Werkstoffnormung - Metallbau Rehmer

Vorlesung „Werkstofftechnik“
PD Dr.-Ing. habil. Elke Simmchen
Werkstoffbezeichnungen
1 Stahlbezeichnung
Beispiel:
1.1 Kurznamen nach DIN EN 10 027
S355JOC + N
Kurznamen nach mechanischen oder
physikalischen Eigenschaften (Gruppe 1)
Aufbau:
Kennbuchstabe - Streckgrenze in N/mm2 Zusatzsymbol
Tabelle 1 Kennbuchstaben für Stahlgruppen
(Gruppe 1) nach DIN EN 10 027-1
= Stahl für allgemeinen Stahlbau
= Mindeststreckgrenze = 355 N/mm2
= Kerbschlagarbeit 27 J bei 0 °C
= mit besonderer Kaltumformbarkeit
= normalgeglüht bzw.
normalisierend gewalzt
S
355
JO
C
+N
Kurznamen nach chemischer
Zusammensetzung
(Gruppe 2)
Kennbuchstabe Stahlgruppe
S
Stähle für den allgemeinen
Stahlbau
E
Maschinenbaustähle
P
Stähle für den
Druckbehälterbau
L
Stähle für den
Rohrleitungsbau
B
Betonstähle
Y
Spannstähle
R
Stähle für oder in Form von
Schienen
H
Kaltgewalzte
Flacherzeugnisse
D
Flacherzeugnisse aus
weichen Stählen zum
Kaltumformen
T
Feinst- und Weißblech und
-band
M
Elektroblech
• unlegierte Stähle
Tabelle 3 Zusatzsymbole der Gruppe 1
nach DIN EN 10 027
Symbo Bedeutung
l
E
R
D
C
S
U
W
G
Beispiel:
C70D
= 0,70 % Kohlenstoff
= zum Drahtziehen
C70
D
Tabelle 2 Zusatzsymbole der Gruppe 1
nach DIN EN 10 027
Kerbschlagarbeit
Prüftemp.
27 J
40 J
60 J
JR
KR
LR
JO
KO
LO
J2
K2
L2
J3
K3
L3
J4
K4
L4
J5
K5
L5
J6
K6
L6
M = Thermomechanisch behandelt
°C
+ 20
0
- 20
- 30
- 40
- 50
- 60
vorgeschriebener max. S-Gehalt
vorgeschriebener Bereich des
S-Gehaltes
zum Drahtziehen
besondere Kaltumformbarkeit
für Federn
für Werkzeuge
für Schweißdraht
andere Merkmale
• legierte Stähle (Gehalte der einzelnen
Elemente unter 5 %)
Tabelle 4 Faktoren für Legierungselemente
Element
Faktor
Cr, Co, Mn, Ni, Si, W
Al, Be, Cu, Mo, Nb, Pb, Ta, Ti, V, Zr
Ce, N, P, S
B
4
10
100
1000
Beispiel:
N = Normalgeglüht oder normalisierend
gewalzt
legierter Stahl nach DIN EN 10 083
Q = Vergütet
50CrMo4
G = Andere Merkmale, wenn erforderlich
mit 1 oder 2 Ziffern
(Symbole M, N und Q gelten für
Feinkornstähle)
50
Cr
Mo
4
=
=
=
=
0,5 % C
Chrom
Molybdän
1 % Cr
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• hochlegierte Stähle (außer
Schnellarbeitsstähle)
Beispiel:
Werkstoffbezeichnungen
Tabelle 5 Rahmenplan für Werkstoffhauptgruppen nach DIN 17 007
Ziffer
hochlegierter Stahl nach DIN EN 10 088
0 und 1
X5CrNi18-10
X
5
Cr
Ni
18
10
=
=
=
=
=
=
Hauptgruppe
0
hochlegierter Stahl
0,05 % C
Chrom
Nickel
18 % Cr
10 % Ni
1
2 und 3
2
3
4 bis 8
• Schnellarbeitsstähle
Als Hauptsymbole werden HS (derzeitig noch
S) gefolgt von Zahlen, die durch Bindestrich
getrennt, den prozentualen Gehalt der Legierungselemente in der Reihenfolge Wolfram Molybdän - Vanadium - Cobalt angeben,
verwendet.
