03_Werkstoffbezeichnung für web

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3 Werkstoffbezeichnungen 3.1 Allgemeines 3.1.1 Wichtige Normen DIN EN 10 027 (für Stahlguss und Stahl) a) Teil 1 Kurzzeichen für Stahlguss, Stahl b) Teil 2 Werkstoffnummern für Stahlguss, Stahl DIN EN 1560 Kurzzeichen und Nummernsystem für Gusswerkstoffe DIN 1700 Kurzzeichen und Nummernsystem für Nichteisenmetalle 3.1.2 Einteilung von Stählen Tab. 3.1: Einteilung von Stählen unlegiert

niedrig legiert

hoch legiert

Si < 0,5 %, Al < 0,1 %, Ti < 0,1 %, Cu < 0,05 %, Mn < 0,8%, P < 0,09 %, S < 0,06%, keine weiteren Legierungselemente

Gesamtanteil aller Legierungselemente < 5 Gew.-%

Gesamtanteil aller Legierungselemente > 5 Gew.-%

Beispiele: Baustahl Einsatzstahl Vergütungsstahl Feinblech

Beispiele: Einsatzstahl Vergütungsstahl Automatenstahl Werkzeugstahl Federstahl

Beispiele: Kaltarbeitsstahl Warmarbeitsstahl nichtrostender Stahl hitzebeständiger Stahl (DIN 17006)

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3.2 Das Bezeichnungssystem nach DIN EN 10 027 3.2.1 Allgemeiner Aufbau des Bezeichnungssystems

Hauptsymbol

Eigenschaft bezogen auf das Hauptsymbol

Zusatzsymbole Zusatzsymbole für das Erzeugnis für den Stahl (siehe Anhang)

Abb. 3.1: Allgemeine Stahlbezeichnung nach DIN EN 10 027-1 3.2.2 Unterteilung des Bezeichnungssystems Tab. 3.2: Hauptsymbole und zugehörige Eigenschaft nach DIN EN 10027 Teil 1

Einteilung nach DIN EN 10027 Teil 1 unlegierte Stähle chem. Zus.setzung

mechanischen Eigenschaften

niedrigleg. Stähle

hochleg. Stähle

Hauptsymbol

C

entsprechend der jeweiligen Verwendung

C-Gehalt x100

X mit C-Gehalt x100

Eigenschaft

C-Gehalt x100

MindestStreckgrenze in MPa

chem. Zus.setzung mit Multiplikatoren

chem. Zus.setzung ohne Multiplikatoren

wichtige ZusatzSymbole

C.. zum KaltKerbschlagarbeit umformen in Joule D.. zum DrahtA.. Ausscheidungsziehen härtend S.. für Federn N.. Normalgeglüht E.. max. Q.. Vergütet S-Gehalt

Die normalen Zusatzsymbole werden dabei direkt hinter die Haupteigenschaft gestellt.

-33.2.3 Bezeichnung unlegierter Stähle 3.2.3.1 Einteilung unlegierter Stähle nach ihren chemischen Eigenschaften Als Hauptsymbol dient bei diesen Stählen der Buchstabe C, für Kohlenstoff, gefolgt von dem im Eisenwerkstoff enthaltenen Kohlenstoffgehalt. Dieser wird dabei mit dem Multiplikator 100 angegeben. Multiplikator deshalb, da man eigentlich den Weg von der Stahlschmelze zur Stahlsorte geht. Man hat also erst die chemische Zusammensetzung der Schmelze, und legt anhand dieser die genaue Stahlbezeichnung fest. Zum Beispiel ergibt eine Schmelze mit einem Kohlenstaffgehalt von 0,15 gew% Kohlenstoff die Bezeichnung C15, mit 0,45 gew% hingegen C45. 3.2.3.2 Bezeichnung von unlegierten Stählen nach ihren mechanischen oder physikalischen Eigenschaften Das Hauptsymbol für die Bezeichnung von unlegierten Stählen nach ihren mechanischen Eigenschaften wird entsprechend ihres in Tabelle 2.2 aufgeführten Verwendungszweckes gewählt. Die Streckgrenze wird nachgestellt, eventuell gefolgt von Zusatzsymbolen. Tab. 3.3: Hauptsymbole für die Bezeichnung nach den mechanischen Eigenschaften

Hauptsymbol mit Streckgrenze

Deutsch

S

Stähle für den allgemeinen Stahlbau

Structural steels

P

Stähle für den Druckbehälterbau

Steels for Pressure purpose

L

Stähle für den Rohrleitungsbau

Steels for Linepipe

E

Maschinenbaustähle

Engineering steels

B

Betonstähle

Steels for reinforcing concrete

Y

Spannstähle

Steels for prestressing concret

R

Stähle für oder in Form von Schienen

Steels in the form of Rails

Beispiele: S185, E235JR oder P355N.

