugfahrwerke, das Zugfestigkeiten bis zu 2000 MPa erreicht werden können.
Hinsichtlich der Schweißeignung von Vergütungsstählen ist zu beachten, dass besonders bei Stählen mit höherem Legierungsgehalt, insbes. der Kohlenstoffgehalt mit örtlicher Aufhärtung in der Schweißzone gerechnet werden muss. Daher muss meist vor- und nachgewärmt werden.
Vergütungsstähle bevorzugt mit höheren Anteilen an Cr , Mo, V und teilweise zusätzlich mit Al legiert eigenen sich auch für die Oberflächenhärtung durch Nitrierverfahren, wodurch Verschleißfestigkeit und die Dauerfestigkeit deutlich erhöht wird.
Martensitaushärtende (Maraging)-Stähle sind spezielle ultra-hochfeste Stähle vom Typ Fe-18% Ni-Co-Mo mit ausgezeichneten Eigenschaften insbesondere Festigkeiten bis über 2000 MPa. Allerdings sind derartige Stähle nicht korrosionsbeständig. Diese Stahlgruppe erzielt das martensitische Gefüge nicht durch C oder N sondern über höhere Ni-Gehalte bei glzt. niedrigen C und N-Gehalten. Dadurch verbunden ist höhere Zähigkeit und bessere Schweißbarkeit. Durch Legierungselemente wie Mo, Co, Ti, und Al werden aushärtbare Legierungssysteme erzielt, wodurch eine Festigkeitssteigerung durch die Ausscheidung von intermetallischen aus dem Martensit im Zuge der Wärmebehandlung bewirkt wird. Die Wärmebehandlung der Maraging-Stähle ist einfach und verzugsarm und besteht aus einer Lösungsglühbehandlung mit abschließender Aushärtebehandlung bei Temperaturen von ca. 430 bis 520°C
Maraging-Stähle werden aufgrund des hohen Legierungsgehaltes und des hohen Gehaltes an sauerstoffaffinen Elementen, wie z.B. Ti und Al in der Regel im Vakuuminduktionsofen erschmolzen und anschließend im Vakuumlichtbogenofen umgeschmolzen.
Gängige Anwendungen derartiger Stähle sind der Maschinenbau, z.B. Befestigungselemente, Wellen, Federn, Getriebe und der Leichtbau, z.B. in der Luftfahrtindustrie aber auch für Werkzeuge und Werkzeugmaschinen.
