Die Norm PN-EN 10089:2005 trägt den Titel: „Warmgewalzte Stähle für wärmebehandelte Federn – Technische Lieferbedingungen “. Es handelt sich um eine europäische technische Norm, die die Lieferanforderungen für Federstähle festlegt, die zur Herstellung von Federn und elastischen Elementen bestimmt sind, die einer Wärmebehandlung unterzogen werden.
Die Norm PN-EN 10089:2005 ersetzte die frühere Norm PN-EN 10089:2003 , die am 23. Juni 2005 zurückgezogen wurde.
Zuvor wurde die polnische Norm PN-H-93003:1996 durch die Norm PN-EN 10089:2003 ersetzt.
Anwendungsbereich der Norm PN-EN 10089:2005
Die Norm PN-EN 10089:2005 gilt für warmgewalzte, wärmebehandelte Stähle, die zur Herstellung von Folgendem bestimmt sind:
- Flach- und Spiralfedern.
- Auto- und Eisenbahnfedern.
- Hochfeste elastische Elemente.
Ausgenommen sind Stähle, die zur Herstellung von Federdrähten, kaltgewalzten Bändern und Spezialfedern bestimmt sind.
Teilung und Klassifizierung von Stahl nach PN-EN 10089:2005
Die Norm unterteilt Federstähle nach ihrer chemischen Zusammensetzung und ihren mechanischen Eigenschaften unter Berücksichtigung von Legierungselementen wie:
- Kohlenstoff (C) – beeinflusst die Härte und Elastizität von Stahl.
- Silizium (Si) – verbessert die Elastizität und die Beständigkeit gegen Anlassen.
- Chrom (Cr) – erhöht die Härtbarkeit und Korrosionsbeständigkeit.
- Vanadium (V) – verbessert die Beständigkeit gegen Ermüdung und Rissbildung.
- Molybdän (Mo) – erhöht die Kriechfestigkeit und Festigkeit bei hohen Temperaturen.
- Nickel (Ni) – erhöht die Härtbarkeit und Korrosionsbeständigkeit.
Beispiele für Stahlsorten gemäß PN-EN 10089:
38Si7 (1.5023)
Siliziumstahl mit mittlerer Elastizität und guter Dauerfestigkeit. Konzipiert für leichte Federn und Bauteile mit moderaten dynamischen Belastungen.
46Si7 (1.5024)
Siliziumstahl mit erhöhter Härte und mechanischer Festigkeit im Vergleich zu 38Si7. Wird zur Herstellung von Flach- und Spiralfedern verwendet, die höheren Belastungen ausgesetzt sind.
56Si7 (1.5026)
Hochelastischer Siliziumstahl, der sich durch gute Beständigkeit gegen bleibende Verformung auszeichnet. Wird in Fahrwerksfedern von Kraftfahrzeugen verwendet.
54SiCr6 (1.7102)
Silizium-Chrom-Stahl mit hoher Härte und Abriebfestigkeit. Besonders empfehlenswert für Federn und Bauteile im Automobilbereich, die dynamischen Belastungen ausgesetzt sind.
56SiCr7 (1.7106)
Stahl mit erhöhtem Silizium- und Chromgehalt, was zu erhöhter Härte und Haltbarkeit führt. Er wird für Federn in großen Fahrzeugen und Maschinen verwendet.
61SiCr7 (1.7108)
Hochbelastbarer Stahl mit erhöhter Beständigkeit gegen Rissbildung und Ermüdung. Entwickelt für Bauteile mit höchsten Festigkeitsanforderungen.
52SiCrNi5 (1.7117)
Silizium-Chrom-Nickel-Stahl, der hohe Festigkeit mit erhöhter Korrosionsbeständigkeit vereint. Wird für Federn verwendet, die unter rauen Umgebungsbedingungen eingesetzt werden.
55Cr3 (1.7176)
Chromstahl mit hoher Härte und guter Abriebfestigkeit. Wird für Blattfedern im Automobilbereich und Federn mit hohen dynamischen Belastungen verwendet.
60Cr3 (1.7177)
Hochharter Chromstahl, entwickelt für Bauteile, die außergewöhnliche Haltbarkeit und Verformungsbeständigkeit erfordern. Verwendung findet er in Federn und Schraubenfedern von Nutzfahrzeugen.
60CrMo3-1 (1.7239)
Chrom-Molybdän-Stahl, kriechfest bei hohen Temperaturen. Wird für Federn verwendet, die in Hochtemperaturumgebungen eingesetzt werden.
60CrMo3-2 (1.7240)
Stahl mit erhöhtem Chrom- und Molybdängehalt für verbesserte Härtbarkeit und Abriebfestigkeit. Verwendung in Federn für industrielle Anwendungen.
60CrMo3-3 (1.7241)
Hochlegierter Chrom-Molybdän-Stahl mit maximaler Kriechfestigkeit und hoher Härte. Entwickelt für Bauteile, die unter extremen Temperaturen und Drücken betrieben werden.
