PN-EN 10084 – Settherdede stål – Tekniske leveringsbetingelser

regelen PN-EN 10084 "Karbureringsstål - Tekniske leveringsbetingelser" spesifiserer de tekniske kravene for settherdingsstålOmfatter ulegert og legert stål med et relativt lavt innhold kull, beregnet for produksjon av maskindeler som krever tilkobling et hardt og slitesterkt overflatelag med en slitesterk og mer duktil kjerne.
Karburering er en prosess termokjemisk behandling, hvor stålets overflatelag diffusjonsanrikes i kullSelve karbureringen endrer først og fremst lagets kjemiske sammensetning. Høy overflatehardhet innhentes vanligvis bare etter passende herding og senere lav temperering.

PN-EN 10084 og PN-EN ISO 683-3:2022-07

regelen PN-EN 10084 har blitt erstattet av normen PN-EN ISO 683-3:2022-07 "Varmebehandlebare stål, legeringsstål og automatstål - Del 3: Settherdende stål".
Den gjeldende standarden spesifiserer de tekniske leveringskravene for varmformede halvfabrikata, stenger, valsetråd, ferdige flate produkter og smigods laget av ulegerte og legerte settherdede stål.
Den eldre PN-EN 10084 er imidlertid fortsatt et viktig dokument når man analyserer eldre materialsertifikater, konstruksjonsdokumentasjon, tekniske tegninger og spesifikasjoner som fortsatt inneholder merkinger og krav som refererer til denne standarden.

PN-EN 10084 standard – omfang

Standarden spesifiserer blant annet:

  • Karbureringsstål av høy kvalitet og betegnelser;
  • kjemisk sammensetning individuelle arter;
  • leveringsstatus og krav til varmebehandling;
  • mekaniske egenskaper og krav til hardhet;
  • temperament for arten den er bestemt for;
  • krav til materialets struktur og indre kvalitet;
  • overflatekvalitet;
  • inspeksjon og testing;
  • prøvetaking og klargjøring av prøver;
  • merking og leveringsdokumentasjon.

Hva er karburering av stål?

Karburering av stål involverer diffusjonsmetning av overflatelaget kull under oppvarming av materialet ved en riktig valgt temperatur og karbureringsatmosfære.
Stål beregnet for denne prosessen har et relativt lavt karboninnhold i kjernen – vanligvis rundt 0,10-0,25%Dette gjør at kjernen opprettholder gunstig duktilitet og motstand mot dynamiske belastninger. Overflatelaget berikes samtidig med karbon under karbureringen.
Etter karburering, velg riktig herdingDet karbonanrikede laget kan da oppnå en struktur med svært høy hardhet, mens kjernen beholder egenskapene som følge av det lavere karboninnholdet og de brukte legeringstilsetningene.
Etter herding brukes den vanligvis lav temperering, hvis oppgave blant annet er å redusere spenninger etter herding samtidig som lagets høye hardhet opprettholdes.

Karburering og overflateherding

Karburering bør ikke likestilles med induksjonsherding heller ikke flammeherding.
Under karburisering, bevisst endring i den kjemiske sammensetningen av overflatelaget gjennom karbondiffusjon. Det er derfor en prosess termokjemisk behandling.
Under induksjons- eller flammeherding forblir overflatens kjemiske sammensetning i hovedsak uendret. Laget varmes opp lokalt til austenittiseringstemperaturen og avkjøles deretter raskt. Derfor må materialet som er beregnet for denne typen herding allerede inneholde tilstrekkelig karbon for å oppnå den nødvendige hardheten før prosessen starter.

Legeringselementenes rolle i karburering av stål

Karburerende stål kan være ulegerte eller inneholde legeringstilsetninger som primært påvirker herdbarhet, kjerneegenskaper og materialoppførsel under varmebehandling.

  • Kull – C – et lite innhold i kjernen gjør at den beholder sin duktilitet, mens et økt innhold i det karburerte laget gir høy hardhet etter herding.
  • Krom – Cr – øker herdbarheten og påvirker stålets mekaniske egenskaper.
  • Mangan – Mn – øker herdbarheten og er en viktig komponent i populære Mn-Cr-stål som 16MnCr5 og 20MnCr5.
  • Nikkel – Ni – det bidrar til å oppnå gunstig duktilitet og slagfasthet i kjernen, og det er derfor det brukes i stål beregnet for tungt belastede elementer.
  • Molybden – Mo – øker herdbarheten og brukes i stål beregnet for elementer med større tverrsnitt og høye fasthetskrav.
  • Bor – B – selv en liten tilsetning av bor kan øke herdbarheten til stål betydelig; et eksempel på en kvalitet som inneholder bor er 16MnCrB5.
  • Svovel – S – kontrollert tilsetning i kvaliteter merket med bokstaven S kan forbedre maskinbearbeidbarheten, eksempler på dette er 16MnCrS5, 20MnCrS5 eller 18CrMoS4.

