Označování technických kovů

1. Označování technických kovů Email: mhorakova@pf.jcu.cz Tel: 387 77 3057 MTDII

2. Označování technických kovů Označování technických kovů se vyvíjelo spolu s rozvojem jejich výroby a užívání. Od specifického firemního se označování (například Poldi Maximum, Radeco, Anticoro atd.) sjednocovalo k označování oborovému, národnímu (ČSN, DIN ...) a mezinárodnímu (ISO, EN ...). V současné době se u nás užívá starší označování podle ČSN a novější označování podle norem Evropské unie. MTDII

3. Označování technických kovů dle ČSN Podle ČSN je základním způsobem označování číselné. Číselná značka normalizovaných materiálů má základní šestimístnou část a nejvýše dvoumístnou část doplňkovou,od základní části oddělenou tečkou: 4xxxxx.xx. První dvojčíslí udává tzv. hutní skupinu: 41 ingotové (tvářené) oceli, 42 železné kovy slévárenské a neželezné kovy. Výjimkou je značení ingotových ocelí, ve strojírenství nejčastěji používaného materiálu, u kterých se první číslice základní značky (4) nepíše. MTDII

4. OZNAČOVÁNÍ OCELÍ Ingotové oceli Obecné označení je 1x xxx.xx. Číslice 1 na začátku značky udává, že se jedná o tvářenou ocel. První dvojčíslí udává třídu oceli, druhé dvojčíslí má u jednotlivých tříd rozdílný význam, pátá číslice udává význačné vlastnosti oceli. Popsány jsou konstrukční oceli tříd 10 až 17 a nástrojové oceli třídy 19. Třída 18, která zahrnuje kovové prášky zpracovávané práškovou metalurgií, se označování ocelí zásadně vymyká a proto v textu popsána není. MTDII

5. Označování konstrukčních ocelí obvyklých vlastností třídy 10 a 11 Pátá číslice základní značky udává 0 normální jakost 1 zaručenou tvařitelnost (vhodnost ke tváření) 2 zaručenou mez kluzu 3 zaručenou mez kluzu a zaručenou svařitelnost 4 zaručenou mez kluzu a uklidněnou ocel 5 zvýšenou odolnost proti korozi 6 zaručenou tvařitelnost a zvýšenou odolnost proti korozi 7 zaručenou mez kluzu a zvýšenou odolnost proti korozi 8 zaručenou mez kluzu, zaručenou svařitelnost a zvýšenou odolnost proti korozi 9 zaručenou mez kluzu, uklidněnou ocel a zvýšenou odolnost proti korozi. U ocelí obvyklých (běžných) vlastností udává druhé dvojčíslí zaručenou pevnost v tahu desítkách MPa, to jest N.mm-2 (původně v kp.mm-2; 1 kp.mm-2 odpovídá přibližně 10 N.mm-2, přesněji 9,81 N.mm-2). MTDII

6. Označování ocelí třídy 10 a 11 • Druhá doplňková číslice určuje stupeň přetváření plechů a pásů: • 0 za studena nepřeválcovaný • 1 za studena lehce převálcovaný • 2 za studena doválcovaný a nežíhaný (čtvrttvrdý) • 3 za studena doválcovaný a žíhaný (polotvrdý) • 4 tvrdý na 3/4 • 5 tvrdý na 4/4 • 6 tvrdý na 5/4 • 7 speciálně zpevněný • 8 přetvářený podle zvláštního předpisu • 9 přetvářený podle zvláštního ujednání. První doplňková číslice určuje tepelné zpracování: 0 bez tepelného zpracování 1 normalizační žíhání 2 žíháno (s uvedením způsobu) 3 žíhání na měkko 4 kaleno a popouštěno 5 normalizačně žíháno a popouštěno 6 zušlechtěno na dolní mez pevnosti 7 zušlechtěno na střední mez pevnosti 8 zušlechtěno na horní mez pevnosti 9 tepelně zpracováno dle dohody. MTDII

7. Příklad Značka 11 373.11 patří plechu vyrobenému z ingotové konstrukční oceli (oceli určené k tváření) obvyklých vlastností se zaručeným obsahem síry a fosforu (třída 11) o zaručené pevnosti v tahu 370 MPa (druhé dvojčíslí 37, 10 x 37 = 370), zaručenou svařitelností (pátá číslice 3), v normalizačně žíhaném stavu (první doplňková číslice 1) za studena lehce převálcovanému (druhá doplňková číslice 1). MTDII