52CrMoV4 (1.7701)
Chrom-Molybdän-Vanadium-Stahl mit außergewöhnlicher Dauerfestigkeit und Bruchfestigkeit. Entwickelt für hochbelastete Bauteile wie Drehstäbe und Fahrwerksfedern.
46SiCrMo6 (1.8062)
Silizium-Chrom-Molybdän-Stahl mit einem hervorragenden Verhältnis von Härte und Elastizität. Wird in Fahrwerksfedern von Pkw verwendet.
50SiCrMo6 (1.8063)
Ein Stahl mit erhöhter Härte und Elastizität im Vergleich zu 46SiCrMo6. Ideal für die Herstellung von Federn mit hohen dynamischen Belastungen, wie z. B. für Sportfahrwerke.
45SiCrV6-2 (1.8151)
Silizium-Chrom-Vanadium-Stahl mit erhöhter Riss- und Verschleißfestigkeit. Wird für Federn mit hoher Zyklenfestigkeit verwendet.
54SiCrV6 (1.8152)
Ein Stahl mit sehr hoher Härte und ausgezeichneter Dauerfestigkeit. Er wird für industrielle Federn und Bauteile verwendet, die dauerhafter Belastung ausgesetzt sind.
60SiCrV7 (1.8153)
Der widerstandsfähigste Silizium-Chrom-Vanadium-Stahl dieser Gruppe zeichnet sich durch außergewöhnliche Langlebigkeit und Beständigkeit gegen bleibende Verformung aus. Er wird für spezielle Industriefedern verwendet.
51CrV4 (1.8159)
Chrom-Vanadium-Stahl mit hervorragenden elastischen Eigenschaften, hoher Härte und Bruchfestigkeit. Wird häufig für Blattfedern und Fahrwerksfedern im Automobilbereich verwendet.
Mechanische Eigenschaften von Stählen gemäß der Norm PN-EN 10089:2005
Die Norm legt Mindestanforderungen an die mechanischen Eigenschaften von Stahl fest, wie zum Beispiel:
- Streckgrenze (Re) – der minimale Spannungswert, ab dem das Material eine bleibende Verformung erfährt.
- Zugfestigkeit (Rm) – die maximale Kraft, die ein Material aushalten kann, bevor es bricht.
- Härte (HB oder HRC) – Materialbeständigkeit gegen Durchdringung.
- Schlagfestigkeit (KV) – Widerstandsfähigkeit gegenüber dynamischen Belastungen.
Diese Eigenschaften werden nach der Wärmebehandlung bestimmt.
Lieferbedingungen und Wärmebehandlung
Die Norm definiert auch Anforderungen an den Wärmebehandlungsprozess, darunter:
- Härten – Erhitzen auf eine bestimmte Temperatur und schnelles Abkühlen zur Erhöhung der Härte.
- Loslassen – Erhitzen auf eine niedrigere Temperatur, um die Sprödigkeit zu verringern und die Elastizität zu erhöhen.
Stahl, der gemäß PN-EN 10089 geliefert wird, muss im warmgewalzten und wärmebehandelten Zustand oder im Zustand, der zur Wärmebehandlung bereit ist, geliefert werden.
Maß- und Formtoleranzen
Die Norm legt außerdem zulässige Maßabweichungen für Stäbe und Walzdraht fest, einschließlich:
- Durchmesser und Dicke des Materials.
- Geradheit.
- Oberflächenrauheit.
Kennzeichnung und Zertifizierung nach Standard PN-EN 10089:2005
Jede unter die Norm fallende Stahlcharge muss mit einer entsprechenden Dokumentation versehen sein, die Folgendes umfasst:
- Bezeichnung der Stahlsorte gemäß der Norm.
- Chargennummer und Produktionsdatum.
- Konformitätsbescheinigung, die die Einhaltung der Norm bestätigt.
Verwendung von Stahl gemäß PN-EN 10089:2005
Die unter diese Norm fallenden Stähle werden bei der Herstellung von folgenden Produkten verwendet:
- Auto- und Eisenbahnfedern.
- Federn der Aufhängung.
- Federn, die hohen dynamischen Belastungen ausgesetzt sind.
- Mechanische Bauteile, die eine hohe Beständigkeit gegen Ermüdung und Abrieb erfordern.
Die Norm PN-EN 10089:2005 legt einheitliche Qualitätsstandards für Federstähle in Europa fest und spezifiziert deren chemische Zusammensetzung, mechanische Eigenschaften und Wärmebehandlungsverfahren. Dies ermöglicht die Herstellung von Werkstoffen mit hoher Elastizität, Dauerfestigkeit und Ermüdungsbeständigkeit, was für Anwendungen im Automobil-, Bahn- und Industriebereich von entscheidender Bedeutung ist.