9
Eisen und Stahl
Roheisen und
Ferrolegierungen
Stahl
Nichteisenmetalle
Schwermetalle außer
Eisen
Leichtmetalle
Nichtmetallische
Werkstoffe
frei für interne Benutzung
Werkstoffnummern für Stahl
1. XX XX (XX)
Zählnummer
Beispiel:
in Klammern: für zukünftigen Bedarf
vorgesehen
Schnellarbeitsstahl nach DIN EN ISO 4957
HS6-5-3-8
HS
6
5
3
8
=
=
=
=
=
Stahlgruppennummer
Schnellarbeitsstahl
6 % Wolfram
5 % Molybdän
3 % Vanadium
8 % Cobalt
Werkstoffhauptgruppennummer
1 = Stahl
Stahlgruppennummern
• Unlegierte Stähle
00 und 90
01 - 07 und 91 - 97
10 - 19
1.2 Werkstoffnummern
nach DIN EN 10027
Die Werkstoffbezeichnung nach einem Nummernsystem hat sich für alle Werkstoffe,
auch für nichtmetallische, durchgesetzt (DIN
17007). Das Nummernsystem besteht aus
einer siebenstelligen Ziffernfolge:
X. XXXX XX
• Legierte Stähle
08 und 09; 98 und 99
20 - 29
30 - 39
40 - 49
50 - 89
Anhängezahlen
Sortennummer
Werkstoffhauptgruppe
Gilt für alle Werkstoffe, für Stahl nach
DIN EN 10 027 etwas verändert, d. h. Anhängezahlen wurden weggelassen.
Grundstähle
Qualitätsstähle
Edelstähle
Qualitätsstähle
Werkzeugstähle
verschiedene Stähle
chemisch beständige
Stähle
Bau-, Maschinenbauund Behälterstähle
Beispiel:
1.2080
1.
20
80
= Stahl
= Stahlgruppennummer:
Werkzeugstähle
= Zählnummer für X210Cr12
nach DIN EN ISO 4957
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Werkstoffbezeichnungen
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Werkstoffbezeichnungen
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Werkstoffbezeichnungen
2 Bezeichnungssysteme für Gusseisen
Für Gusseisen wurde nach DIN EN 1560 ein Europäisches Bezeichnungssystem für
Kurzzeichen und Werkstoffnummern eingeführt, das sich von dem bisherigen System
wesentlich unterscheidet.
2.1 Kurzzeichen nach DIN EN 1560
Die Kurzzeichen für die einzelnen Gusseisenwerkstoffe setzen sich aus bis zu 6 Teilen zusammen, wobei einige (Mikro- oder Makrostruktur und zusätzliche Anforderungen) nur
erforderlichenfalls angegeben werden. Obligatorisch sind die in der Tabelle 2.1 aufgeführten
Zeichen in der gegebenen Reihenfolge.
Tabelle 2.1 Aufbau der Bezeichnung von Gusseisenwerkstoffen durch Kurzzeichen nach DIN EN 1560
Zeichen
Vorsilbe
Metallart
Graphitstruktur
mechanische Eigenschaften*
chemische Zusammensetzung*
Gusseisen
kugelig
lamellar
Temperkohle
vermikular
graphitfrei (Hartguss) ledeburitisch
Sonderstruktur
Zugfestigkeit Mindestwert in N/mm2
Dehnung Mindestwert in %
Probenstückherstellung:
getrennt gegossen
angegossen
einem Gussstück entnommen
Brinellhärte
Kerbschlagwert
Prüftemperatur:
Raumtemperatur
Tieftemperatur
Symbol
Kohlenstoffgehalt in % x 100 (wenn
signifikant)
Legierungselement
Gehalt der Legierungselemente in %
ENGJ
S
L
M
V
H
X
z . B . 350
z . B . -19
S
U
C
z . B . HB155
RT
LT
X
z . B . 300
z . B . Cr
z . B . 9-5-2
*angegeben werden entweder die mechanischen Eigenschaften oder die chemische Zusammensetzung
Beispiele: Bezeichnung nach Zugfestigkeit und Härte
Gusseisen mit Kugelgraphit nach DIN EN 1563
EN-GJS-350-22U
ENGJ
S
350
-22
U
=
=
=
=
=
=
Europäische Norm (Vorsilbe)
Gusseisen
Graphitstruktur: kugelig
Mindestzugfestigkeit 350 N/mm2
Dehnung 22 %
angegossenes Probestück
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Werkstoffbezeichnungen
Gusseisen mit Lamellengraphit nach DIN EN 1561
EN-GJL-HB215
ENGJ
L
215
=
=
=
=
Europäische Norm (Vorsilbe)
Gusseisen
Graphitstruktur: lamellar
Brinellhärte: 215 HB
Früher genormte Kurzzeichen
Die Kurzzeichen bestanden aus Kennbuchstaben (Tabelle 2.2) und einer Zahl für die
Mindestzugfestigkeit in kp/mm2 oder für die Härte.
