PN-EN 10088-1:2024-06 – stale odporne na korozję, żaroodporne i żarowytrzymałe

PN-EN 10088-1:2024-06 „Stale odporne na korozję – Część 1: Wykaz stali odpornych na korozję” jest podstawową normą klasyfikującą i zestawiającą europejskie gatunki stali nierdzewnych oraz stali przeznaczonych do pracy w podwyższonych temperaturach.
Norma została opublikowana przez Polski Komitet Normalizacyjny 6 czerwca 2024 r. i wprowadza europejską normę EN 10088-1:2023 w stopniu zgodności IDT, czyli jako dokument identyczny z normą europejską.
PN-EN 10088-1:2024-06 zastąpiła wcześniejsze wydanie PN-EN 10088-1:2014-12. Wykaz gatunków zawartych w normie PN-EN 10088-1:2024-6

Zakres normy PN-EN 10088-1:2024-06

Norma zawiera przede wszystkim wykaz gatunków oraz ich skład chemiczny. Stale zostały podzielone zgodnie z ich podstawowym przeznaczeniem i właściwościami na trzy główne grupy:

stale odporne na korozję,
stale żaroodporne,
stale żarowytrzymałe i odporne na pełzanie.

Norma nie jest więc jedynie wykazem popularnych stali nierdzewnych typu 304 czy 316. Obejmuje znacznie szerszą grupę materiałów: od klasycznych stali austenitycznych i ferrytycznych, przez stale Duplex i martenzytyczne, aż po gatunki żaroodporne oraz stale przeznaczone do długotrwałej pracy pod obciążeniem w wysokiej temperaturze.

Definicja stali nierdzewnej według EN 10088-1

Według normy do stali nierdzewnych zalicza się stale zawierające co najmniej:

10,5% chromu Cr,
nie więcej niż 1,20% węgla C.

Obecność odpowiedniej ilości chromu umożliwia powstawanie na powierzchni materiału cienkiej warstwy pasywnej, która odpowiada za charakterystyczną dla tych stali odporność na korozję.
W zależności od składu chemicznego, struktury oraz przeznaczenia stale ujęte w PN-EN 10088-1 mogą zawierać również między innymi nikiel, molibden, mangan, krzem, azot, miedź, tytan, niob oraz inne pierwiastki stopowe.

Podział stali według PN-EN 10088-1:2024-06

Skład chemiczny gatunków został zestawiony w normie według struktury i podstawowych własności materiału.

Austenityczne stale odporne na korozję

Do tej grupy należą między innymi popularne gatunki Cr-Ni oraz Cr-Ni-Mo. Charakteryzują się bardzo dobrą odpornością na korozję, wysoką plastycznością i dobrą spawalnością.
Do typowych przedstawicieli należą między innymi:

Stale austenityczno-ferrytyczne Duplex

Norma obejmuje również stale Duplex i Super Duplex, których mikrostruktura składa się z ferrytu i austenitu.
Gatunki te wyróżniają się wysoką granicą plastyczności oraz bardzo dobrą odpornością na korozję wżerową, szczelinową i naprężeniową.
Do tej grupy należą między innymi:

Ferrytyczne stale odporne na korozję

Stale ferrytyczne zawierają przede wszystkim chrom, zazwyczaj przy małej lub bardzo małej zawartości niklu.
Typowe gatunki to między innymi:

1.4016 / X6Cr17,
1.4509 / X2CrTiNb18,
1.4521 / X2CrMoTi18-2.

Martenzytyczne stale odporne na korozję

Stale martenzytyczne umożliwiają uzyskanie wysokiej twardości i wytrzymałości dzięki odpowiedniej obróbce cieplnej.
Do tej grupy należą między innymi:

Stale utwardzane wydzieleniowo PH

Norma wyróżnia również gatunki utwardzane wydzieleniowo, w których wysoką wytrzymałość uzyskuje się dzięki odpowiedniej obróbce cieplnej i procesom wydzieleniowym.
Do znanych gatunków tej grupy należą stale typu 17-4 PH i 15-5 PH.

Stale żaroodporne według EN 10088-1

PN-EN 10088-1 obejmuje również gatunki żaroodporne, czyli stale przeznaczone przede wszystkim do pracy w środowiskach utleniających przy wysokiej temperaturze.
W ich przypadku szczególne znaczenie mają pierwiastki zwiększające odporność na tworzenie zgorzeliny, przede wszystkim:

chrom,
krzem,
aluminium,
nikiel.

