Technické dodací předpisy (TDP) a uživatelský komentář

Ušlechtilé oceli k zušlechťování podle normy ČSN EN 10083
                                      vydání leden 2007
                                 (Technické dodací podmínky)
                                                      

 

 

Předmět normy

Stanovuje TDP pro následující výrobky tvářené za tepla :

předvalky (bloky, bramy, sochory), tyče, dráty, širokou ocel, plechy a pásy, volné a zápustkové výkovky z ušlechtilých nelegovaných a legovaných ocelí k zušlechťování.

Vydání z roku 2007 obsahuje tři části:

ČSN EN 10083-1 – Všeobecné technické dodací podmínky;

ČSN EN 10083-2 – Technické dodací podmínky pro nelegované oceli;

ČSN EN 10083-3 – Technické dodací podmínky pro legované oceli.

Normou ČSN EN 10083-1 se nahrazuje ČSN EN 10083-1+A1 z června 1998,

Normou ČSN EN 10083-2 se nahrazuje ČSN EN 10083-2+A1 z května 1998,

Normou ČSN EN 10083-3 se nahrazuje ČSN EN 10083-3 z prosince 1997,

 

 

Obsah normy

ČSN EN 10083-1

Norma obsahuje charakteristiky technických dodacích podmínek platné pro ČSN EN 10083-2 a 10083-3, přičemž v posledně jmenovaných normách jsou pak uvedeny vlastnosti odpovídajících druhů ocelí, včetně jejich číselných charakteristik.

ČSN EN 10083-1 např. obsahuje klasifikaci jednotlivých značek ocelí, údaje pro objednávku, způsob výroby ocelí, výčet požadavků , způsob zkoušení, popis přípravy zkušebních vzorků a zkušebních těles, výčet zkušebních metod apod.

ČSN EN 10083-2

 

 

Použití ocelí uvedených v normě

Oceli jsou převážně určeny k výrobě strojních součástí nebo součástí dopravních prostředků. Pro získání užitných vlastností se tepelně zpracovávají zušlechťováním nebo normalizačním žíháním.

Jedná se tedy o oceli, které jsou  na základě jejich chemického složení vhodné ke kalení a vykazují v zušlechtěném stavu dobrou houževnatost při odpovídající pevnosti v tahu.

Oceli C35E/C35R; C45E/C45R; C50E/C50R a C55E/C55R jsou vhodné k povrchovému kalení plamenem nebo indukcí.

 

 

 

Klasifikace ocelí

Podle chemického složení :

- oceli  nelegované jakostní (C35 až C60), mají vyšší maximální obsahy fosforu a síry (max. 0,045%)

- oceli  ušlechtilé (C22E/C22R až C60E/C60R a ocel 28Mn6) se sníženým obsahem P(max.0,030%) a

   S (max. 0,035 popř. 0,020-0,040%)

Podle prokalitelnosti:

(pokud byla objednána) se týká v normě uvedených ušlechtilých ocelí.  

 

Způsob výroby oceli

Způsob výroby volí výrobce.

Všechny značky ocelí uvedené v této normě musí být vyráběny jako uklidněné a výrobky se musí dodávat odděleně podle taveb.

 

 

 

Způsob dodávání

Pokud není při objednávání dohodnuto jinak, jsou výrobky dodávány ve stavu tepelně nezpracovaném (+U). Po dohodě se výrobky dodávají v jednom z následujících způsobů tepelného zpracování:

zpracováno na střihatelnost (+S), žíháno na měkko (+A), normalizačně žíháno (+N), zušlechtěno (+QT).

U plochých výrobků nutno přihlížet k rozměrům.

Ostatní stavy tepelného zpracování např. k dosažení určité struktury se mohou dohodnout při objednávání. Jedním z nich je žíhání pro sferoidizaci karbidů (cementitu), (+AC), které je požadováno má-li být materiál dále tvářen za studena.  

Po dohodě lze objednat i zvláštní provedení povrchu výrobku:

po tváření za tepla mořeno (+PI) nebo tryskáno (+BC), po tváření za tepla ohrubováno (+RM - netýká se plochých výrobků).

 

 

 

 

 

Vlastnosti charakterizující značku oceli

Chemické složení : se vztahuje na chemický rozbor tavby. Pro složení hotového výrobku jsou stanoveny dovolené odchylky od hodnot pro rozbor tavby.

Mechanické vlastnosti : norma uvádí Re, Rm, tažnost (A), Zúžení (Z) a nárazovou práci KV při pokojové teplotě, platné pro  stav zušlechtěný (+QT) po případě normalizačně žíhaný (+N). Hodnoty KV se zaručují pouze pro stav zušlechtěný a značky C22E/R, C35E/R, C45E/R a 28Mn6

Hodnoty uvedené v normě platí pro zkušební tělesa, která byla odebrána způsobem uvedeným v normě ČSN EN 10083-1 (viz schematické náčrtky odběru zkušebních těles).