Englisch

-43.2.4 Niedriglegierte Stähle Das Hauptsymbol von niedriglegierten Stählen (Definition: siehe Tabelle 1) ist der Kohlenstoffgehalt, ohne C, also nur die pure Zahl, versehen mit einem Multiplikator von 100. Als Haupteigenschaft folgt die chemische Zusammensetzung des Werkstoffes, geordnet nach absteigendem Legierungsgehalt, wobei die Prozente mit einem Multiplikator entsprechend Tabelle 2.3 versehen und mit einem Bindestrich getrennt werden. Ist für ein chemisches Element keine extra Zahl in der Bezeichnung aufgeführt bedeutet dies, dass nur sehr wenig von diesem Element enthalten ist. Tab. 3.4: Multiplikatoren der Legierungselemente bei niedriglegierten Stählen

Multiplikator

Legierungselemente

4

Mn, Si, Ni,W, Cr, Co

10

Al, Cu, Mo, Ta, Ti, V, Pb, Zr, Nb, Be

100

P, S, N, C

1000

B

Als Merkhilfe können folgende Sätze verwendet werden: M(a)n Sieht Nie 4 Weiße CroCodile Al Cu Mo Ta Ti V Mit 100 PS Nach Cannstatt Beispiele: 42CrNiMo4-4, 25MnCr5

-

3.2.5 Hochlegierte Stähle Das Hauptsymbol dieser Werkstoffgruppe ist vorangestelltes X. Die Multiplikatoren sind • 100 für Kohlenstoff und • 1 für alle anderen Legierungselemente.

ein

dem

Kohlenstoffgehalt

Besonderheit bei den Schnellarbeitsstählen: Bei Schnellarbeitsstählen gibt es eine feste Reihenfolge mit welcher die Legierungselemente nach dem Hauptsymbol HS genannt werden. Die Reihenfolge der Elemente ist W (Wolfram), Mo (Molybdän), V (Vanadium) und Co (Kobalt); beim HS6-5-2-5 sind dies Beispielsweise 6 % W, 5 % Mo, 2 % V und 5 % Co. Beispiele für hochlegierte Stähle: X7Cr13, X5CrNi18-9, HS7-3-1

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3.3 Werkstoffnummern DIN EN 10 027 Teil 2

X. XX XX (XX)

Zählnummer Stahlgruppennummer Werkstoffhauptgruppennummer Werkstoffhauptgruppennummern: 0

Gusseisen

1

Stahl

2

Schwermetalle außer Stahl

3

Leichtmetalle

4

Metallpulver, Sinterwerkstoffe

5...8

Nichtmetallische Werkstoffe

9

frei für internen Gebrauch

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3.4 Bezeichnung von Gusswerkstoffe nach DIN EN 1560

1

2

3*

5

6*

* nicht zwingend erforderlich

E ge N-, no nu rm r f t ü Sy e W r s K G m M enn ra bol ik z ph G ro e J - o ich itstr u de nu k r M ng tur Kl akr dur d as o ch ch urc sif stru em h m izie kt . E ec run . ig h. g en o s d zu ch er An sä afte fo tzli n rd ch er e un ge n

Position

1)

Graphitstruktur L... S... M... V... N... Y...

lamellar kugelig Temperkohle vermikular graphitfrei Sonderstruktur

Mikro-& MakroStruktur A... Austenit F... Ferrit P... Perlit M... Martensit L... Ledeburit Q... abgeschreckt T... vergütet B... nichtentkohlend geglüht1) W... entkohlend geglüht1)

Abb. 3.2: Einteilung der Gusswerkstoffe

nur für Temperguss

Klassifizierung durch mech. Eig.

Klassifizierung durch chem. Eig.