Wśród typowych stali żaroodpornych występują zarówno gatunki ferrytyczne, jak i austenityczne.

Stale żarowytrzymałe i odporne na pełzanie

W normie wymieniono również stale przeznaczone do długotrwałej pracy pod obciążeniem w wysokiej temperaturze.
Ich najważniejszą własnością nie jest wyłącznie odporność na utlenianie, lecz przede wszystkim zachowanie odpowiedniej wytrzymałości i odporności na pełzanie.
Norma rozróżnia między innymi:

austenityczne stale odporne na pełzanie,
martenzytyczne stale odporne na pełzanie.

Do tej ostatniej grupy należą między innymi wysokostopowe stale Cr-Mo-V stosowane w energetyce i turbinach.

Jakie dane zawiera PN-EN 10088-1?

Podstawowym elementem normy są tablice składu chemicznego.

Dla poszczególnych gatunków podawane są między innymi zawartości:

C – węgla,
Si – krzemu,
Mn – manganu,
P – fosforu,
S – siarki,
Cr – chromu,
Mo – molibdenu,
Ni – niklu,
N – azotu,
Cu – miedzi,
oraz innych dodatków stopowych charakterystycznych dla danego gatunku.

W aktualnym wydaniu skład chemiczny uporządkowano w osobnych tablicach dla:

austenitycznych stali odpornych na korozję,
austenityczno-ferrytycznych stali odpornych na korozję,
ferrytycznych stali odpornych na korozję,
martenzytycznych i utwardzanych wydzieleniowo stali odpornych na korozję,
austenitycznych i austenityczno-ferrytycznych stali żaroodpornych,
ferrytycznych stali żaroodpornych,
austenitycznych stali odpornych na pełzanie,
martenzytycznych stali odpornych na pełzanie.

Taką strukturę ma aktualne EN 10088-1:2023, wdrożone jako PN-EN 10088-1:2024-06.

Załączniki do normy PN-EN 10088-1:2024-06

Aktualne wydanie zawiera również kilka bardzo użytecznych załączników.

Załącznik A – numeracja i uporządkowanie gatunków

Zawiera informacje służące uporządkowaniu gatunków oraz ich identyfikacji w obrębie serii EN 10088.

Załącznik B – gatunki a normy materiałowe

Zawiera zestawienie pokazujące, w których normach wyrobowych występują konkretne gatunki stali.
Jest to szczególnie użyteczne przy sprawdzaniu, czy określony gatunek występuje jako blacha, pręt, odkuwka, rura czy inny wyrób.

Załącznik C – klasyfikacja stali według właściwości

Porządkuje gatunki na stale:

odporne na korozję,
żaroodporne,
odporne na pełzanie.

Załącznik D – mikrostruktura i odporność na korozję wżerową

Jedną z istotnych zmian i rozszerzeń aktualnego wydania jest podanie empirycznych wzorów służących do klasyfikacji gatunków ze względu na mikrostrukturę oraz do porównywania odporności na korozję wżerową.
W praktyce oznacza to możliwość wykorzystania zależności uwzględniających między innymi zawartość chromu, molibdenu i azotu przy ocenie względnej odporności gatunków na korozję wżerową.

Załącznik E – właściwości fizyczne

Norma zawiera również dane odniesienia dotyczące właściwości fizycznych stali.
W tablicach E.1–E.8 znajdują się między innymi informacje dotyczące:

gęstości,
modułu sprężystości,
przewodności cieplnej,
ciepła właściwego,
współczynnika rozszerzalności cieplnej,
rezystywności elektrycznej.

Dane te mają charakter odniesienia i mogą być przydatne przy projektowaniu elementów pracujących w różnych zakresach temperatur.

Załącznik F – stopy niklu i kobaltu

W aktualnym wydaniu zamieszczono również informacje dotyczące składu chemicznego stopów niklu i kobaltu występujących w normach EN 10095, EN 10269 oraz EN 10302.