8. Označování ocelí třídy 10 a 11 Výjimkou v označování ocelí třídy 10 jsou tak zvané oceli základní jakosti (obchodní) 10 001, 10 002 a 10 003, u kterých výrobce nezaručuje mechanické vlastnosti ani chemickou čistotu (S, P). Jejich svařitelnost je obtížná, třetí číslice je vždy 0. Výjimkou v označování ocelí třídy 11 jsou oceli automatové, u kterých je pro zlepšení jejich obrobitelnosti záměrně zvýšen obsah fosforu a síry. Třetí číslice je u těchto ocelí vždy 1, čtvrtá číslice udává obsah uhlíku v desetinách procenta. Obsahují-li uhlíku méně než 0,1 %, je čtvrtá číslice 0. MTDII

9. Označování ušlechtilých konstrukčních ocelí třídy 12 až 16 U ušlechtilých ocelí třídy 12 až 16 udává - třetí číslice součet průměrného obsahu legujících prvků v procentech za­okrouhlený na nejbližší celé číslo; je-li střední obsah legujících prvků menší než 1 %, píše se nula - čtvrtá číslice udává obsah uhlíku v desetinách procenta zaokrouhlený na nejbližší vyšší celé číslo; je-li obsah uhlíku vyšší než 0,9 %, je čtvrtá číslice 0 - pátá číslice jemněji rozlišuje oceli v případě, je-li součet obsahů přísadových prvků nebo obsah uhlíku u několika ocelí stejný, to jest ocelí se stejnou třetí a čtvrtou číslicí. Má charakter pořadové číslice. MTDII

10. Označování ušlechtilých konstrukčních ocelí třídy 12 až 16 Význam doplňkových číslic je shodný jako u ocelí tříd 10 a 11. Třída 12 zahrnuje uhlíkové (nelegované) ušlechtilé oceli; třetí číslice je zde proto vždy 0. Třída 13 zahrnuje ušlechtilé oceli legované Mn, Si a jejich kombinací Třída 14 zahrnuje ušlechtilé oceli legované Cr a jeho kombinacemi s Mn, Si a Al Třída 15 zahrnuje ušlechtilé oceli legované Cr a jeho kombinacemi s Mo, V, W, Mn a Al Třída 16 zahrnuje ušlechtilé oceli legované Ni a jeho kombinacemi s Cr, Mo, W a V. MTDII

11. Příklady Značka 12 020 patří ingotové ušlechtilé oceli uhlíkové (podle třetí číslice je obsah legujících prvků 0) s obsahem uhlíku od 0,11 do 0,2 % (čtvrtá číslice je 2), vhodné k cementování. Značka 13 251 patří ingotové konstrukční ušlechtilé oceli slitinové legované křemíkem (třída 13) s obsahem legujících prvků od 1,5 do 2,5 % a obsahem uhlíku od 0,41 do 0,5 % vhodné k zušlechťování a na výrobu pružin. MTDII

12. Označování ušlechtilých konstrukčních ocelí třídy 17 U ušlechtilých ocelí třídy 17, tj. ocelí s vysokým obsahem přísadových prvků (nad 10 %), udává třetí číslice přísadovou skupinu: 0 udává legování Cr 1 udává legování Cr v kombinaci s Al, Mo a Ni 2 udává legování Cr a Ni u ocelí stabilizovaných Ti a Nb 3 udává legování Cr, Ni, Mo, V a W včetně ocelí stabilizovaných Ti a Nb 4 udává legování Cr v kombinaci s Ni a Mn 5 udává legování Ni 6 udává legování Mn číslice 7 až 9 se užívají pro zvláštní kombinace přísadových prvků. Čtvrtá číslice udává podle zvláštního klíče stupeň bohatosti přísadových prvků (většímu obsahu legujícíh prvků je přiřazena vyšší číslice). Pátá číslice oceli jemněji rozlišuje podle obsahu uhlíku. Význam doplňkových číslic je shodný jako u ocelí tříd 10 a 11. MTDII

13. Příklad Značka 17 246 patří ingotové konstrukční ušlechtilé oceli slitinové vysokolegované (třída 17) chrómem (17 až 20 %), niklem (8 až 11 %) a manganem (do 2 %), která je jednou ze základních chromniklových nerezavějících ocelí. MTDII

