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Stahlsorten und Normung

Einteilung und Bezeichnungssystem der Stähle

VerzeichnisSchriftenreihe

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Inhaltsverzeichnis

Einführung

Das System

Kurzbezeichnungen

Werkstoffnummern

Einteilung und

Bezeichnungssystem

der Stähle

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Einteilung und Bezeichungssystem der Stähle

1997 entfallen. Diese Stähle werden denunlegierten Qualitätsstählen mit zugeord-net. Sind die Entwürfe in gültige Normenumgewandelt, dauert es geraume Zeit,bis solche Änderungen auch in dasganze Normwesen eingehen; denn esgibt ja zu fast jeder Norm eine ganze Anzahl von Bezugsnormen.

1) Kürzlich erschien die 10. Auflage. Das Werk istzu beziehenvon der Verlag Stahleisen GmbH,Postfach 105164, 40042 Düsseldorf. Es wird auch auf CD-ROM angeboten.

Einführung

Der Leser möge nicht vor der Vielzahlder Tabellen in dieser Folge erschrecken.Sie werden ihm – hoffentlich – helfen,leichter durch das dürre Gestrüpp vonNormung und Benennungsregeln hin-durchzufinden. Normen sind nicht alles,aber ohne sie geht es nicht. Man kommt– insbesondere angesichts der Europäi-sierung – nicht an ihnen vorbei, und letzt-lich ist die als Harmonisierung bezeich-nete Vereinheitlichung von grossem Vor-teil. Das Normwesen ist damit allerdingsnicht einfacher geworden, denn es müs-sen jetzt sehr viel mehr Interessen untereinen Hut gebracht werden.

Es muss zwischen Mass- und Güte-normen unterschieden werden, von Prüf-und allgemeinen Richtlinien einmal abge-sehen. Im Folgenden geht es praktischnur um Gütenormen. Sachlich präzisermüsste man von Stoffnormen sprechen.Die Begriffe Güte oder auch Qualitätwurden früher benutzt, wenn eigentlichStahlsorten gemeint waren.

Die Zahl der Stahlsorten ist einerseitsenorm gross, anderseits unterliegt sieauch einem steten Wandel. Es gibt bei-nahe uralte Sorten, die immer wieder ein-mal modifiziert worden sind; aber es ent-stehen auch ständig neue, moderne Sor-ten. In Europa und damit in Deutschlandsind etwa 2000 Stahlsorten so gängig,dass sie in der Europäischen Stahlregi-stratur, die vom Verein Deutscher Eisen-hüttenleute (VDEh) in Düsseldorf betreutwird, mit Werkstoffnummern versehenund registriert worden sind. Die «Stahl-Eisen-Liste»1), die der VDEh in Abstän-den herausgibt, ist das zusammenfas-sende Ergebnis dieser Registrierung.

Das Normwesen in der EuropäischenGemeinschaft ist nach wie vor im Um-bruch. Es dauert immer eine gewisseZeit, bis die Praxis die Neuerungen inte-griert hat, und es gibt Leitbegriffe, dienoch jahrelang weiterleben, auch wenndie Normung schon fortgeschritten ist.Ein Beispiel: Der Begriff Grundstähle, dervor gut 15 Jahren anstelle des BegriffsMassenstähle eingeführt worden ist, wirdnach dem Entwurf DIN EN 10020 von

Zeichen Name DIN EN 10020 DIN EN 10020 Schweissbare(9/89) (Entwurf 8/97) legierte Fein-

kornbausteineAl Aluminium 0,10 0,30B Bor 0,0008 0,0008Bi Bismuth (Wismuth) 0,10 0,10Co Kobalt 0,10 0,30Cr Chrom 0,30 0,30 0,50Cu Kupfer 0,40 0,40 0,50La Lanthanide

(einzeln gewertet) 0,05 0,10Mn Mangan 1,65 1,65 1,80Mo Molybdän 0,08 0,08 0,10Nb Niob 0,06 0,06 0,08Ni Nickel 0,30 0,60 0,50Pb Blei 0,40 0,40Se Selen 0,10 0,10Si Silizium 0,50 0,60Te Tellur 0,10 0,10Ti Titan 0,05 0,05 0,12V Vanadium 0,10 0,10 0,12W Wolfram 0,10 0,30Zr Zirkon 0,05 0,05 0,12Sonstige (mit Ausnahme vonC, P, S, N) jeweils 0,05 0,10