Norma ČSN EN 10083-2 dále uvádí přípustnou max. hodnotu tvrdosti pro stav „zpracováno na střihatelnost“ (+S) a žíháno na měkko (+A).

Pro oceli vhodné k povrchovému kalení (viz odstavec použití) norma uvádí tvrdost povrchu po kalení plamenem nebo indukčně ve stavu po zušlechtění popř. normalizačním žíhání.

Prokalitelnost : Ušlechtilé oceli C35E až 28Mn6 (viz přehled chemického složení) mohou být dodávány s požadavkem nebo bez požadavku na prokalitelnost, pokud nejsou dodávány ve stavu zušlechtěném.

Při požadavku na prokalitelnost lze objednat hodnoty normální (+H) nebo zúžené (+HH, +HL). V obou případech se uvádí min. a max. zaručované hodnoty tvrdosti v jednotkách podle Rockwella – stupnice „C“  v závislosti na vzdálenosti od plochy kaleného čela čelní zkoušky prokalitelnosti.

Z hodnot prokalitelnosti lze v závislosti na způsobu kalení (intenzitě ochlazování) a na průřezu tepelně zpracovávaného výrobku přibližně vypočítat průběh tvrdosti směrem od povrchu kalené součásti.V místě změřené tvrdosti lze též usuzovat na obsah ve struktuře přítomného martenzitu .  



 

 

 

Technologické vlastnosti

Obrobitelnost :

Všechny oceli jsou obrobitelné ve stavu žíhaném na měkko. Zlepšenou obrobitelnost vykazují varianty s obsahem S 0,020-0,040 %.  Při nižších pevnostech lze bez větších potíží obrábět i oceli zušlechtěné. Pro zlepšení obrobitelnosti někteří výrobci nabízejí oceli se zvýšeným obsahem síry (až kolem 0,1%), ošetřené kalciem.

Střihatelnost :

Dělení dlouhých i plochých výrobků stříháním za studena nebo při zvýšené teplotě, se obvykle daří u ocelí s pevností přibližně do 800 MPa za předpokladu, že je k dispozici zařízení, které dokáže vyvinout potřebnou střižnou sílu. Vhodné je též stříhat na profilových nožích. Pro dělení stříháním je vhodný stav +A, +N nebo +S.

 

 

 

Struktura

Velikost zrna : pokud při objednávání není dohodnuto jinak, velikost zrna volí výrobce. Pokud se požaduje jemnozrnnost prokazovaná referenčním zpracováním např. zkouškou stanovení velikosti zrna podle EN ISO 643, je tento požadavek nutno uvést v objednávce. Oceli určené k povrchovému kalení se vždy objednávají  jako jemnozrnné.

Čistota oceli :

Ušlechtilé oceli  musí vykazovat stupeň čistoty odpovídající jakosti ušlechtilé legované oceli. Obsah nekovových vměstků stanovený mikroskopicky postupem dohodnutým při objednávání , musí být uvnitř dohodnutých hranic. Pro zkoušení lze zvolit např. následující normy: ČSN EN 10247, DIN 50602 nebo ISO 4967:1979. Pro hodnocení podle normy DIN nebo ISO uvádí norma ČSN EN 10083-1 přípustné stupně znečištění nekovovými vměstky.  

 

Vnitřní jakost

Při objednávání mohou být dohodnuty požadavky na vnitřní jakost. Výrobce v tomto případě musí prokazovat, že vnitřní vady (necelistvosti, makroskopické vměstky, vycezeniny a jiné vady struktury) ve výrobku nepřesahují dohodnutou mez. Současně je třeba při objednávání dohodnout způsob a metodiku zkoušení (na př. zkoušku ultrazvukem), nejlépe odkazem na příslušnou normu ČSN EN 10160 pro ploché výrobky tloušťky ≥ 6 mm nebo ČSN EN 10308 pro tyče.   

 

 

 

Jakost povrchu

Všechny výrobky musí mít hladký povrch odpovídající použitému způsobu tváření. Požadavky  na  povrch výrobků určených k dalšímu zpracování na př. tažením, tvářením za tepla a pod., je třeba dohodnout.

Požadavky na jakost povrchu je možno specifikovat odkazem na evropské nebo národní normy.

ČSN EN 10221 obsahuje třídy jakosti povrchu tyčí a drátů válcovaných za tepla (použitím této normy lze vymezit dovolenou hloubku povrchových vad).

ČSN EN 10163-2 platí pro plechy, které se dodávají s třídou povrchu A, podtřídou 1.

U ušlechtilých ocelí lze při objednávání též dohodnout požadavky na dovolenou hloubku oduhličení, která se stanovuje metodou podle ČSN EN ISO 3887. 

Rozměry, úchylky rozměrů, tvaru a polohy

Jmenovité rozměry, úchylky rozměrů a úchylky tvaru a polohy výrobků je nutno dohodnout při objednávání, pokud možno podle příslušných rozměrových norem.

Dodávání

Výrobky musí být dodávány odděleně podle taveb.

