Einsatzstähle sind Stähle mit verhältnismäßig niedrigem Kohlenstoffanteil um 0,2%, die zum Aufkohlen oder Carbonitrieren und anschließenden Härten vorgesehen sind.
Einsatzstähle werden durch Aufkohlung der Randschicht gehärtet, und zeichnen sich besonders durch eine sehr hohe Oberflächenhärte (ca. 62 HRc) in Kombination mit einem zähen Kern aus. Diese spezielle Variante des Härtens besteht aus den Teilschritten Aufkohlen, Härten und Anlassen.
Mittels eines Diffusionsverfahrens wird die Randschicht des Stahls mit ca. 0,6 % Kohlenstoff angereichert. Anschließend werden der Härtegrad der Oberfläche und die Eigenschaften des Kerns durch Härten mit anschließendem Anlassen, eingestellt. Dadurch entsteht eine harte, verschleißfeste Randschicht, während der Kern vergleichsweise zäh ist. Dadurch kann der Werkstoff schlagende Beanspruchungen bei hoher Bruchsicherheit aufnehmen und weist zusätzlich eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen Verschleiß auf. Durch Legierungelemente wie Mangan, Nickel und Chrom können die Kernfestigkeit und Verschleißfestigkeit für die verschiedenen Einsatzzwecke optimiert werden.
Die Verwendung von Einsatzstählen ist vielfältig, sie ergibt sich im Wesentlichen aus den geforderten Eigenschaften. Einsatzstahl wird im Automobilbau und im Rennsport sowie im Maschinen- und Anlagenbau unter anderem für Gelenkwellen, Kupplungsteile, Zahnräder und Bolzen verwendet.
Die unlegierten Einsatzstähle werden für Bauteile mit niedriger Kernfestigkeit gebraucht, beispielsweise Bolzen, Zapfen und Hebel, Gelenke und Buchsen.
Die Mn-Cr-legierten Einsatzstähle finden als Nockenwellen, Spindeln, Kolbenbolzen, kleine und mittlere Zahnräder und Wellen vielfältige Anwendung.
Die höher legierten Sorten sind für höher- und hochbeanspruchte Zahnräder und Wellen,Getriebe-, Gelenk- und Steuerungsteile geeignet.
Aufgrund ihrer hervorragenden Polierbarkeit und Verschleißfestigkeit eignen sich diese Stähle auch für Werkzeuge in der Kunststoffverarbeitung, besonders für kleinere Formen und Einsätze.
Einsatzstähle werden üblicherweise konventionell an Luft erschmolzen. Für Anwendungen, die höchste Reinheit und Homogenität und damit höchste Ermüdungsfestigkeit erfordern werden spezielle metallurgische Herstellverfahren angewandt, z.B. spezielle pfannenmetallurgische Behandlungen, Elektroschlacke-Umschmelzen und Vakuumlichtbogenofen-Umschmelzen.