Stålkvaliteter i henhold til PN-EN 10084

PN-EN 10084 dekket både ulegerte settherdede stål og legerte stål med tilsetninger av krom , mangan , nikkel , molybden og andre elementer.

Ulegerte settherdende stål

  • 1.1121 – C10E – ulegert lavkarbonstål beregnet for karburering; brukes primært til komponenter med mindre tverrsnitt og moderate krav til kjerneegenskaper.
  • 1.1207 – C10R – C10-variant med krav til fosfor- og svovelinnhold som er passende for R-betegnelsen.
  • 1.1141 – C15E – ulegert karbureringsstål med høyere karboninnhold enn C10E.
  • 1.1140 – C15R – C15-variant med fosfor- og svovelbehov tilsvarende R-betegnelsen.
  • 1.1148 – C16E – ulegert karbureringsstål med et karboninnhold karakteristisk for C16-gruppen.
  • 1.1208 – C16R – C16-variant med krav som passer for R-betegnelsen.

Nikkel-krom og krom-nikkel stål

  • 1.5714 – 16NiCr4 – nikkel-krom karbureringsstål, brukt til deler som krever større herdbarhet og gode kjerneegenskaper.
  • 1.5715 – 16NiCrS4 – en variant med økt svovelinnhold, som forbedrer maskinbearbeidbarheten.
  • 1.5752 – 15NiCr13 – nikkel-kromstål med høy herdbarhet, beregnet for maskindeler med høy belastning som krever en sterk og duktil kjerne.
  • 1.5805 – 10NiCr5-4 – Ni-Cr karbureringsstål med lavt karboninnhold i kjernen.
  • 1.5810 – 18NiCr5-4 – nikkel-kromstål beregnet for komponenter som krever god kjerneherding.
  • 1.5918 – 17CrNi6-6 – krom-nikkelstål brukt til maskindeler som krever god kjernestyrke og duktilitet etter karburering og varmebehandling.

Nikkel-krom-molybden og krom-nikkel-molybden stål

  • 1.6523 – 20NiCrMo2-2 – Ni-Cr-Mo settherdingsstål beregnet for tungt belastede maskindeler.
  • 1.6526 – 20NiCrMoS2-2 – variant med økt svovelinnhold og forbedret maskinbearbeidbarhet.
  • 1.6566 – 17NiCrMo6-4 – nikkel-krom-molybdenstål med høy herdbarhet, beregnet for tungt belastede girkasse- og maskinkomponenter.
  • 1.6569 – 17NiCrMoS6-4 – 17NiCrMo6-4-variant med forbedret maskinbearbeidbarhet.
  • 1.6571 – 20NiCrMoS6-4 – Ni-Cr-Mo-stål med tilsetning av svovel, beregnet for produksjon av deler som krever god herdbarhet og maskinbearbeidbarhet.
  • 1.6587 – 18CrNiMo7-6 – et av de mest gjenkjennelige settherdingsstålene, brukt til høyt belastede gir, giraksler og girkassekomponenter.
  • 1.6657 – 14NiCrMo13-4 – høyherdbart stål, beregnet for store og tungt belastede komponenter.
  • 1.6660 – 20NiCrMo13-4 – Ni-Cr-Mo-stål beregnet for høyt belastede deler som krever høy kjernestyrke.

Kromstål

  • 1.7014 – 17CrS3 – karburering av kromstål med økt svovelinnhold for å forbedre maskinbarheten.
  • 1.7016 – 17Cr3 – kromkarburerende stål med større herdbarhet enn ulegerte C10–C16-stål.
  • 1.7030 – 28Cr4 – kromstål med høyere karboninnhold, brukt til deler som krever større kjernestyrke.
  • 1.7036 – 28CrS4 – 28Cr4-varianten med tilsetning av svovel for å forbedre maskinbearbeidbarheten.

Mangan-krom stål

  • 1.7131 – 16MnCr5 – et av de mest brukte settherdede ståltypene; kombinasjon mangan i krom gir god herdbarhet til moderate materialkostnader.
  • 1.7139 – 16MnCrS5 – 16MnCr5-variant med økt svovelinnhold og forbedret maskinbearbeidbarhet.
  • 1.7147 – 20MnCr5 – Mn-Cr karbureringsstål med et høyere karboninnhold enn 16MnCr5, brukt til deler med større belastning.
  • 1.7149 – 20MnCrS5 – 20MnCr5-variant med forbedret maskinbearbeidbarhet.
  • 1.7160 – 16MnCrB5 – mangan-kromstål med tilsetning av bor for å øke herdbarheten.