 

 

 

 

 

 

 

 

Zkoušení a shoda výrobku s požadavky.

 

 

Výrobky podle této normy je nutno objednávat s jedním z dokumentů kontroly podle ČSN EN 10204 – srpen 2005.

Druh dokumentu je třeba dohodnout. Pokud objednávka neobsahuje konkrétní požadavek, vystaví se zkušební zpráva.

Zkušební zpráva „2.2“ musí obsahovat tyto údaje:

- potvrzení, že materiál odpovídá požadavkům objednávky,

- výsledky rozboru tavby pro všechny prvky, které jsou předepsány pro příslušnou značku oceli.

Inspekční certifikát (podle EN 10204 z roku 2005 „3.1“ nebo „3.2“) vyžaduje provedení specifikované kontroly.

V inspekčním certifikátu se kromě výsledků zkoušek předepsaných pro specifikovanou kontrolu (ověření tvrdosti nebo mechanických vlastností pro příslušný stav dodávky a ověření prokalitelnosti, jsou-li oceli objednány se symboly +H, +HH nebo +HL) uvedou: 

- výsledky rozboru tavby (viz výše);

- výsledky kontrol a zkoušek objednaných souvislosti s dodatečnými požadavky;

- písmenné nebo číselné označení, které dovoluje vzájemné přiřazení inspekčního certifikátu, zkušebních 

   vzorků a výrobků.

Rozsah zkoušení, podmínky odběru zkušebních vzorků a těles a zkušební postupy jsou uvedeny v této normě.

Dodatečné požadavky:

podle této normy lze v objednávce uvést tyto dodatečné požadavky:

- mechanické vlastnosti stanovené na referenčním vzorku ve stavu zušlechtěném nebo normalizačně

  žíhaném (u dodávek ve stavu jiném než zušlechtěném nebo normalizačně žíhaném). 

-  stanovení velikosti zrna.

- stanovení obsahu nekovových vměstků (mikročistoty),

- nedestruktivní zkoušení (vnitřní jakost výrobku),

- chemický rozbor výrobku,

- zvláštní dohody značení.

Údaje na výrobcích

Výrobce musí značit výrobky  nebo svazky (balíky)  takovým způsobem, aby bylo možné určit tavbu, druh oceli a původ dodávky. Způsob značení je třeba dohodnout.

 

 

 

 

 

 

 

Porovnání ocelí podle ČSN EN 10083-2 s ISO 683-1:1987 a s ocelemi dříve normalizovanými na národní úrovni.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                   EN 10083-2

ISO 683-1:1987

Česká republika

Německo

   Značka

      Číselné    

     označení

        Značka

Číselné

označení

C35

1.0501

(C35)

 

C 35

1.0501

C40

1.0511

(C40)

 

C 40

1.0511

C45

1.0503

(C45)

 

C 45

1.0503

C55

1.0535

(C55)

 

C 55

1.0535

C60

1.0601

(C60)

 

C 60

1.0601

C22E,

C22R

1.1151,

1.1149

-

-

12 024

(Ck 22)

(Cm 22)

1.1151,

1.1149

C35E,

C35R

1.1181,

1.1180

(C35E4)

(C35M2)

12 040

(Ck 35)

(Cm 35)

1.1181,

1.1180

C40E,

C40R

1.1186,

1.1189

(C40E4)

(C40M2)

12 041

(Ck 40)

(Cm 40)

1.1186,

1.1189

C45E,

C45R

1.1191,

1.1201

(C45E4)

(C45M2)

12 050

(Ck 45)

(Cm 45)

1.1191,

1.1201

C50E,

C50R

1.1206,

1.1241

(C50E4)

(C50M2)

12 051

(Ck 50)

(Cm 50)

1.1206,

1.1241

C55E,

C55R

1.1203,

1.1209

(C55E4)

(C55M2)

12 060

(Ck 55)

(Cm 55)

1.1203,

1.1209

C60E,

C60R

1.1221,

1.1223

(C60E4)

(C60M2)

12 061

(Ck 60)

(Cm 60)

1.1221,

1.1223

28Mn6

1.1170

(28Mn6)

13 141

(28 Mn6)

1.1170

 

           

ČSN EN 10083-3

 

 

Použití ocelí uvedených v normě

Oceli uvedené v této normě jsou všeobecně určené k výrobě zušlechtěných, popř. plamenem nebo indukčně kalených strojních součástí. Pro povrchové kalení jsou vhodné oceli: 46Cr2, 37Cr4 a 37CrS4, 41Cr4 a 41CrS4, 42CrMo4 a 42CrMoS4 a 50CrMo4.

 Na rozdíl od nelegovaných (uhlíkových) ušlechtilých ocelí, uvedených v normě ČSN EN 10083-2, jsou legované ušlechtilé oceli podle ČSN EN 10083-3 určeny pro náročnější použití, zejména s ohledem na větší prokalitelnost legovaných ocelí a s tím souvisejících záruk mechanických vlastností i pro rozměrnější a výše namáhané strojní díly.