- Zugfestigkeit in MPa - Dehnung in % - Schlagzähigkeit RT für Raumtemp. oder LT für tiefe Temp. - Härte

X vorgestellt, dann C-Gehalt x100*, folgend alle chem. Symbol nach Gehalt absteigend geordnet Prozente ohne Multiplikator durch Bindestrich getrennt

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3.5 Bezeichnung von Nichteisenmetalle nach DIN 1700

Nichteisenmetalle Systematische Bezeichnung

vgl. DIN 1700 (07.54)

Beispiele: G - AlSi10Mg wa CuZn40Pb2 F52 -

Herstellung, Verwendung

Chemische Zusammensetzung

GGDGKGZGCGL-

Elemente

Anteile in %

Al Cu Fe Mg Ni Ti Pb Sn Zn

Beispiele: Mg3 → 3% Mg Si12 → 12% Si

SL-

Sandguss Druckguss Kokillenguss Schleuderguss Strangguss Gleitmetall (Lagermetall) Schweißzusatz Lot

Aluminium Kupfer Eisen Magnesium Nickel Titan Blei Zinn Zink

AlSi10Mg: Al-Legierung mit 10% Si, geringe Anteile Mg

Besondere Eigenschaften a g ka wa ku wu

ausgehärtet geglüht kaltausgehärtet warmausgehärtet kaltumgeformt warmumgeformt

pl h hh zh wh p

plattiert hart halbhart ziehhart walzhart gepreßt

Festigkeitszahl F Beispiel: F37 → Rm ≈10*37 MPa = 370 MPa

Werkstoffnummern (Auszug)

vgl. DIN 17007 (07.63)

Beispiele: 2.0321.01 3.3541.01 Hauptgruppe

.

.

2 Schwermetalle 3 Leichtmetalle

Sortennummer mit Hauptgruppe

Werkstoffgruppen

Anhängezahl 1

Anhängezahl 2 (Auswahl)

2.0000...2.1799

Kupfer und Kupferlegierungen

0 unbehandelt

1 Sandguss 4 Strangguss

2.2000...2.2499

Zink, Cadmium und ihre Legierungen

1 weich

0 ohne Korn1 mit Korngrößenangabe größenangabe

2.3000...2.3499

Blei und Bleilegierungen

2 kaltverfestigt (Zwischenhärtung)

1 gewalzt und entspannt

2 achtelhart und entspannt

2.3500...2.3999

Zinn und Zinnlegierungen

3 kaltverfestigt

0 hart 2 federhart

1 hart, entspannt 4 doppelfederhart

2.4000...2.4999

Nickel, Cobalt und ihre Legierungen

4 lösungsgeglüht, ohne Nacharbeit

0 kaltausgelagert 3 homogenisiert

2.5000...2.5999

Edelmetalle

5 lösungsgeglüht, kaltnachgearbeitet

1 kaltausgelagert, 3 kaltverfestigt gerichtet

2.6000...2.6999

hochschmelzende Metalle

6 warmausgehärtet, ohne Nacharbeit

1 lösungsgeglüht 7 ohne besondere Glühung

3.0000...3.4999

Aluminium und Aluminiumlegierungen

7 warmausgehärtet, kaltnachbearbeitet

1 lösungsgeglüht, 3 lösungsgeglüht, gerichtet kaltverfestigt

3.5000...3.5999

Magnesium und Magnesiumlegierungen

8 entspannt

1 Sandguss 4 Strangguss

2 Kokillenguss 5 Druckguss

3.7000...3.7999

Titan und Titanlegierungen

9 Sonderbehandlung

1 Sandguss 4 Strangguss

2 Kokillenguss 5 Druckguss

Abb. 3.3: Nichteisenmetalle nach DIN 1700

2 Kokillenguss 5 Druckguss

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3.6 Anhang Zusatzsymbole für das Erzeugnis nach DIN EN 10 027 Tab. 3.5: Symbole für besondere Anforderungen

Symbol

Bedeutung

+C

Grobkornstahl

+F

Feinkornstahl

+H

Mit besonderer Härtbarkeit

+Z15

Mindest-Brucheinschnürung senkrecht zur Oberfläche 15%

+Z25

Mindest-Brucheinschnürung senkrecht zur Oberfläche 25%

+Z35

Mindest-Brucheinschnürung senkrecht zur Oberfläche 35%

ANMERKUNG: Die Symbole werden durch Pluszeichen (+) von den vorhergehenden getrennt. Diese Symbole stehen im Grunde als für den Stahl kennzeichnende Sonderanforderungen. Aus praktischer Erwägung werden sie jedoch wie Zusatzsymbole für Stahlerzeugnisse behandelt.