Krom-molybdenstål

  • 1.7243 – 18CrMo4 – Cr-Mo karbureringsstål, beregnet for deler som krever god herdbarhet og kjernestyrke.
  • 1.7244 – 18CrMoS4 – 18CrMo4-variant med økt svovelinnhold og bedre maskinbearbeidbarhet.
  • 1.7319 – 20MoCrS3 – molybden-kromstål med tilsetning av svovel for å forbedre maskinbearbeidbarheten.
  • 1.7320 – 20MoCr3 – Mo-Cr settherdende stål brukt til maskindeler og gir.
  • 1.7321 – 20MoCr4 – krom-molybdenstål beregnet for karburering og påfølgende varmebehandling.
  • 1.7323 – 20MoCrS4 – variant med økt svovelinnhold og forbedret maskinbearbeidbarhet.
  • 1.7333 – 22CrMoS3-5 – krom-molybdenstål med kontrollert svovelinnhold, beregnet for karburerte deler.

Settherdingsstål og kjerneherdbarhet

Et av de viktigste utvalgskriteriene settherdingsstål herdbarhet og kjernestyrke er nødvendig.
For små og mindre belastede komponenter kan ulegert stål eller stål med legeringselementer brukes. krom i mangan.
Etter hvert som elementets tverrsnitt og belastning øker, vil stål som inneholder nikkel, krom oraz molybdenDisse tilsetningsstoffene gjør det mulig å oppnå de nødvendige kjerneegenskapene selv i større komponenter.
Derfor kan to kvaliteter med lignende karboninnhold, etter en identisk karbureringsprosess, oppføre seg forskjellig under påfølgende herding.

Karburert lag – dybde og hardhet

Egenskapene til laget som oppnås under karburering påvirkes først og fremst av:

  • prosesstemperatur;
  • karbureringstid;
  • atmosfærens karbonpotensial;
  • kjemisk sammensetning av stål;
  • nødvendig lagdybde;
  • veien til senere herding;
  • parametere herding.

En for grunn lagdybde kan være utilstrekkelig til å motstå kontaktbelastninger, mens en feil fordeling av karboninnhold eller feil varmebehandling kan føre til overdreven sprøhet, deformasjon eller forringelse av utmattingsegenskaper.
For å evaluere effekten av prosessering brukes målinger blant annet: hardhetVickers-metoden er spesielt nyttig for å undersøke lagprofilen, og muliggjør vurdering av hardhetsendringer med avstand fra overflaten.

PN-EN 10084 – bruk av settherdet stål

Ståltypene som dekkes av standarden brukes primært til maskindeler som opererer under mekaniske, kontakt- og variable belastninger, som krever en hard overflate og en sterk kjerne.
Typiske bruksområder inkluderer:

  • gir og girkranser;
  • aksler og tannaksler;
  • nåler;
  • økser;
  • ermer;
  • overføringskomponenter;
  • kameraer;
  • deler av drivmekanismer;
  • maskinkomponenter utsatt for overflateslitasje og utmattingsbelastninger.

Valget av en spesifikk kvalitet bør ikke bare ta hensyn til den nødvendige lagets hardhet , men også elementets tverrsnittsstørrelse, stålets herdbarhet, de nødvendige kjerneegenskapene, belastningsforholdene og karbureringsteknologien og påfølgende varmebehandling.

PN-EN 10084 – sammendrag

PN-EN 10084 var den grunnleggende europeiske standarden som definerte de tekniske leveringsbetingelsene for ulegerte og legerte metaller settherdingsstål.
Fellesnevneren for disse materialene er deres relativt lave innhold kull i kjernen. Under karburisering overflaten er beriket med karbon, og takket være den passende herding i gi slipp et hardt overflatelag oppnås samtidig som en sterkere og mer duktil kjerne opprettholdes.
Etterfølgeren til EN 10084 er EN ISO 683-3, og den nåværende internasjonale utgaven er ISO 683-3: 2022Denne standarden dekker settherdede stål beregnet for halvfabrikata, stenger, valstråd, flate produkter og smiing, blant annet.
Sjekk andre stålstandarder i henhold til PN, PN-EN, EN, ISO, DIN, GOST, ASTM, AFNOR, AISI og andre standardiseringssystemer

Informasjonskapsler

Kjære kunder, Alfa-Techs nettsted bruker informasjonskapsler for å sikre at det fungerer som det skal. Du kan angi vilkårene for lagring eller tilgang ved å klikke på Innstillinger . Vi anbefaler at du leser vår personvernerklæring.