Klasifikace ocelí

Všechny oceli v této normě jsou klasifikovány podle EN 10020 jako ušlechtilé legované oceli. Oproti předchozímu vydání, byly do normy ČSN EN 10083-3 zařazeny i oceli s bórem.

 

Způsob výroby oceli

Způsob výroby volí výrobce.

Všechny značky ocelí uvedené v této normě musí být vyráběny jako uklidněné a výrobky se musí dodávat odděleně podle taveb.

 

 

 

 

Způsob dodávání

Pokud není při objednávání dohodnuto jinak, jsou výrobky dodávány ve stavu tepelně nezpracovaném (+U). Po dohodě se výrobky dodávají v jednom z následujících způsobů tepelného zpracování:

zpracováno na střihatelnost (+S), žíháno na měkko (+A), normalizačně žíháno (+N), zušlechtěno (+QT).

U plochých výrobků nutno přihlížet k rozměrům. Stav (+A) není použitelný pro bórové oceli.

Ostatní stavy tepelného zpracování např. k dosažení určité struktury se mohou dohodnout při objednávání. Jedním z nich je žíhání pro sferoidizaci karbidů (cementitu), (+AC), které je požadováno má-li být materiál dále tvářen za studena. 

Po dohodě lze objednat i zvláštní provedení povrchu výrobku:

po tváření za tepla mořeno (+PI) nebo tryskáno (+BC), po tváření za tepla ohrubováno (+RM - netýká se plochých výrobků).

 

 

 

 

 

 

 

 

Vlastnosti charakterizující značku oceli

Chemické složení : se vztahuje na chemický rozbor tavby. Pro složení hotového výrobku jsou stanoveny dovolené odchylky od hodnot pro rozbor tavby.

Mechanické vlastnosti : norma uvádí Re, Rm, tažnost (A), Zúžení (Z) a nárazovou práci KV při pokojové teplotě, platné pro  stav zušlechtěný (+QT).

Hodnoty uvedené v normě platí pro zkušební tělesa, která byla odebrána způsobem uvedeným v normě ČSN EN 10083-1 (viz schematické náčrtky odběru zkušebních těles).

Norma ČSN EN 10083-3 dále uvádí přípustnou max. hodnotu tvrdosti pro stav „zpracováno na střihatelnost“ (+S) a žíháno na měkko (+A).

Pro oceli vhodné k povrchovému kalení (viz odstavec použití) norma uvádí tvrdost povrchu po kalení plamenem nebo indukčně ve stavu po zušlechtění..

Prokalitelnost : Legované ušlechtilé oceli mohou být dodávány s požadavkem nebo bez požadavku na prokalitelnost, pokud nejsou dodávány ve stavu zušlechtěném.

Při požadavku na prokalitelnost lze objednat hodnoty normální (+H) nebo zúžené (+HH, +HL). V obou případech se uvádí min. a max. zaručované hodnoty tvrdosti v jednotkách podle Rockwella –stupnice „C“  v závislosti na vzdálenosti od plochy kaleného čela čelní zkoušky prokalitelnosti.

Z hodnot prokalitelnosti lze v závislosti na způsobu kalení (intenzitě ochlazování) a na průřezu tepelně zpracovávaného výrobku přibližně vypočítat průběh tvrdosti směrem od povrchu kalené součásti.V místě změřené tvrdosti lze též usuzovat na obsah ve struktuře přítomného martenzitu . 

Struktura: Všechny oceli mají mít jemnozrnnou strukturu s velikostí austenitického zrna 5 nebo jemnější při ověřování podle ČSN EN ISO 643.

Čistota: Obsah nekovových vměstků stanovený mikroskopicky dohodnutou metodou, musí být uvnitř dohodnutých hranic. Pro zkoušení lze zvolit např. následující normy: ČSN EN 10247, DIN 50602 nebo ISO 4967:1979. Pro hodnocení podle normy DIN nebo ISO uvádí norma ČSN EN 10083-1 přípustné stupně znečištění nekovovými vměstky.  

 

 

 

 

Technologické vlastnosti

Obrobitelnost :

Všechny oceli jsou obrobitelné ve stavu žíhaném na měkko. Zlepšenou obrobitelnost vykazují varianty s řízeným obsahem síry.  Při nižších pevnostech lze bez větších potíží obrábět i oceli zušlechtěné. Pro zlepšení obrobitelnosti někteří výrobci nabízejí oceli se zvýšeným obsahem síry (až kolem 0,1%), ošetřené kalciem.

Střihatelnost :

Za vhodných podmínek (při zamezení místního namáhání, předehřátím, za použití nožů s profilem přizpůsobeným výrobku apod.), jsou všechny oceli střihatelné ve stavu žíhaném na měkko (+A).