14. Označování nástrojových ocelí třídy 19 U nástrojových ocelí (třída 19) značí třetí číslice 0, 1 a 2 oceli uhlíkové 3 nízkolegované oceli manganové, křemíkové a vanadové 4 nízkolegované oceli chrómové 5 nízkolegované oceli chrómmolybdenové 6 nízkolegované oceli niklové 7 nízkolegované oceli wolframové 8 vysokolegované čili rychlořezné oceli 9 oceli pro lité nástroje. U uhlíkových nástrojových ocelí udává kombinace třetí a čtvrté číslice od 00 do 29 obsah uhlíku odstupňovaný po 0,05 % od 0,05 do 1,5 %. U slitinových nástrojových ocelí udává čtvrtá číslice přísadovou skupinu (kombinaci přísadových prvků). Pátá číslice u slitinových nástrojových ocelí je pořadová a slouží k jemnějšímu rozlišení zejména s ohledem na způsob výroby oceli. MTDII

15. Příklady Značka 19 221 patří ingotové nástrojové (třída 19) uhlíkové (třetí číslice 2) oceli s obsahem uhlíku 1,15 % (0,05 + 22. 0,05 = 1,15), ze které se vyrábějí vrtáky, výstružníky, závitníky a další menší nástroje. Značka 19 452 patří ingotové nástrojové (třída 19) nízkolegované (třetí číslice 4) oceli s přísadou chrómu a křemíku (čtvrtá číslice 5) vhodné ke kalení v oleji (pátá číslice 2), ze které se vyrábějí sekáče, rubací dláta, funkční části pneumatických kladiv a podobně. Značka 19 824 patří ingotové nástrojové (třída 19) vysokolegované (třetí číslice 8) oceli s obsahem uhlíku 0,7 až 0,8 % a s přísadou 3,8 až 4,6 % Cr, 1,0 až 1,6 % V, 17 až 19 % W a 0,5 % Mo. Je známa pod obchodním názvem Poldi Maximum Special. Používá se na soustružnické nože a tvarově složité nástroje s jemnými břity. MTDII

16. Označování ocelí na odlitky Základní značka je 42 xxxx.xx. Druhé dvojčíslí, jak již bylo uvedeno, udává třídu materiálu: 26 oceli uhlíkové 27 nízkolegované a středně legované oceli odlévané do pískových forem 28 nízkolegované a středně legované oceli odlévané jiným způsobem než do pískových forem 29 vysokolegované oceli. Pátá číslice udává u uhlíkových ocelí pevnost v tahu: 3 pevnost 300 až 390 N.mm-2 4 pevnost 400 až 490 N.mm-2 5 pevnost 500 až 590 N.mm-2 6 pevnost 600 až 690 N.mm-2 7 pevnost 700 až 790 N.mm-2. MTDII

17. Označování ocelí na odlitky U slitinových ocelí udává pátá číslice přísadovou skupinu. Šestá číslice udává u uhlíkových ocelí význačné vlastnosti, u slitinových ocelí slouží jemnějšímu rozlišení ocelí téže přísadové skupiny. První doplňková číslice udává způsob tepelného zpracování oceli shodně s označováním konstrukčních ocelí. Druhá doplňková číslice udává způsob odlévání odlitků. MTDII

18. Příklady Značka 42 2633 patří uhlíkové (druhé dvojčíslí 26) oceli na odlitky (první dvojčíslí 42) s pevností v tahu 300 až 390 N.mm-2. Značka 42 2721 patří nízkolegované (druhé dvojčíslí 27) oceli na odlitky (první dvojčíslí 42) s přísadou manganu a křemíku, vhodná na výrobu ozubených kol. MTDII

19. Označování litiny Základní značka je 42 xxxx.xx. Druhé dvojčíslí, jak již bylo uvedeno, udává třídu materiálu: 23 tvárnou litinu 24 šedou litinu 25 temperovanou litinu. U nelegované šedé litiny udává třetí dvojčíslí 00 až 49 přibližnou hodnotu meze pevnosti v tahu v desítkách N.mm-2, 50 až 59 pořadové číslo litin se speciálními vlastnostmi. U legovaných litin je třetí dvojčíslí pořadovým číslem závislým na užitých legujících prvcích. Význam třetího dvojčíslí u tvárné a temperované litiny je určen zvláštním systémem označování. Význam doplňkových číslic je shodný s významem těchto číslic u ocelí na odlitky. MTDII

20. Příklady Značka 42 2410 patří šedé nelegované litině s pevností v tahu alespoň 100 N.mm-2. Značka 42 2476 patří šedé litině legované Cr, Si a Mn. Značka 42 2304 patří tvárné litině s pevností v tahu 380 N.mm-2. Značka 42 2350 patří tvárné litině s pevností v tahu 500 N.mm-2. Značka 42 2508 patří temperované litině s pevností v tahu 320 N.mm-2. Značka 42 2535 patří temperované litině s pevností v tahu 350 N.mm-2. MTDII