Beispiel:
Gusseisen mit Lamellengraphit nach DIN 1691
GG-15
GG = Gusseisen mit Lamellengraphit
15 = Mindestzugfestigkeit 150 N/mm2
Tabelle 2.2 Kennbuchstaben für Gusseisen nach früherer Norm
Gusswerkstoff
Zeichen
Gusseisen mit Lamellengraphit
Gusseisen mit Kugelgraphit
Austenitisches Gusseisen mit Lamellengraphit
Stahlguss
nicht entkohlend geglühter (schwarzer) Temperguss
entkohlend geglühter (weißer) Temperguss
GG
GGG
GGL
GS
GTS
GTW
2.2 Werkstoffnummern nach EN 1560
Die Werkstoffnummern nach DIN EN 1560 setzen sich aus Buchstaben und Ziffern mit
insgesamt 9 Stellen zusammen. Der Aufbau soll an einem Beispiel erläutert werden:
EN-JS1081
EN- = Vorsilbe
J = Gusseisen
S = Graphitstruktur: kugelig
1 = Hauptmerkmal: Zugfestigkeit
08 = jeweiliger Werkstoff
1 = getrennt gegossenes Probestück
Die Kennbuchstaben für die Graphitstruktur entsprechen denen der Tabelle 2.1. Die erste
Ziffer gibt das Hauptmerkmal (Tabelle 2.3), die beiden folgenden den jeweiligen Werkstoff
(00 bis 99 in der entsprechenden Werkstoffnorm festgelegt) und die letzte Ziffer die für den
jeweiligen Werkstoff festgelegten Anforderungen (Tabelle 2.4) an.
Tabelle 2.3 Hauptmerkmale für Gusseisen
Hauptmerkmal
Reserve
Zugfestigkeit
Härte
chemische Zusammensetzung
Reserve
nicht genormter Werkstoff
Zahl
0
1
2
3
4 bis 8
9
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Werkstoffbezeichnungen
Tabelle 2.4 Anforderungen
Anforderungen
Zahl
keine besonderen Anforderungen
getrennt gegossenes Probestück
angegossenes Probestück
einem Gussstück entnommenes Probestück
Schlagzähigkeit bei Raumtemperatur
Schlagzähigkeit bei Tieftemperatur
festgelegte Schweißbarkeit
Gussstück im Gusszustand
wärmebehandeltes Gussstück
zusätzlich in der Bestellung festgelegte Anforderungen oder Kombination von in der Werkstoffnorm
festgelegten einzelnen Anforderungen
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
3 Kupferwerkstoffe - Europäisches Werkstoffnummernsystem
DIN EN 1412
Die Werkstoffnummern bestehen aus 6 Zeichen:
1
C = Cu
2
W = Knetleg.
C = Gussleg.
3-5
000 bis 999
keine
bestimmte
Bedeutung
Beispiel: CW508L = CuZn37
CuZn37: Kupferzinklegierung mit 37 % Zn
A; B
C, D
E, F
G
H
J
K
L, M
N, P
R, S
6
= Cu
= niedrig. leg. Cu
= Cu-Sonderlegierungen
= Cu-Al
= Cu-Ni
= Cu-Ni-Zn
= Cu-Sn
= Cu-Zn
= Cu-Zn-Pb
= Cu-Zn-Mehrstoffleg.