Oceli bez bóru až do oceli 42CrMo4 a oceli legované bórem 33MnCrB5-2 a 39MnCrB6-2 a oceli s požadavky na prokalitelnost jsou také za vhodných podmínek střihatelné, pokud jsou dodávány ve stavu „zpracováno na střihatelnost (+S). Některé v normě vyjmenované oceli jsou za vhodných podmínek střihatelné v nezpracovaném stavu.

 

Vnitřní jakost

Při objednávání mohou být dohodnuty požadavky na vnitřní jakost. Výrobce v tomto případě musí prokazovat, že vnitřní vady (necelistvosti, makroskopické vměstky, vycezeniny a jiné vady struktury) ve výrobku nepřesahují dohodnutou mez. Současně je třeba při objednávání dohodnout způsob a metodiku zkoušení (na př. zkoušku ultrazvukem), nejlépe odkazem na příslušnou normu ČSN EN 10160 pro ploché výrobky tloušťky ≥ 6 mm nebo ČSN EN 10308 pro tyče.  


            

 

 

 

Jakost povrchu

Všechny výrobky musí mít hladký povrch odpovídající použitému způsobu tváření. Požadavky  na  povrch výrobků určených k dalšímu zpracování na př. tažením, tvářením za tepla a pod., je třeba dohodnout.

Požadavky na jakost povrchu je možno specifikovat odkazem na evropské nebo národní normy.

ČSN EN 10221 obsahuje třídy jakosti povrchu tyčí a drátů válcovaných za tepla (použitím této normy lze vymezit dovolenou hloubku povrchových vad).

ČSN EN 10163-2 platí pro plechy, které se dodávají s třídou povrchu A, podtřídou 1.

U ušlechtilých ocelí lze při objednávání též dohodnout požadavky na dovolenou hloubku oduhličení, která se stanovuje metodou podle ČSN EN ISO 3887. 

Rozměry, úchylky rozměrů, tvaru a polohy

Jmenovité rozměry, úchylky rozměrů a úchylky tvaru a polohy výrobků je nutno dohodnout při objednávání, pokud možno podle příslušných rozměrových norem.

Dodávání

Výrobky musí být dodávány odděleně podle taveb.

 

 

 

 

 

 

 

 

Zkoušení a shoda výrobku s požadavky.

 

 

Výrobky podle této normy je nutno objednávat s jedním z dokumentů kontroly podle ČSN EN 10204 – srpen 2005.

Druh dokumentu je třeba dohodnout. Pokud objednávka neobsahuje konkrétní požadavek, vystaví se zkušební zpráva.

Zkušební zpráva „2.2“ musí obsahovat tyto údaje:

- potvrzení, že materiál odpovídá požadavkům objednávky,

- výsledky rozboru tavby pro všechny prvky, které jsou předepsány pro příslušnou značku oceli.

Inspekční certifikát (podle EN 10204 z roku 2005 „3.1“ nebo „3.2“) vyžaduje provedení specifikované kontroly. V inspekčním certifikátu se kromě výsledků zkoušek předepsaných pro specifikovanou kontrolu (ověření tvrdosti nebo mechanických vlastností pro příslušný stav dodávky a ověření prokalitelnosti, jsou-li oceli objednány se symboly +H, +HH nebo +HL) uvedou:  

- výsledky rozboru tavby (viz výše);

- výsledky kontrol a zkoušek objednaných souvislosti s dodatečnými požadavky;

- písmenné nebo číselné označení, které dovoluje vzájemné přiřazení inspekčního certifikátu, zkušebních 

   vzorků a výrobků.

Rozsah zkoušení, podmínky odběru zkušebních vzorků a těles a zkušební postupy jsou uvedeny v této normě.

Dodatečné požadavky:

podle této normy lze v objednávce uvést tyto dodatečné požadavky:

- mechanické vlastnosti stanovené na referenčním vzorku ve stavu zušlechtěném;

  (u dodávek ve stavu jiném než zušlechtěném). 

-  stanovení velikosti zrna.

- stanovení obsahu nekovových vměstků (mikročistoty),

- nedestruktivní zkoušení (vnitřní jakost výrobku),

- chemický rozbor výrobku,

- zvláštní dohody značení.

Údaje na výrobcích

Výrobce musí značit výrobky  nebo svazky (balíky)  takovým způsobem, aby bylo možné určit tavbu, druh oceli a původ dodávky. Způsob značení je třeba dohodnout.