21. Označování neželezných kovů Základní značka je 42 xxxx.xx. Třetí číslice je u těžkých (barevných) kovů 3, u lehkých kovů 4. Čtvrtá číslice rozlišuje kovy určené ke tváření (sudé číslice 0, 2, 4, 6, 8) a kovy určené ke slévání (liché číslice 1, 3, 5, 7, 9). Pátá číslice spolu s číslicí čtvrtou blíže určuje skupinu neželezných kovů. Šestá číslice je pořadová. První doplňková číslice udává způsob tepelného zpracování. Druhá doplňková číslice udává - u tvářených materiálů stav a jakost - u slévárenských materiálů způsob odlévání. MTDII

22. Příklady Značka 42 3013 patří cínovému bronzu s obsahem od 2,5 do 4 % Sn. Značka 42 3256 patří niklové mosazi s obsahem 16,5 % Ni (alpaka). Značka 42 4201 patří hliníkové slitině s obsahem Cu a Mg určené ke tváření - základnímu druhu duralu. Značka 42 4330 patří hliníkové slitině s obsahem Si určené ke slévání - základnímu druhu siluminu. MTDII

23. Rozdělení a označování ocelí podle evropské normy Rozdělení ocelí podle ČSN EN 10020 uvádí následující přehled: Definice oceli Norma definuje ocel jako materiál, jehož hmotnostní podíl železa je větší než kteréhokoli jiného prvku, obsah uhlíku je všeobecně menší než 2 % a obsahuje další prvky. MTDII

24. Nelegované oceli Výjimkou jsou uhlík, fosfor, síra a dusíku, jejichž obsah v oceli je dán zvláštními předpisy. Jako nelegované označuje norma oceli, které mají mezní obsah (hmotnostní podíl) dalších prvků nižší než uvádí následující tabulka: MTDII

25. Nelegované jakostní oceli Nelegované jakostní oceli jsou oceli, pro které jsou stanoveny pouze všeobecné požadavky na mechanické a technologické vlastnosti, například houževnatost, velikost zrna nebo tvářitelnost. MTDII

26. Nelegované ušlechtilé oceli Nelegované ušlechtilé oceli jsou oceli, které mají zaručené chemické složení a vyšší stupeň čistoty než jakostní oceli, zejména s ohledem na obsah nekovových vměstků. Jsou většinou určeny pro zušlechťování nebo povrchové kalení. Musí splňovat alespoň jeden z těchto požadavků: - zaručenou minimální hodnotu nárazové práce v zušlechtěném stavu - zaručenou hloubku zakalené vrstvy nebo povrchovou tvrdost v zakaleném, zušlechtěném nebo povrchově kaleném stavu - zaručené nejvyšší obsahy síry a fosforu - zaručené nízké obsahy nekovových vměstků. MTDII

27. Korozivzdornéoceli Korozivzdorné oceli musí podle normy obsahovat minimálně 10,5 % chromu a nejvýše 1,2 % uhlíku. MTDII

28. Ostatní legované oceli K ostatním legovaným ocelím patří oceli, - které alespoň u jednoho z prvků překračují mezní obsah dalších prvků podle výše uvedené tabulky - které neodpovídají definici pro korozivzdorné oceli MTDII

29. Ostatní legované jakostní oceli • Za ostatní legované oceli norma označuje takové, • pro které jsou stanoveny pouze všeobecné požadavky na mechanické a technologické vlastnosti, například houževnatost, velikost zrna nebo tvářitelnost • které nejsou všeobecně určeny pro zušlechťování a povrchové kalení. • K těmto ocelím patří - svařitelné jemnozrnné konstrukční oceli, které mají - mez kluzu nižší než 380 N.mm2 • hodnotu nárazové práce při -50 °C nižší než 27 J u podélných zkušebních tělesech a nižší než 16 J na příčných zkušebních tělesech • obsahy legujících prvků nižší než hodnoty uvedené v tabulce na následujícím snímku MTDII

30. Obsahy legujících prvků - oceli na kolejnice, štětovnice a důlní výztuže - oceli na ploché výrobky válcované za tepla nebo za studena pro náročné použití, které obsahují prvky zjemňující zrno, to jest bór, niob, titan, vanad nebo zirkon - oceli legované pouze mědí - oceli pro elektrotechniku legované zejména křemíkem a hliníkem, které musí splňovat speciální požadavky na hodnoty elektrických veličin (vodivost, magnetická indukce, permeabilita ..) MTDII

