PN-84/H-85020 – Stale narzędziowe węglowe – Gatunki
Charakter normy i jej zakres
Norma PN-84/H-85020 określa wymagania dla węglowych (niestopowych) stali narzędziowych przeznaczonych do produkcji narzędzi pracujących na zimno, takich jak wykrojniki, matryce, pilniki, noże, przecinaki, narzędzia grawerskie i przyrządy pomiarowe. Zawartość węgla w tych stalach mieści się w zakresie od około 0,55% do 1,25%, a pierwiastki stopowe występują jedynie w śladowych ilościach. Stale te charakteryzują się wysoką twardością po hartowaniu, dobrą odpornością na ścieranie oraz niewielką hartownością, co oznacza płytkie utwardzenie przekroju. Mają natomiast niską udarność, co ogranicza ich zastosowanie w warunkach dynamicznych.
Geneza i historia normy
System oznaczeń stali narzędziowych typu „N” został wprowadzony w Polsce w latach sześćdziesiątych XX wieku. Norma PN-84/H-85020 była kolejnym etapem rozwoju wcześniejszych norm PN-50/H-85020, PN-57/H-85020, PN-66/H-85020 oraz PN-78/H-85020. Wersja z 1984 roku ujednoliciła klasyfikację gatunków, zaktualizowała wymagania chemiczne i wprowadziła dokładniejsze zasady kontroli jakości. W praktyce PN-84/H-85020 zastąpiła wcześniejsze wydania 78/H-85020. Była stosowana w przemyśle hutniczym, narzędziowym i szkolnictwie technicznym aż do końca lat dziewięćdziesiątych.
Normy zastępujące
Wraz z harmonizacją przepisów w Unii Europejskiej norma PN-84/H-85020 została wycofana i zastąpiona przez PN-EN ISO 4957:2002, która po zmianach obowiązuje do dziś jako PN-EN ISO 4957:2018-09. Nowa norma ujednoliciła klasyfikację stali narzędziowych węglowych, stopowych do pracy na zimno i gorąco. Odpowiednio, PN-86/H-85021 oraz PN-86/H-85023 zostały również włączone do zakresu normy PN-EN ISO 4957.
Odpowiedniki według PN-EN ISO 4957
W nowym systemie europejskim dawne gatunki oznaczane literą N otrzymały odpowiedniki w postaci stali oznaczanych literą C i liczbą, która wskazuje przybliżoną zawartość węgla w setnych częściach procenta. Przykładowo N5 odpowiada stali C55U, N8E – stali C80U, a N10E – stali C105U. Litera „U” oznacza stal niestopową (unalloyed tool steel). System ten jest zgodny z normami EN i ISO, zapewniając kompatybilność z europejskimi standardami jakości.
Gatunki objęte normą PN-84/H-85020
Norma obejmuje następujące gatunki węglowych stali narzędziowych: N5, N6, N7, N7E, N8, N8E, N9, N9E, N10, N10E, N11, N11E, N12 i N12E. Litera „E” oznacza wersję o podwyższonej czystości metalurgicznej, z ograniczoną zawartością fosforu i siarki. Im wyższy numer gatunku, tym większa zawartość węgla i wyższa twardość po hartowaniu, lecz niższa udarność i większa kruchość.
Charakterystyka techniczna
Stale według PN-84/H-85020 zawierają od 0,55% do 1,25% węgla, 0,15–0,35% manganu oraz 0,15–0,35% krzemu. Zawartość fosforu i siarki nie przekracza 0,03%, a w gatunkach z literą E jest ograniczona do 0,02%. Dopuszczalne są śladowe ilości chromu, niklu i miedzi, nieprzekraczające 0,25%.
Typowa obróbka cieplna obejmuje wyżarzanie zmiękczające w temperaturze 680–710°C, hartowanie w zakresie 760–790°C oraz odpuszczanie w temperaturze 180–300°C. Po hartowaniu uzyskuje się twardość 58–63 HRC, natomiast w stanie wyżarzonym około 180–200 HB. Stale te charakteryzują się dobrą obrabialnością w stanie zmiękczonym, lecz są trudne do spawania i wrażliwe na przegrzanie.
Zastosowania
Stale według PN-84/H-85020 stosuje się do produkcji narzędzi do pracy na zimno, takich jak wykrojniki, matryce, stemple, dłuta, pilniki, noże, narzędzia grawerskie i przyrządy pomiarowe. Gatunki o wyższej zawartości węgla, jak N10E czy N12E, stosowane są do narzędzi precyzyjnych, zegarmistrzowskich i grawerskich, natomiast niższe, jak N5 i N7, do narzędzi ręcznych i pomocniczych, gdzie wymagana jest większa ciągliwość.
Znaczenie i dziedzictwo normy
Norma PN-84/H-85020 stanowiła przez wiele lat podstawowy dokument klasyfikujący polskie stale narzędziowe węglowe. Jej układ i oznaczenia były wzorowane na wcześniejszych normach krajowych i utrzymały się w praktyce przemysłowej jeszcze długo po wprowadzeniu systemu EN ISO. Oznaczenia N8, N9E czy N10E są do dziś spotykane w dokumentacjach technicznych, ofertach hutniczych i katalogach producentów stali narzędziowych. Wraz z normą PN-EN ISO 4957:2002 stanowi ona historyczny pomost między krajowym systemem klasyfikacji a współczesnymi standardami europejskimi.
Pozostałe normy
Normy stali PN, EN, Afnor, DIN, ASTM, SEW, AISI i inne