Powiązanie PN-EN 10088-1 z innymi normami

PN-EN 10088-1 jest przede wszystkim normą klasyfikacyjną i materiałową. Określa wykaz gatunków i ich skład chemiczny, ale nie zastępuje norm dotyczących konkretnych postaci wyrobów i warunków dostawy.
Do najważniejszych norm powiązanych należą między innymi:

EN 10088-2 – warunki techniczne dostawy blach i taśm ze stali odpornych na korozję,
EN 10088-3 – półwyroby, pręty, walcówka, drut, kształtowniki i wyroby długie,
EN 10088-4 – warunki dostawy blach i taśm do zastosowań konstrukcyjnych,
EN 10088-5 – pręty, walcówka, drut, kształtowniki i wyroby długie do zastosowań konstrukcyjnych,
EN 10095 – stale i stopy niklu żaroodporne,
EN 10269 – stale i stopy niklu na elementy złączne pracujące w podwyższonych i obniżonych temperaturach,
EN 10302 – stale i stopy niklu odporne na pełzanie,
EN 10216-5 – rury bez szwu ze stali nierdzewnych do zastosowań ciśnieniowych,
EN 10217-7 – spawane rury ze stali nierdzewnych do zastosowań ciśnieniowych,
EN 10222-5 – odkuwki ze stali nierdzewnych do zastosowań ciśnieniowych,
EN 10250-4 – odkuwki swobodnie kute ze stali nierdzewnych.

Aktualne EN 10088-1 wskazuje również inne normy wyrobowe, w których występują stale odporne na korozję, żaroodporne lub odporne na pełzanie.

PN-EN 10088-1 a PN-EN 10088-2 i PN-EN 10088-3

Różnica między poszczególnymi częściami serii jest istotna.

PN-EN 10088-1 jest przede wszystkim wykazem gatunków i ich składów chemicznych.
PN-EN 10088-2 określa wymagania techniczne dotyczące przede wszystkim blach i taśm.
PN-EN 10088-3 odnosi się do półwyrobów, prętów, walcówki, drutu, kształtowników oraz innych wyrobów długich.

Dlatego samo stwierdzenie, że materiał jest zgodny z PN-EN 10088-1, nie określa jeszcze wszystkich wymagań dotyczących konkretnego wyrobu, jego stanu dostawy, własności mechanicznych, tolerancji czy badań odbiorczych.

Co zmieniła PN-EN 10088-1:2024-06?

PN-EN 10088-1:2024-06 zastąpiła wydanie PN-EN 10088-1:2014-12.
Nowe wydanie bazuje na EN 10088-1:2023 i uwzględnia aktualny wykaz gatunków, ich klasyfikację oraz zakresy składów chemicznych.
Istotnym elementem aktualnego wydania jest również:

aktualizacja listy gatunków stali,
uporządkowanie klasyfikacji stali według struktury i przeznaczenia,
aktualizacja powiązań z europejskimi normami wyrobowymi,
rozszerzone informacje dotyczące klasyfikacji mikrostruktury,
empiryczne zależności służące do porównania odporności na korozję wżerową,
aktualizacja danych odniesienia dotyczących właściwości fizycznych.

Starsza PN-EN 10088-1:2014-12 została formalnie wycofana 6 czerwca 2024 r. i zastąpiona aktualnym wydaniem.

Czego PN-EN 10088-1 nie określa?

Normy tej nie należy traktować jako kompletnej specyfikacji technicznej konkretnego wyrobu.
PN-EN 10088-1 nie jest podstawową normą określającą:

wymiary i tolerancje wyrobów,
pełne warunki dostawy,
wymagane własności mechaniczne każdej postaci wyrobu,
rodzaje badań odbiorczych dla wszystkich produktów,
warunki wykonania i odbioru konkretnej blachy, pręta, rury czy odkuwki.

W takich przypadkach należy stosować odpowiednią normę wyrobową w połączeniu z PN-EN 10088-1.

Znaczenie PN-EN 10088-1 w identyfikacji gatunków stali

Norma PN-EN 10088-1 jest jednym z podstawowych dokumentów wykorzystywanych do identyfikowania europejskich gatunków stali nierdzewnych, żaroodpornych i żarowytrzymałych.

Pozwala powiązać:

symbol gatunku, np. X5CrNi18-10,
numer materiału, np. 1.4301,
strukturę stali,
zakres składu chemicznego,
podstawową grupę zastosowania materiału,
normy wyrobowe, w których dany gatunek jest stosowany.

Z tego względu PN-EN 10088-1 stanowi podstawowy punkt odniesienia przy porównywaniu gatunków według oznaczeń EN, DIN/W.Nr. oraz przy zestawianiu ich z odpowiednikami stosowanymi w innych systemach normalizacyjnych.

Sprawdź inne normy dotyczące stali według PN, PN-EN, DIN, GOST, OST, ASTM, AFNOR, AISI i inne