Der Begriff Federstahl bezieht sich auf eine Gruppe niedriglegierter Stahlprodukte mit mittlerem bis hohem Kohlenstoffgehalt, die eine ausgezeichnete Streckgrenze aufweisen. Der Begriff Elastizitätsgrenze bezieht sich auf die Fähigkeit eines Materials, starker Biegung oder Verdrehung standzuhalten und in seine ursprüngliche Form zurückzukehren, ohne sich zu verformen. Federstahllegierungen enthalten im Allgemeinen Silikon in ihrer Zusammensetzung und werden nach dem Gießen kaltverfestigt und kaltgewalzt, um die Streckgrenze zu verbessern. Produkte aus dieser Stahlsorte werden üblicherweise als Draht kaltgezogen oder aus Flachmaterial gestanzt. Typische Anwendungen sind Sägeblätter, Maßbänder, Schraubenfedern und Fahrzeugaufhängungskomponenten.
Federstahllegierungen haben die einzigartige Eigenschaft, dass sie erheblichen Torsions- oder Biegekräften standhalten können, ohne dass es zu Verformungen kommt. Produkte aus diesen Stahllegierungen können kontinuierlich gebogen, komprimiert, gedehnt oder verdreht werden und kehren ohne Verformung in ihre ursprüngliche Form zurück. Diese Eigenschaft wird als hohe Streckgrenze definiert und ist das Ergebnis der spezifischen Zusammensetzung und Härtung der Stahllegierung. Federstähle sind Legierungen mit mittlerem bis hohem Kohlenstoffgehalt, im Allgemeinen mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,5 bis 1,0 Prozent. Weitere Legierungszusätze sind typischerweise Mangan und Silikon, wobei Silikon die Schlüsselkomponente bei hohen Streckgrenzen ist.
Das Legierungsmaterial wird nach dem Gießen kaltverformt, um die Werte der Streckgrenze zu erhalten und zu verbessern, da das Erhitzen von Federstahl nach der Herstellung die Elastizität der Legierung negativ beeinflussen kann. Dies bedeutet, dass Stahlbauteile in der Regel nicht konventionell geschweißt werden können, es sei denn, sie werden anschließend erneut gehärtet. Die Legierungen werden typischerweise kaltgezogen oder zu flachen Blechen oder Drahtvorräten gewalzt und auf Rockwell-C-Werte im Bereich von 42 bis 60 gehärtet. Die Produkte werden dann mit dem Draht gewalzt oder aus den flachen Platten gestanzt. Komplexe Teile werden oft aus weichgeglühtem Material geformt und härten erst nach der Fertigstellung aus.
Aus Federstählen lassen sich unterschiedlichste Produkte herstellen, die Energie liefern oder verschiedene Kräfte absorbieren. Zu diesen Produkttypen gehören eine Vielzahl von Schrauben-, Schrauben- und Blattfedern, Fahrzeugaufhängungselementen und Spielzeugmechanismen. Artikel wie Maßbänder und Stahllineale werden ebenfalls aus verschiedenen Federstahlsorten hergestellt. Auch bei der Herstellung von Werkzeugen wie Sägeblättern und Schabern macht man sich die Streckgrenze von Werkstoffen zunutze. Federstahlprodukte finden sich auch in Alltagsgegenständen wie Schlössern, Schlüsselanhängern, Türverriegelungsmechanismen und sogar in der bescheidenen Mausefalle.