Element Grenzwert Massenanteil in %

60 Grenzen zwischen unlegierten und legierten Stählen (Schmelzenanalyse)nach DIN EN 10020 von 1989 bzw. Neuentwurf von 1997

61 Um bei Kurznamen der Stähle die Analysenbestandteile in ganzen, jedochmöglichst kleinen Zahlen anzugeben, werden die Gehalte mit obengenanntenFaktoren multipliziert.

Element FaktorCr, Co, Mn, Ni, Si, W 4Al, Be, Cu, Mo, Nb,Ta, Ti, V, Zr 10C, Ce, N, P, S 100B 1000

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Das System

Das Begriffs- und Bezeichnungssystemfür Stähle baut auf nachstehendenNormen auf:– DIN EN 10020 Begriffsbestimmung für

die Einteilung der Stähle. – DIN EN 10027-1 Bezeichnungssystem

für Stähle, Teil 1: Kurznamen, Haupt-symbole; diese in Verbindung mit derVornorm DIN V 17 006, in der die Zu-satzsymbole aufgeführt und erläutertsind.

– DIN EN 10027-2 Bezeichnungssystemfür Stähle, Teil 2: Nummernsystem.

– DIN EN 10079 Begriffsbestimmungenfür Stahlerzeugsnisse.

Wie gewohnt wird Stahl bisher in DIN EN10020 nach unlegierten und legiertenStählen (vgl. Abb. 60) differenziert, nachdem schon erwähnten neuen Entwurf sol-len drei Gruppen unterschieden werden:– Unlegierte Stähle– Nichtrostende Stähle– Andere legierte Stähle

Ausserdem ist nach folgenden Haupt-güteklassen zu unterscheiden:– Unlegierte Qualitätsstähle– Unlegierte Edelstähle– Nichtrostende Stähle– Legierte Qualitätsstähle– Andere legierte Edelstähle

Die Grenzen zwischen unlegierten undlegierten Stählen sind aus Abb. 60 zuentnehmen. Sie sollen nach dem ge-nannten Entwurf modifiziert werden.Auf weitere Einzelheiten kann an dieserStelle nicht eingegangen werden.Es soll vielmehr nur gezeigt werden,wo nach dem alten Sprichwort derTeufel im Detail stecken kann.

Haupt- Stahlart Eigenschaftsangabensymbol Gruppe 1 Gruppe 2

Erläuterungen s. Abb. 62b-d

Gruppe 1: Kennbuchstaben nach Verwendungszweck und mechanischen oder physikalischenEigenschaften

G Stahlguss (wenn erforderlich) MindeststreckgrenzeS Stahl für den Stahlbau Mindeststreckgrenze für die M, N, Q, G C,D, E, F, H,

kleinste Erzeugnisdicke LM, N, O, P,Q, S, T, W

P Druckbehälterstähle Mindeststreckgrenze für die M,N,Q, B,T L, H, X, R kleinste Erzeugnisdicke S, G

L Stähle für Leitungsrohre Mindeststreckgrenze für die M, N, Q, Gkleinste Erzeugnisdicke

E Maschinenbaustähle Mindeststreckgrenze für die G Ckleinste Erzeugnisdicke

B Betonstahl charakterist. StreckgrenzeY Spannstähle Mindestzugfestigkeit Q, C, H, S, GR Schienenstähle Mindestzugfestigkeit Mn, Cr, G QH Kaltgewalzte Flacherzeugnisse Mindeststreckgrenze M,B,P,X,Y, D

aus höherfesten Stählen zum GKaltumformen

HT wie vor MindestzugfestigkeitD Flacherzeugnisse zum D, EK, ED,

Kaltumformen H, T, GDC Kaltgewalzte Flacherzeugnisse Kennziffer zweistelligDD Warmgewalzte Flacherzeugnisse Kennziffer zweistellig D, EK, ED,

zum unmittelbaren Kaltumformen H, T, GDX Art des Walzens (kalt oder warm) Kennziffer zweistellig D, EK, ED,

nicht vorgeschrieben H, T, GT Verpackungsblech und -bandTH einfach reduzierte Erzeugnisse mittlerer Härtewert

doppelt reduzierte Erzeugnisse NennstreckgrenzeM Elektroblech und -band höchstzulässige A,D,E,N,S,