 

 

 

 

 

Porovnání ocelí podle ČSN EN 10083-2 s ISO 683-1:1987 a s ocelemi dříve normalizovanými na národní úrovni. 1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                   EN 10083-2

ISO 683-1:1987

Česká republika

Německo

   Značka

      Číselné    

     označení

        Značka

Číselné

označení

38Cr2

1.7003

-

-

38Cr2

1.7003

46Cr2

1.7006

-

-

46Cr2

1.7006

34Cr4

34CrS4

1.7033

1.7037

34Cr4

34CrS4

-

34Cr4

34CrS4

1.7033

1.7037

37Cr4

37CrS4

1.7034

1.7038

37Cr4

37CrS4

14 140

-

37Cr4

37CrS4

1.7034

1.7038

41Cr4

41CrS4

1.7035

1.7039

41Cr4

41CrS4

-

41Cr4

41CrS4

1.7035

1.7039

25CrMo4

25CrMoS4

1.7218

1.7213

41Cr4

41CrS4

15 130

-

25CrMo4

25CrMoS4

1.7218

1.7213

34CrMo4

34CrMoS4

1.7220

1.7226

34CrMo4

34CrMoS4

15 131

-

34CrMo4

34CrMoS4

1.7220

1.7226

42CrMo4

42CrMoS4

1.7225

1.7227

42CrMo4

42CrMoS4

15 142

-

42CrMo4

42CrMoS4

1.7225

1.7227

50CrMo4

1.7228

50CrMo4

-

50CrMo4

1.7228

34CrNiMo6

1.6582

(34CrNiMo6)

16 343

(34CrNiMo6)

1.6582

30CrNiMo8

1.6580

(30CrNiMo8)

-

30CrNiMo8

1.6580

35NiCr6

1.5815

35NiCr6

-

35NiCr6

-

36NiCrMo16

1.6773

-

-

-

-

39NiCrMo3

1.6510

-

-

-

-

30NiCrMo16-6

1.6747

-

-

30NiCrMo16-6

1.6747

51CrV4

1.8159

(51CrV4)

15 260

50CrV4

1.8159

1) Pokud je značka oceli v závorce, chemické složení se liší od EN 10083-3 nepatrně.

   

                                                

Údaje společné pro ČSN EN 10083-2 a ČSN EN 10083-3

 

 

Umístění vzorků a zkušebních těles u tyčí kruhových, plochých a čtvercových:

pro zkoušku tahem

 

 

 

 

12,5

 

d≤ 25a

d> 25

  1212,5

   

     

 

 

a) U malých výrobků (d nebo w ≤ 25 mm) je zkušební těleso, podle možností z neopracované části tyče.

b) U kruhových tyčí je podélná osa vrubu rovnoběžná ke směru průměru.

 

Umístění vzorků a zkušebních těles u tyčí kruhových, plochých a čtvercových:

pro zkoušku rázem v ohybu

 

 

 

 

 

 

d≤ 25a



d> 25

12,5

12,5

    w

t

t ≥ 25



   w

t > 25

     12,5

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Umístění zkušebních vzorků a zkušebních těles u

plochých výrobků

Druh zkoušky

Tloušťka výrobku

Orientace zkušebního 1) tělesa pro šířku výrobků

Vzdálenost zkušebního tělesa od válcovaného povrchu

< 600

≥ 600

 

 

 

 

 

 

 

tahem2)

 

 

    30

 

 

 

 

 

  podélně

příčně

    

 

 

 

   > 30

válcovaný povrch

30

>30

  nebo

 
rázem
ohybu
3)

 

   

 

  > 12 4)

  podélně

 podélně

≤ 2

1) Poloha podélné osy zkušebního tělesa s ohledem na hlavní směr válcování;

2) Zkušební těleso odpovídá EN 10002-1;

3) Podélná osa vrubu je kolmá k válcovanému povrchu;

4) Pokud se dohodne při objednávání zkešební těleso z výrobků s tloušťkou přesahující 40 mm, může se odebrat z ¼
   tloušťky 
výrobku.

      

 

 

Stanovení chemického složení

Chemické složení tavby se zjišťuje na vzorku odebraném po dokončení tavby. Zjištěné složení reprezentuje tzv. tavební rozbor. Na přání odběratele, lze stanovovat i chemické složení hotového výrobku. Oba rozbory (tavební a z hotového výrobku) nejsou zcela identické vlivem odměšování v průběhu tuhnutí tekuté oceli (viz dovolené odchylky mezi rozborem tavby a hotového výrobku). Běžnou metodou pro stanovení chemického složení je spektrální analýza prováděná na přístrojích známých pod pojmem „kvantometr“. Jinou metodou se stanovují pouze obsahy plynů (O2, H2, a N2 ).  Některé laboratoře ještě stanovují jinak i obsahy C a S a to spalováním vzorku v proudu kyslíku a zjišťováním objemu vzniklých CO2 a SO2 ve spalinách.

Provozní spektrometry, kterými se zjišťuje chemické složení hotového výrobku, se používají při kontrole na záměny materiálu v rámci výstupní kontroly v hutních provozech.

 

 

 

 

 

 

 

Mechanické  vlastnosti a prokalitelnost

Z mechanických vlastností slouží mez kluzu Re popř. mez Rp0,2 a pevnost v tahu Rm jako výpočtové hodnoty pro konstrukci strojních dílů s definovaným způsobem namáhání. Náchylnost ke křehkému lomu lze nepřímo ohodnotit vrubovou houževnatostí (zkouška rázem v ohybu na tělesech ISO s V-vrubem).

U ocelí k zušlechťování se požadovaných mechanických vlastností dosahuje kalením s následným popouštěnímzušlechťováním. Účelem je dosáhnout optimální pevnosti a přiměřeně vysoké houževnatosti.