Tab. 3.6: Symbole für die Art des Überzugs Symbol +A

Bedeutung Feueraluminiert

+AR

Aluminium-walzplattiert

+AS

Mit einer Al-Si-Legierung überzogen

+AZ

Mit einer Al-Zn-Legierung überzogen (> 50% Al)

+CE

Elektrolytisch spezialverchromt (ECCS)

+CU

Kupferüberzug

+IC

Anorganische Beschichtung

+OC

Organisch beschichtet

+S +SE +T +TE +Z

Feuerverzinnt Elektrolytisch verzinnt Schmelztauchveredelt mit einer Blei-Zinn-Legierung (Terne ) Elektrolytisch mit einer Blei-Zinn-Legierung überzogen Feuerverzinkt

+ZA

Mit einer Zn-Al-Legierung überzogen (>50% Zn)

+ZE

Elektrolytisch verzinkt

+ZF

Diffusionsgeglühte Zinküberzüge

+ZN

Zink-Nickel-Überzug (elektrolytisch)

ANMERKUNG: Die Symbole werden durch Pluszeichen (+) von den vorhergehenden getrennt. Um Verwechslungen mit anderen Symbolen zu vermeiden, kann der Buchstabe S vorangestellt, z.B. +SA.

-9Tab. 3.7 Symbole für den Behandlungszustand Symbol +A

Bedeutung Weichgeglüht

+AC

Geglüht zur Erzielung kugeliger Karbide

+AT

Lösungsgeglüht

+C

Kaltverfestigt (z.B. durch Walzen oder Ziehen)

+Cnnn

Kaltverfestigt auf eine Mindestzugfestigkeit von nnn MPa

+CR

Kaltgewalzt

+HC

Warm-Kalt-geformt

+LC

Leicht kalt nachgezogen bzw. leicht nachgewalzt (Skin passed)

+M

Thermomechanisch gewalzt

+N

Normalgeglüht oder normalisierend gewalzt

+NT

Normalgeglüht und angelassen

+Q

Abgeschreckt

+QA

Luftgehärtet

+QO

Ölgehärtet

+QT

Vergütet

+QW

Wassergehärtet

+S

Behandelt auf Kaltscherbarkeit

+T

Angelassen

+U

Unbehandlet

ANMERKUNG: Die Symbole werden durch Pluszeichen (+) von den vorhergehenden getrennt . Um Verwechslungen mit anderen Symbolen zu vermeiden, kann der Bu chstabe T vorangestellt, z.B. +TA.

-10-

Nach der chemischen Zusammensetzung bezeichnete Stähle

7.3

Unlegierte Stähle mit mittlerem Mn-Gehalt 1% Mn, unlegierte Automatenstähle sowie legierte Stähle (ausgenommen Schnellarbeitsstähle), sofern der mittlere Gehalt der einzelnen Legierungselemente unter 5% liegt Zusatzsymbole für Stähle

Hauptsymbole

G

X

n

n

a…

n

Zusatzsymbole für Stahlerzeugnisse

n-n...

+an +an …

Hauptsymbole

Buchstabe

G = Stahlguss (wenn erforderlich)

2

)

Zusatzsymbole

Kohlenstoffgehalt 3)

Legierungselemente

nnn= 100 x mittlerer C-Gehalt des vorgeschriebenen Bereiches. Wenn kein Bereich für den Kohlenstoffgehalt angegeben ist, ist von einem passenden repräsentativen Wert auszugehen.

a =Symbol für die den Stahl charakterisierenden Legierungselemente, gefolgt von n-n=Zahlen, getrennt durch Bindestriche, die den mittleren Gehalt der Elemente multipliziert mit den nachstehenden Faktoren, entsprechen Element

Für Stahl Gruppe 1

Gruppe 2

Für Stahlerzeugnisse Tabelle 1, 3

Faktor

Cr, Co, Mn, Ni, Si, W

4

Al, Be, Cu, Mo, Nb, Pb, Ta, Ti, 10 V, Zr Ce, N, P, S

100

B

1000

1

) 7.3.2 entspricht 7.3.2 in EN 10 027-1 ) n= Ziffer, a= Buchstabe, an = Alphanumerisch 3 ) Zwecks Unterscheidung von zwei Stahlsorten mit ähnlicher chemischer Zusammensetzung kann die Kennzahl für den Kohlenstoffgehalt um eine Ziffer erhöht werden. 2

Beispiele für Stahlbezeichnungen Norm EN 10083-1

Kurzname 4) 28Mn6

4

Kurzname nach EN 10 027 - 1 und IC 10 28Mn6

) Die bisherigen Kurznamen entsprechen im allgemeinen dem Bezeichnungssystem in EU 27-74

Abb. 3.6: Bezeichnung niedriglegierter Stähle

-13-

Nach der chemischen Zusammensetzung bezeichnete Stähle

7.3

Legierte Stähle (ausgenommen Schnellarbeitsstähle), sofern der Gehalt mindestens eines Legierungselementes >5% beträgt Zusatzsymbole für Stähle

Hauptsymbole

G

X

n

n

a…

n

Zusatzsymbole für Stahlerzeugnisse

n-n...