Ummagnetisierungsverluste P

Gruppe 2: Kennbuchstaben nach der chemischen Zusammensetzung der StähleG Stahlguss (wenn erforderlich) 100 x mittlerer C-Gehalt E, R, G

angehängtC Kohlenstoffstähle 100 x mittlerer C-Gehalt E, R, D, C,

angehängt S, U, W, GX Legierte Stähle mittlerer Gehalt mind. eines

Legierungselementesangehängt

HS Schnellarbeitsstähle Legierungsgehalteangehängt

Zusatzsymbole

62a Die Hauptsymbole nach DIN EN 10027 stehen am Anfang einer Kurzbezeich-nung und geben eine erste Information, um welchen Stahl es geht. Die Zusatz-symbole für Stahl kennzeichnen die Stähle: mit Gruppe 1 nach Herstellungsartund Lieferzustand, Verwendung; mit Gruppe 2 nach besonderen Eigenschaften.(Die Zusatzsymbole der Gruppe 2 sind nur in Verbindung mit denen der Gruppe 1zu verwenden und an diese anzuhängen!)

62b Die Zusatzsymbole der Gruppe 1.

Zusatzsymbole Gruppe 1 zu Haupt-symbolen

M Thermomechanisch gewalzt S, P, L, HN Normalgeglüht oder normalisierend gewalzt S, P, LQ vergütet S, P, L, YB Gasflaschen PS Einfache Druckbehälter PT für Rohre P, DC Kaltgezogener Draht YH Warmgezogene oder vorgespannte Stäbe YS Litze YMn Hoher Mangangehalt RCr Chromlegiert RB Bake hardening HP Phosphorlegiert HX Dualphase HY Interstitial free steel (IF-Stahl) HD Schmelztauchüberzug DEK für konventionelle Emaillierung DED für Direktemaillierung DH für Hohlprofile DG andere Merkmale ggf. mit 1 oder 2 Ziffern S, P, L, E,

Y, R, H, D 62c Die Zusatzsymbole der Gruppe 1 fürdie Kerbschlagarbeit für Stähle mitHauptsymbol S und G.

27 J 40 J 60 J Prüftemp. °CJR KR LR +20J0 K0 L0 0J2 K2 L3 –20J3 K3 L4 –30J4 K4 L5 –40J5 K5 L6 –50J6 K6 L7 –60

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Kurzbezeichnungen

Wie man es von der deutschen Normungseit langem gewohnt ist, werden alleStähle mit Kurzbezeichnungen versehen,die schon auf einige Eigenschaftenschliessen lassen. Diese Benennungensind nunmehr europaweit gültig undverständlich (auch wenn es noch einerEingewöhnungszeit bedarf, bis sie sichdurchgesetzt haben). Die Kurznamensetzen sich zusammen aus Haupt-symbolen und Zusatzsymbolen.

Zwei Gruppen von Hauptsymbolen sindzu unterscheiden:• Gruppe 1 für Stähle, die nach Ver-

wendungszweck und mechanischenoder physikalischen Eigenschaftenbezeichnet werden.

• Gruppe 2 für solche Stähle, die nachihrer chemischen Zusammensetzungbenannt werden. (vgl. Abb. 61 und62a)

Im Anschluss an diesen Kennbuchsta-ben folgen in der Gruppe 1 dreistelligeZahlen, die im allgemeinen die Mindest-streckgrenze (Re in N/mm2) für die ge-ringste Erzeugnisdicke angeben.

