Porovnání ocelí ve strojírenství s dalšími normami, jako jsou JIS a AISI

Pro vlastnosti oceli existují různé systémy označení. Základní normy tvoří základ pro klasifikaci a označování druhů oceli pomocí čísel materiálů. V tomto článku porovnáváme třídy oceli klasifikované podle normy DIN/EN/ISO s jejich příslušnými protějšky v JIS (japonská průmyslová norma).

Co je ocel?

Podle normy DIN EN 10020 část 1 je ocel definována jako materiál, který se skládá převážně ze železa a má maximální obsah uhlíku 2 %. Sloučeniny železa a uhlíku s obsahem uhlíku vyšším než 2 % jsou litiny. Hmotnostní frakce železa je větší než u jakéhokoli jiného prvku. Vzhledem k železné rudě použité při její výrobě obsahuje ocel vždy odpovídající množství křemíku a manganu.

Ocel lze podle chemického složení rozdělit na tři hlavní třídy:

• Nelegované oceli: obsahují železo a uhlík a také malá množství dalších prvků pod definovanými limity.
• Nerezové oceli (také nazývané korozivzdorné oceli): hmotnostní frakce nejméně 10,5 % chromu a maximálně 1,2 % uhlíku
• Legované oceli: Kromě železa a uhlíku obsahuje alespoň jeden prvek slitiny. Hliníkové prvky mění vlastnosti oceli. Legované oceli nejsou nerezové oceli.

Klasifikace typů oceli je dále rozdělena podle tříd kvality.

K dispozici jsou tabulky pro různé třídy kvality oceli.

Různé typy oceli a vlastnosti oceli

Složení oceli určuje její vlastnosti. Uhlík jako hlavní složka ovlivňuje například tvrdost a sílu. Vyšší obsah uhlíku obecně vede ke zvýšené tvrdosti, ale také ke snížené poddajnosti (pevnosti). Další slitinové prvky pro slitiny oceli mohou být:

• Chrom (Cr): Chrom zvyšuje odolnost oceli proti korozi a často se vyskytuje v nerezových ocelích. Pomáhá také zvyšovat pevnost při vyšších teplotách.
• Mangan (Mn): Mangan se používá ke zlepšení pevnosti a tvrdosti oceli a také k desulfurizaci a deoxidaci během výroby oceli.
• Nikl (Ni): Nikl zvyšuje odolnost, sílu nárazu a stabilitu při nízkých teplotách. Jedná se o běžně používaný prvek slitiny v nerezových ocelích a legovaných ocelích.
• Molybden (Mo): Molybden zlepšuje pevnost a odolnost proti praskání při zátěžové korozi a vlastnosti oceli při vysokých teplotách. Nachází se v mnoha legovaných ocelích.
• Vanad (V): Vanad zvyšuje pevnost, tvrdost a odolnost oceli proti opotřebení. Často se používá v nástrojových ocelích a vysokopevných ocelích.
• Měď (Cu): Měď může zvýšit odolnost proti korozi a elektrickou vodivost oceli.
• Silikon (Si): Silikon přispívá k deoxidaci a zvyšuje pevnost oceli. Je běžný u konstrukčních ocelí.
• Titan (Ti): Titan zvyšuje pevnost oceli.
• Hliník (Al): Hliník může zvýšit pevnost a odolnost proti korozi.

V následující tabulce je uveden přehled běžných tříd oceli v různých standardizovaných poznámkách. Znak □ je zástupný znak v označení.

Vysvětlení označení oceli

Označení oceli není jednotné. Obecně však lze předpokládat, že normy DIN, jako je DIN EN 10027-1 (podle čísla materiálu sestávajícího z kódových písmen a číslic) a DIN EN 10027-2 (podle chemického složení), odvozují obecné zásady.

Krátký název materiálu

DIN uvádí požadavky na krátké názvy materiálů a dělí je do dvou skupin. U skupiny 1 závisí označení na využití a mechanických vlastnostech oceli. U skupiny 2 závisí označení na chemickém složení oceli. Toto označení dává smysl, když jednotlivé prvky slitiny poskytují informace o určitých vlastnostech, jako je odolnost proti korozi, nebo když mají podstoupit tepelnou úpravu. Krátký název ve skupině 1 se skládá z alespoň jednoho hlavního symbolu a minimální mez kluzu v megapascalech, např. S235, kde S znamená ocel ve stavbě oceli. V závislosti na vlastnostech a použití mohou být přidány další symboly, např. S235J2.

Příklad názvu podle chemického složení ve skupině 2 by byl 42CrMo4. Je indikován procentuální obsah prvku v kompozici oceli. Například C45 pro ocel s obsahem uhlíku asi 0,45 %.

Označení oceli podle norem JIS se skládá podobným způsobem. Označení se obvykle skládá z jednoho písmena označujícího skupinu nebo typ oceli, následovaného jedním číslem obsahujícím specifické informace o oceli (chemické nebo mechanické vlastnosti). Například SS400 znamená nelegovaná konstrukční ocel (SS = konstrukční ocel).

Číslo materiálu oceli

Čísla materiálů přiděluje institut Steel Institute VDEh. Označení se skládá z následujících parametrů: X.YYZZ(AA). Platí následující:

• X = hlavní skupina
• Y = číslo třídy (skupina oceli)
• Z = číslo počítání
• A = rozšířené číslo počítání

V souladu s evropskými normami začíná číslo materiálu pro ocel vždy číslem 1, např. 1.7033 pro chromovanou slitinu kalené a tvrzené oceli.

Výběr čísla skupiny oceli

Toto číslo materiálu slouží k jedinečné identifikaci materiálů a dokumentaci konkrétních vlastností materiálu. Číslo materiálu pro ocel naleznete v tabulkách.

Porovnání standardizace

Třídy oceli podléhají různým standardům. Tyto normy slouží k zajištění kvality, vlastností a využití oceli v různých průmyslových odvětvích a aplikacích. Následující seznam obsahuje normy různých institucí a výborů:

• JIS: Japonský průmyslový standard Japonského výboru pro průmyslové normy.
• ISO: Mezinárodní standard Mezinárodní organizace pro standardizaci.
• AISI: Americký standard Amerického institutu pro železo a ocel (AISI).
• DIN: Německá průmyslová norma Německého institutu pro standardizaci (Deutsches Institut für Normung, DIN).
• EN: Evropské normy jednoho z evropských výborů pro standardizaci (CEN, CENELEC, ETSI)
• BS: Britská norma Britského institutu pro standardizaci (BSI).