Norma DIN EN 10151 określa wymagania dotyczące taśm ze stali nierdzewnych sprężynowych walcowanych na zimno, stosowanych głównie w aplikacjach sprężynowych i elementach o wysokiej sprężystości. Jest to europejska norma harmonizująca wymagania w zakresie składu chemicznego, właściwości mechanicznych, tolerancji wymiarowych oraz sposobów dostarczania tych materiałów.
Norma DIN EN 10151 została opublikowana w lutym 2003 roku jako niemiecka wersja europejskiej normy EN 10151:2002. Obecnie jest ona aktualna i obowiązująca. Wprowadzenie tej normy miało na celu ujednolicenie standardów dotyczących taśm ze stali nierdzewnych przeznaczonych na sprężyny w całej Europie. W związku z tym zastąpiła wcześniejsze krajowe normy dotyczące tego rodzaju produktów, które były stosowane przed jej wprowadzeniem.
W Polsce norma ta została wprowadzona jako PN-EN 10151:2005.
Zakres normy:
Norma DIN EN 10151 dotyczy taśm sprężynowych o grubości od 0,1 mm do 3 mm wykonanych ze stali nierdzewnych austenitycznych, ferrytycznych oraz martenzytycznych, przeznaczonych do zastosowań wymagających wysokiej sprężystości, odporności na korozję oraz trwałości w trudnych warunkach środowiskowych.
Wybrane gatunki stali nierdzewnych objęte normą:
Norma DIN EN 10151 obejmuje różne gatunki stali nierdzewnych przeznaczonych do produkcji taśm sprężynowych walcowanych na zimno. Poniżej przedstawiono przykładowe gatunki stali nierdzewnych, które spełniają wymagania tej normy:
1. Stale austenityczne:
- X5CrNi18-10 (1.4301, AISI 304) – standardowa stal nierdzewna o dobrej odporności na korozję, powszechnie stosowana w zastosowaniach sprężynowych.
- X2CrNi18-9 (1.4307, AISI 304L) – niskowęglowa wersja 304, zwiększona odporność na korozję międzykrystaliczną.
- X2CrNiMo17-12-2 (1.4404, AISI 316L) – stal molibdenowa, kwasoodporna, stosowana w agresywnych środowiskach.
- X8CrNiS18-9 (1.4305, AISI 303) – łatwoskrawalna stal austenityczna, o obniżonej odporności na korozję.
- X5CrNiMo17-12-2 (1.4401, AISI 316) – stal kwasoodporna o podwyższonej odporności na korozję dzięki dodatkowemu molibdenowi.
- X10CrNi18-8 (1.4310, AISI 301) – stal nierdzewna o podwyższonej wytrzymałości sprężynowej, powszechnie stosowana w sprężynach i elementach elastycznych. Charakteryzuje się wysoką twardością po utwardzeniu (Rm do 1500 MPa) i dobrą odpornością na korozję.
2. Stale ferrytyczne:
- X6Cr17 (1.4016, AISI 430) – stal ferrytyczna o dobrej odporności na korozję w warunkach umiarkowanie agresywnych, stosowana w elementach sprężynowych o mniejszych wymaganiach mechanicznych.
- X2CrMoTi18-2 (1.4521) – ferrytyczna stal molibdenowa o podwyższonej odporności na korozję w środowiskach chlorkowych.
3. Stale martenzytyczne:
- X20Cr13 (1.4021, AISI 420) – stal hartowalna, stosowana w elementach sprężynowych o zwiększonej twardości i umiarkowanej odporności na korozję.
- X30Cr13 (1.4028, AISI 420F) – stal z wyższą zawartością węgla, stosowana w nożach i narzędziach tnących.
- X46Cr13 (1.4034, AISI 420C) – stal o wysokiej twardości po zahartowaniu, stosowana w specjalistycznych sprężynach i ostrzach.
4. Stale duplex (dwu-fazowe):
-
- X2CrNiN23-4 (1.4362) – stal duplex o podwyższonej odporności na korozję i dobrej wytrzymałości mechanicznej.
- X2CrNiMoN22-5-3 (1.4462, AISI 2205) – stal duplex z dodatkiem molibdenu, bardzo wysoka odporność na korozję, szczególnie w środowiskach chlorkowych.
Skład chemiczny:
Norma podaje dopuszczalne przedziały zawartości pierwiastków, takich jak:
- Chrom (Cr): 12%–19% w zależności od gatunku
- Nikiel (Ni): 8%–12% (dla stali austenitycznych)
- Molibden (Mo): 2% (w stali kwasoodpornej)
- Węgiel (C): do 0,12%
Właściwości mechaniczne:
Norma klasyfikuje materiały według klas wytrzymałości sprężynowej, podając minimalne wartości granicy plastyczności, wytrzymałości na rozciąganie oraz wydłużenia. Przykładowe zakresy dla stali X5CrNi18-10 (AISI 304):
- Granica plastyczności Rp0,2: od 500 MPa do 1200 MPa
- Wytrzymałość na rozciąganie Rm: 700 MPa – 1500 MPa
- Wydłużenie: od 2% do 8%
Warunki dostawy:
- Stan twardy: pełne utwardzenie, maksymalna sprężystość
- Stan miękki: do dalszej obróbki cieplnej lub plastycznej
- Stan po obróbce cieplnej: znormalizowany
Tolerancje wymiarowe:
Norma określa dokładne dopuszczalne odchyłki dla grubości, szerokości i prostoliniowości taśm, co jest istotne przy produkcji elementów precyzyjnych.
Przykłady zastosowań:
- Sprężyny talerzowe i płaskie
- Taśmy sprężynujące w przemyśle motoryzacyjnym i elektronicznym
- Elementy uszczelniające, klamry, obejmy
- Komponenty w przemyśle spożywczym i medycznym
Norma DIN EN 10151 jest powszechnie stosowana w Europie do precyzyjnych zastosowań technicznych, wymagających wysokiej odporności na korozję i niezawodnych właściwości sprężystych.