+an +an …

G = Stahlguss (wenn erforderlich) X = mittlerer Gehalt mindestens eines Legierungselementes >5%

)

Zusatzsymbole

Hauptsymbole

Buchstabe

2

Kohlenstoff3 gehalt )

Legierungselemente

nnn= 100 x mittlerer C-Gehalt des vorgeschriebenen Bereiches. Wenn kein Bereich für den Kohlenstoffgehalt angegeben ist, ist von einem passenden repräsentativen Wert auszugehen.

a =Symbol für die den Stahl charakterisierenden Legierungselemente, gefolgt von n-n=Zahlen, getrennt durch Bindestriche, die den mittleren, auf die nächste ganze Zahl gerundeten Gehalt der Elemente angeben.

Für Stahl Gruppe 1

Gruppe 2

Für Stahlerzeugnisse Tabelle 1, 3

1

) 7.3.3 entspricht 7.3.3 in EN 10 027-1 ) n= Ziffer, a= Buchstabe, an = Alphanumerisch 3 ) Zwecks Unterscheidung von zwei Stahlsorten mit ähnlicher chemischer Zusammensetzung kann die Kennzahl für den Kohlenstoffgehalt um eine Ziffer erhöht werden. 2

Beispiele für Stahlbezeichnungen Norm EU 88-1 4

Kurzname 4) X5CrNi18-10

Kurzname nach EN 10 027 - 1 und IC 10 X5CrNi18-10

) Die bisherigen Kurznamen entsprechen im allgemeinen dem Bezeichnungssystem in EU 27-74

Abb. 3.7: Bezeichnung hochlegierter Stähle

-141

2

Tabelle 1.Stahlgruppennummern ) ) Unlegierte Stähle

Legierte Stähle

Qualitätsstähle

Grundstähle

Edelstähle

Qualitätsstähle

Edelstähle Werkzeug- Verschiedene Chem. best. Stähle stähle Stähle

Grundstähle

01

91

Allgemeine Baustähle mit 2 Rm < 500 N/mm

02

92

Sonstige, nicht für eine Wärmebehandlung bestimmte Baustähle mit Rm < 500 N/mm² 03

93

Stähle mit im Mittel < 0,12% C oder Rm < 400N/mm²

04

94

10 Stähle mit besonderen physikalischen Eigenschaften

20 Cr

30

40 50 NichtMn, Si, Cu rostende Stähle mit < 2,5% Ni ohne Mo,Nb und Ti

11 Bau-, Maschinenbau-, Behälterstähle mit < 0,50% C

21 Cr-Si Cr-Mn Cr-Mn-Si

31

41 Nichtrostende Stähle mit < 2,5% Ni mit Mo ohne Nb und Ti

51 Mn-Si Mn-Cr

12 Maschinenbaustähle mit ≥ 0,50% C

22 Cr-V Cr-V-Si Cr-V-Mn Cr-V-Mn-Si

32 Schnellarbeitsstähle mit Co

42

52 Mn-Cu Mn-V Si-V Mn-Si-V

13 Bau-, Maschinenbau- und Behälterstähle mit besond. Anforderungen

23 Cr-Mo Cr-Mo-V Mo-V

33 Schnellarbeitsstähle ohne Co

14

24 W Cr-W

15 Werkzeugstähle

70 Cr Cr-B

80 Cr-Si-Mo Cr-Si-Mn-Mo Cr-Si-Mo-V Cr-Si-Mn-Mo-V

61

71 Cr-Si Cr-Mn Cr-Mn-B Cr-Si-Mn

81 Cr-Si-V Cr-Mn-V Cr-Si-Mn-V

62 Ni-Si Ni-Mn Ni-Cu

72 82 Cr-Mo Cr-Mo-W mit Cr-Mo-W-V < 0,35% Mo Cr-Mo-B

53 43 Mn-Ti NichtSi-Ti rostende Stähle mit ≥2,5% Ni ohne Mo,Nb und Ti

63 Ni-Mo Ni-Mo-Mn Ni-Mo-Cu Ni-Mo-V Ni-Mn-V

73 83 Cr-Mo mit ≥ 0,35% Mo

34

44 Nichtrostende Stähle mit ≥ 2,5% Ni mit Mo ohne Nb und Ti

54 Mo Nb, Ti, V W

64

74

84 Cr-Si-Ti Cr-Mn-Ti Cr-Si-Mn-Ti

25 W-V Cr-W-V

35 Wälzlagerstähle

45 Nichtrostende Stähle mit Sonderzusätzen

55 B Mn-B < 1,65% Mn

65 Cr-Ni-Mo mit