Pro konečnou hodnotu pevnosti je rozhodující podíl martenzitu ve struktuře zušlechťovaného výrobku po zakalení. Podíl vzniklého martenzitu závisí na ochlazovací rychlosti při kalení a chemickém složení oceli. Ochlazovací rychlost klesá od povrchu ke středu výrobku v každé z běžně používaných kalicích lázní (voda, olej, syntetické emulze) a závisí na intenzitě odvodu tepla z povrchu kaleného výrobku. Tvrdost zákalné struktury a následně pevnost po popuštění jsou závislé na obsahu uhlíku. Schopnost oceli dosáhnout při kalení určité tvrdosti  v  určité hloubce pod povrchem se nazývá prokalitelnost. Prokalitelnost vedle uhlíku ovlivňují legující přísady (Mn, Cr, Mo, Ni a významně též bór). Prokalitelnost jednotlivých ocelí se hodnotí podle výsledku čelní zkoušky prokalitelnosti, která je normována. Známe-li podmínky při kalení daného výrobku (především ochlazovací rychlost pro daný průřez) lze z výsledků  čelní zkoušky prokalitelnosti přibližně odvodit hloubku prokalení a tím i tvrdost v určeném místě výrobku.

Znalost prokalitelnosti umožňuje volbu vhodné oceli pro vyráběný strojní díl, je-li znám požadavek na pevnost v daném místě průřezu.

Podle způsobu  namáhání strojního dílu vyžadují konstruktéři prokalení v celém průřezu nebo jen do určité hloubky pod povrchem. Pro vysoce namáhané díly se požaduje, aby po kalení činil podíl martenzitu ve struktuře oceli minimálně 80 až 90%. Pro méně namáhané součásti lze vystačit i  s 50% ním podílem martenzitu ve struktuře po kalení. Vysoké podíly martenzitu po kalení zvyšují  u zušlechtěného materiálu mez únavy při střídavém způsobu namáhání.

 

 

 

Mechanické vlastnosti uvedené v normě

ČSN EN 10083-2 a ČSN EN 10083-3

Mechanické vlastnosti v zušlechtěném stavu nebo ve stavu normalizačně žíhaném, které uvádějí jmenované normy, se vztahují na tak zvaný směrodatný  průměr a v normě předepsané místo odběru vzorku pro jejich stanovení. U kruhových profilů je směrodatným průměrem přímo průměr. U šestihranů a osmihranů vzdálenost stran. Směrodatný průměr u čtvercových a plochých průřezů je třeba odečíst z diagramu uvedeného v odstavci směrodatný průměr (v normě ČSN EN 10083-1 se diagram nachází v příloze A).

Pevnost v jiných místech než v místech odběru vzorků, především u větších průměrů, lze předpovědět pomocí prokalitelnosti dané značky oceli.

Pokud se výrobek dodává v jiném stavu než zušlechtěném resp. normalizačně žíhaném, zkouší se mechanické hodnoty na zušlechtěných nebo normalizačně žíhaných referenčních vzorcích. Jejich rozměry musí odpovídat směrodatnému průřezu.

 

 

 

Popouštěcí diagramy

Tvrdý a málo houževnatý martenzit v zákalné struktuře se popouštěním (ohřevem na teploty v rozmezí přibližně mezi 550 až 650 oC) přemění na popuštěný martenzit nazývaný též sorbit. V tomto stavu mají oceli k zušlechťování optimální vlastnosti. Při popouštění postupně klesá tvrdost resp. pevnost získaná po kalení v závislosti na vzrůstající teplotě popouštění. Průběh poklesu tvrdosti lze odečíst z popouštěcí křivky. Průběh popouštěcí křivky se zaznamenává pro daný konkrétní případ a vztahuje se ke značce, konkrétní tavbě a tělesu z kterého se pro zjišťování sledovaných hodnot vypracují zkušební tělesa ( na př. těleso pro zkoušku tahem nebo zkoušku rázem v ohybu). Popouštěcí diagramy, uváděné v přehledech o vlastnostech jednotlivých značek ocelí se obvykle vztahují ke zkušebnímu tělesu o zvoleném průřezu . Tyto diagramy proto ukazují pouze na tendenci změn mechanických vlastností, ke kterým dochází při popouštění. Slouží pro orientaci a přibližný odhad pevnosti resp. dalších hodnot po popuštění při zvolené teplotě.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Křivky prokalitelnosti

Na prokalitelnost ocelí lze usuzovat z křivek prokalitelnosti, které jsou grafickým vyjádřením čelní zkoušky prokalitelnosti. Zkušební těleso tvaru válce o průměru 25 mm se zahřeje na kalicí teplotu a rychle přenese do zařízení ve kterém na čelo zkoušky tryská voda. Z čela zkoušky se odvádí teplo až do úplného vychlazení tělesa zkoušky. Na válcové ploše,  na dvou protilehlých místech zbroušených podélně do hloubky ca 0,5 mm, se v daných vzdálenostech od čela měří tvrdost. Z výsledků měření se vytvoří křivka závislosti tvrdosti na vzdálenosti od čela zkoušky. Křivka charakterizuje prokalitelnost zkoušené oceli a vztahuje se k dané tavbě.