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PD Dr.-Ing.habil. Elke Simmchen
4 Bezeichnung von
Aluminiumwerkstoffen
nach DIN EN 573 für Knetwerkstoffe
nach DIN EN 1780 für Gusswerkstoffe
Bezeichnung nach der chemischen
Zusammensetzung
Aluminiumlegierungen werden durch die
Zeichen EN AW-Al bzw. EN AC-Al gefolgt von
dem Symbol für das Hauptlegierungselement
oder denen der Hauptlegierungselemente gekennzeichnet. Nach dem Symbol wird der
jeweilige Mittelwert des Massegehaltes in %
angegeben. Bei mehreren Legierungselementen erfolgt die Anordnung in fallender
Reihenfolge des Nenngehaltes.
Werkstoffbezeichnungen
In den Serien 2XXX bis 8XXX dienen die
beiden letzten Ziffern der Bezeichnung verschiedener Aluminiumlegierungen in der Serie;
die Ziffern haben keine bestimmte Bedeutung.
Steht als zweite Ziffer eine Null, so handelt es
sich um die Originallegierung. Legierungsabwandlungen werden fortlaufend die Ziffern 1
bis 9 zugeordnet. Zusätzlich zur Ziffernbezeichnung kann durch einen angehängten
Buchstaben die nationale Legierungsvariante
gekennzeichnet werden.
1XXX
Serie 1000
Aluminiumlegierung nach DIN EN 573
2XXX
3XXX
4XXX
5XXX
6XXX
7XXX
8XXX
9XXX
Serie 2000
Serie 3000
Serie 4000
Serie 5000
Serie 6000
Serie 7000
Serie 8000
Serie 9000
EN AW-Al Mg1Si0,8CuMn
Beispiel:
= europäischer Werkstoff
= Aluminium-Knetlegierung
(Halbzeug)
= Aluminium(legierung)
Al
Mg1 = Magnesium mit 0,8 bis 1,2 %
Si0,8 = Silicium mit 0,6 bis 1,5 %
= Kupfer
Cu
= Mangan
Mn
Aluminiumlegierung nach DIN EN 573
Beispiele:
EN
AW
Aluminiumlegierung nach DIN EN 1706
Al mind. 99 %
Hauptlegierungselement
Kupfer
Mangan
Silicium
Magnesium
Magnesium u. Silicium
Zink
sonstige Elemente
nicht verwendet
EN AW-2024
EN
AW
2
0
24
= europäischer Werkstoff
= Aluminium-Knetlegieung
(Halbzeug)
= Hauptlegierungselement Kupfer
= Originallegierung
= EN AW-Al Cu4Mg1
EN AC-Al Si5Cu3
Gusswerkstoffe
EN
AC
Al
Si5
Cu
3
=
=
=
=
=
europäischer Werkstoff
Aluminiumgussstück
Aluminium(legierung)
Silicium mit 4,5 bis 6 %
Kupfer mit 2,6 bis 3,6 %
EN AC-YYYYY
Die beiden ersten Ziffern geben die
Legierungsgruppe, die folgende Ziffer die
Legierung an. Die beiden letzten Ziffern sind
grundsätzlich 00. Für die ersten beiden Ziffern
sind folgende Legierungsgruppen festgelegt:
Numerische Bezeichnung
Knetwerkstoffe
EN AW-XXXX
Die Bezeichnung erfolgt mit 4 Ziffern, als Serie
bezeichnet.
Bei der Serie 1XXX kennzeichnen die beiden
letzten Ziffern den Mindestanteil an Aluminium
in %. Wird dieser bis auf 0,01 % angegeben,
entsprechen die beiden letzten Ziffern den
Dezimalen nach dem Komma. Mit der zweiten
Ziffer werden die Verunreinigungsgrenzen
ausgedrückt.
21
42
43
44
45
46
47
48
51
71
AlCu
AlSi7Mg
AlSi10Mg
AlSi
AlSi5Cu
AlSi9Cu
AlSi(Cu)
AlSiCuNiMg
AlMg
AlZnMg