Nach diesen Angaben stehen unter-schiedliche Zusatzsymbole, zum einenfür die Stähle – Gruppe 1 –, zum andernfür die Stahlerzeugnisse – Gruppe 2 –(vgl. rechte Spalten in Abb. 62a); ggf.mit Anhängeziffern, womit besondereAnforderungen, Überzüge oder Behand-lungszustände gekennzeichnet werden.Dies erscheint auf den ersten Blick ver-wirrend, zumal Gleichheiten der Buch-staben zwischen den Haupt- und Zusatz-symbolen auftreten. (Vgl. auch Abb. 62b,c und d sowie 63)

Auf Seite 7 finden Sie ein paar Beispiele,um das Prinzip deutlich zu machen.(Es ist sicher notwendig, die Auflistungenaus den oben erwähnten Normen inReichweite zu haben.)

62d Die Zusatzsymbole der Gruppe 2.

Zusatzsymbole Gruppe 2 zu Haupt-symbolen

C mit besonderer Kaltumformbarkeit S, ED für Schmelzüberzüge S, HE für Emaillierung SF zum Schmieden SH Hohlprofile S, DH Hochtemperatur PL für tiefe Temperaturen P, SM Thermomechanisch gewalzt SN Normalgeglüht oder normalisierend gewalzt SO für Offshore SP Spundwandstahl SQ Vergütet S, RR Raumtemperatur PS für Schiffbau ST für Rohre SW Wetterfest SX Hoch- und Tieftemperatur P

Symbol BedeutungA. Beispiele für besondere Anforderungen1) (Auswahl)

+ C Grobkornstahl+ F Feinkornstahl+ H mit besonderer Härtbarkeit

+ Z15 Mindestbrucheinschnürung senkrecht zur Oberfläche 15%+ Z35 Mindestbrucheinschnürung senkrecht zur Oberfläche 35%

B. Beispiele für Art des Überzuges2) (Auswahl)+A Feueraluminiert+Cu Kupferüberzug+IC Anorganische Beschichtung+OC Organisch beschichtet+S Feuerverzinnt+SE Elektrolytisch verzinnt+T Schmelztauchveredelt mit einer Blei-Zinn-Legierung (Terne)+Z Feuerverzinkt+ZE Elektrolytisch verzinktC. Beispiele für Art des Behandlungszustandes3) (Auswahl)+A Weichgeglüht+AC Geglüht zur Erzielung kugeliger Carbide+AT Lösungsgeglüht+C Kaltverfestigt (z. B. durch Walzen oder Ziehen)+Cnnn Kaltverfestigt auf eine Mindestzugfestigkeit von nnn N/mm2

+LC Leicht nachgezogen bzw. leicht nachgewalzt (skin passed)+ M Thermomechanisch gewalzt+NT Normalgeglüht und angelassen+Q Abgeschreckt+QA Luftgehärtet+QO Ölgehärtet+QT Vergütet+QW Wassergehärtet+S Behandelt auf Kaltscherbarkeit+T Angelassen+ U Unbehandelt

1) nach Tabelle1 2) nach Tabelle 2 3) nach Tabelle 3 in DIN V 17006Anmerkung: Um Verwechslungen mit anderen Symbolen zu vermeiden, kann bei Symbolennach Tabelle B ein S vorangestellt (z. B. +SA), bei Symbolen nach Tabelle C ein T (z. B. +TA) vorangestellt werden

63 Zusatzsymbole für Stahlerzeugnisse (Fertigprodukte). Die Symbole werden durchvorangestellte Pluszeichen von den vorhergehenden getrennt.

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Werkstoffnummern

Die kürzeste und eindeutigste Benen-nung für eine Stahlsorte ist die Werkstoff-nummer (abgekürzt: WNr.). Sie definiertaber nur die Stahlsorte, ohne dassEigenschaften oder Behandlungsartenusw. angegeben werden. Hierfür hat sichdie europäische Normung das seit Jahr-zehnten bewährte deutsche Nummern-system zur Grundlage genommen und in DIN EN10027-2 festgeschrieben. Einen groben Überblick dazu vermitteltAbb. 64.

Der Aufbau einer Werkstoffnummerergibt sich nach folgendem Schema:

Auch die Werkstoffnummern werden vonder Zentralregistratur im VDEh auf Antragvergeben. Sie sollen aber nur für Sortenfestgelegt werden, die auch eine kom-merzielle Bedeutung haben.