31. Ostatní legované ušlechtilé oceli Za ostatní legované oceli norma označuje takové ostatní legované oceli, které nepatří do skupiny legovaných jakostních ocelí. Tato skupina ocelí je charakterizována přesnou kontrolou jejich chemického složení a zvláštními výrobními a zkušebními podmínkami. Zahrnuje - legované oceli na tlakové nádoby a zařízení - oceli na valivá ložiska - nástrojové oceli - oceli se zvláštními fyzikálními vlastnostmi (například s kontrolovaným koeficientem roztažnosti, se zvláštním elektrickým odporem atd.). MTDII

32. Označování ocelí Všeobecnou zásadou systému označování ocelí a jiných materiálů podle EN je požadavek, aby každý materiál měl přidělenu pouze jednu značku a každé značce odpovídal pouze jeden materiál. Oceli mohou být podle norem EU označeny - značkou oceli podle ČSN EN 10027-1 - číslem oceli podle ČSN EN 10027-2 MTDII 32

33. Značky ocelí podle ČSN EN 10027-1 Značka oceli se skládá ze - základních symbolů - přídavných symbolů. Základní symboly Přidělení základních symbolů může být dvojího druhu: - podle použití a mechanických nebo fyzikálních vlastností ocelí - podle chemického složení ocelí. Přídavné symboly Přídavné symboly jsou rozděleny do tří skupin: - skupina 1 obsahuje hlavní údaje pro popis oceli - skupina 2 obsahuje údaje pro popis oceli v případě, že údaje skupiny 1 k charakteristice dané oceli nepostačují; symboly skupiny 2 mohou být užity pouze společně se symboly skupiny 1 a připojují se za nimi - další přídavné symboly zapisované za symboly skupin 1 a 2 a oddělené od nich znaménkem + (plus). MTDII 33

34. Označování ocelí dle použití a mechanických nebo fyzikálních vlastností ocelí V tomto systému jsou zpracovány samostatné popisy pro konstrukční oceli oceli pro tlakové nádoby a zařízení oceli na potrubí oceli na strojní součásti oceli na výztuž do betonu oceli na předpínací výztuž do betonu oceli na kolejnice oceli na ploché výrobky k tváření za studena oceli s vyšší mezí kluzu na ploché výrobky válcované za studena oceli na pocínované výrobky (obalové plechy a pásy) oceli na plechy a pásy pro elektrotechniku. MTDII 34

35. Označování ocelí podle chemického složení V tomto systému jsou zpracovány samostatné popisy pro nelegované oceli (kromě automatových ocelí) se střením obsahem manganu nižším než 1 % nelegované oceli se střením obsahem manganu rovným nebo vyšším než 1 %, nelegované automatové oceli a legované oceli (kromě rychlořezných ocelí) se středními obsahy jednotlivých legujících prvků pod 5 % korozivzdorné a legované oceli (kromě rychlořezných ocelí) s obsahem minimálně jednoho legujícího prvku rovným 5 % nebo větším rychlořezné oceli. MTDII 35

36. Čísla ocelí podle ČSN EN 10027-2 Čísla ocelí mají základní tvar 1 xxxx, kde první číslice udává číslo hlavní skupiny materiálu; pro ocel je přidělena číslice 1 dvojčíslí tvořené druhou a třetí číslicí udává číslo skupiny ocelí podle zvláštního systému dvojčíslí tvořené čtvrtou a pátou číslicí udává pořadové číslo oceli. Čísla skupiny se ocelím přidělují na základě charakteristických vlastností, kterými jsou chemické složení mechanické, technologické, strukturální a další vlastnosti zjišťované pomocí normalizovaných zkušebních metod (tvrdost, pevnost v tahu, houževnatost, kalitelnost, odolnost proti korozi, zvláštnosti struktury atd.) vhodnost pro další zpracování (např. vhodnost pro tváření za studena) vhodnost pro zvláštní použití (např. drát pro ocelové kordy do pneumatik) MTDII 36

37. Označování ostatních technických kovů podle evropských norem Označování litiny a neželezných kovů se v evropských normách řídí zvláštními a strukturálně nejednotnými způsoby, odlišnými od způsobu označování ocelí. Vzhledem k rozsahu všech norem značení podle EU není možno se v rámci předmětu jimi zabývat. V případě potřeby je nutno seznámit se s konkrétní normou platnou pro daný kovový materiál. MTDII

38. Použitá literatura Podklady Ing. J. Hladký MTDII

39. Děkuji za pozornost MTDII