Abschliessend sollte in diesem Zusam-menhang noch erwähnt werden, dassauch die Begriffe der Wärmebehandlungvon Eisenwerkstoffen in einer Norm er-fasst sind. DIN EN 10052 listet rund 200Begriffe auf und liefert die zugehörigenDefinitionen, die bei Massnahmen derWärmebehandlung und Gefügeumwand-lung relevant sind. Sie gibt ausserdemeine Tabelle wieder, in der die äquivalen-ten Begriffe in englischer und französi-scher Sprache in der alphabetischendeutschen Reihenfolge gegenüber-gestellt sind. Diese ist vor allem als Hilfs-mittel für Übersetzungen sehr dienlich.

64 Das System der Werkstoffnummern (DIN EN 10027-2) in der vereinfachten Über-sicht verschafft einen raschen Überblick über die Zuordnung der Werkstoffgruppen.

Gruppen- Unlegierte Stähle BeispieleNr. Kurzname WNr.00 und 90 Grundstähle S235JR 1.003701 bis 07 Qualitätsstähle S235J2G3 1.011691 bis 97 C22 1.040210 bis 11 Edelstähle, differenziert in:10 Stähle mit besonderen physikal. Eigenschaften RFe100 1.101311 bis 13 Edelbaustähle C22E 1.115115 bis 18 Werkzeugstähle C60W 1.1740

Legierte Stähle08 und 98x) Qualitätsstähle mit besonderen physikalischen M300-35A1) 1.0804

Eigenschaften09 und 99x) Qualitätsstähle für verschiedene Anwendungs- 50Mn72) 1.0913

bereiche20 bis 89 Edelstähle, differenziert in:20 bis 28 Werkzeugstähle 105WCr6 1.241932 bis 33 Schnellarbeitsstähle S6-5-2 1.334334 Verschleissfeste Stähle X120Mn12 1.340135 Wälzlagerstähle 100Cr6 1.350536 bis 39 Stähle mit besonderen physikalischen X35Mn18 1.3805

Eigenschaften40 bis 49 Chemisch beständige Stähle (nichtrostende, X5CrNi18-10 1.4301

säure-, hitzebeständige, hochwarmfeste Stähle)50 bis 59 Bau- 71Si7 1.502960 bis 69 Maschinenbau-, 34CrNiMo6 1.658270 bis 79 Behälter- und hochfeste 42CrMo4 1.722580 bis 89 Stähle 34CrAlMo5 1.8507

Kurzname Bedeutung alter Kurznamenach DIN

S355NL1 S = Stahl 355 N/mm2 Mindeststreckgrenze TStE55DIN EN 10013-2 N = Normalgeglüht oder normalisierend gewalzt

WNr. 1.0566 L = für tiefe Temperaturen

P355NH P = Druckbehälterstahl 355 N/mm2 Mindest-streckgrenze WStE355

DIN EN 10028-3 N = Normalgeglüht oder normalisierend gewalztWNr. 1.0565 H = Hochtemperatur

E295GC E = Maschinenbaustahl Z St 50-2DIN EN 10025 G = Andere Merkmale*)

WNr. 1.0533 C = Besondere Kaltumformbarkeit*) (Ziehgüte)*) näher zu definieren

X5CrNi18-10 X = Legierter Stahl mit mind. einem Legierungs- X 5 CrNi 18 10DIN EN 10088 element mit einem Gehalt von ≥ 5 % Massenanteil,WNr. 1.4301 5 = C-Gehalt x Faktor 100; Cr und Ni werden bei

diesen hochlegierten Stählen mit dem mittlerenGehalt in der Reihenfolge der chem. Symboledurch Bindestrich getrennt aufgeführt.

1. XX XX (XX)

Zählnummer, in Klammern zweiStellen Reserve für evtl. künftigenBedarf

Stahlgruppennummer(siehe Abb. 64)

Werkstoffhauptgruppe (1 = Stahl)

} } }

x) Gruppe 98 und 99 z.Zt. nicht belegt 1) Elektroblech 2) Federstahl

Der vierstelligen Werkstoffnummer wird für die Hauptgruppe Stahl eine 1 mit einem Punkt vorangestellt.Schwermetalle ausser Eisen gehören zur Hauptgruppe 2, Leichtmetalle zur Hauptgruppe 3.