 Z křivek většího, statisticky významného,  počtu taveb dané značky oceli vznikne tzv. pás prokalitelnosti, vymezený dvěma křivkami pro  nejnižší a nejvyšší zjištěné hodnoty prokalitelnosti.

Uživatel může zadat požadavek výrobci na dodávku materiálu z tavby, která splňuje zadané hodnoty prokalitelnosti zjištěné čelní zkouškou prokalitelnosti a to : 

- rozmezím tvrdosti pro určitou vzdálenost od čela zkoušky, např. rozsah tvrdosti ve vzdálenosti
  7 mm od 
čela zkoušky má být tvrdost 41 až 50 HRC (J7 = 41-50 HRC),

- tvrdostí  pro určitý rozsah vzdálenosti od čela zkoušky, na př. tvrdost 50 HRC musí být dosažena
  ve 
vzdálenosti 3 až 7 mm (50HRC = J3 -J7),

- křivka prokalitelnosti musí zapadat do pásu  prokalitelnosti nebo jeho části.
V normě ČSN EN 10083-2 i ČSN EN 10083-3 se požadavek na prokalitelnost odpovídající pásu prokalitelnosti v celém jeho rozsahu značí +H (prokalitelnost normální). Požadavek na hodnoty  odpovídající zúženému pásu ve spodní nebo horní části se značí +HL  popř. +HH.

Prokalitelnost určuje konstruktér s ohledem na tvar a požadované vlastnosti dílu s přihlédnutí k technologii výroby.  Zvláštní požadavky na prokalitelnost určuje výrobce strojních dílů např. s cílem docílit při hromadné výrobě stejného dílu, malý rozptyl vlastností po tepelném zpracování (např. rozměrových a tvarových odchylek). 

 

 

 

 

 

Velikost zrna

Nejčastěji se hodnotí velikost austenitického zrna. Austenitická struktura vznikne po ohřevu na kalicí teplotu. Po zakalení je charakter struktury (martenzitu) závislý  na velikosti austenitického zrna před kalením. Hrubé zrno mívá za následek vznik hrubé martenzitické struktury. V tomto případě nejsou vlastnosti po popuštění optimální, což se projeví především na houževnatosti. K růstu zrna dochází při nepřiměřeně vysoké kalicí teplotě (přehřátí), ale také je-li ocel k růstu zrna náchylná. Náchylnost oceli k růstu zrna při ohřevu  brzdí přítomnost Al, Ti, Nb v oceli.   

Stanovení velikosti zrna při kterém se simulují podmínky ohřevu ke kalení (referenční zpracování) , je normováno. Provádí se metalograficky porovnáváním  s etalony, které jsou v normě vyobrazeny.  Výsledkem hodnocení je číselné označení velikosti zrna. Ocel je pokládána za jemnozrnnou, jestliže se při hodnocení zjistí velikosti zrna 5 a vyšší. 

U některých ocelí se stanovuje tzv. skutečné zrno v dodaném stavu. To je případ jemnozrnných konstrukčních ocelí, které se používají v dodaném stavu a kde skutečné zrno vzniklé po dokončeném tváření a případné normalizaci přímo ovlivňuje užitné vlastnosti výrobku (např. oceli uvedené v normách EN 10025-3 a 10025-4). 

 

 

 

 

 

 

Mikročistota

(stanovení obsahu nekovových vměstků)

Průvodním jevem při výrobě oceli je vznik nekovových vměstků v důsledku chemických reakcí  probíhajících během výrobního procesu na ocelárně. Ocel prostá vměstků  neexistuje. Vměstky jsou mikroskopické částice zjišťované pod optickým mikroskopem při mnohonásobném zvětšení ( 100x).

Na rozdíl od těchto vměstků mohou se v oceli vyskytovat i vměstky makroskopické, většinou jako důsledek porušení technologické kázně. Ty lze spatřit i  neozbrojeným okem nebo lupou. Případná kontrola na přítomnost makroskopických vměstků a jiných makroskopických vad, je předmětem hodnocení makročistoty.

Stupeň znečištění mikroskopickými vměstky se zjišťuje stanovením  mikročistoty. Vměstky jsou chemické sloučeniny různého složení. Stanovení se proto zaměřuje na přítomnost sulfidů, oxidů, silikátů, nitridů po př. hlinitanů.

Metodika stanovení mikročistoty je normována. Stupeň znečištění se stanovuje buď porovnáním vzorku připraveného v metalografické laboratoři s obrázkovými etalony (stupnice Jernkontoret), nebo kvantitativně plochou, kterou vměstky v hodnocené ploše vzorku zaujímají.

Přípustný stupeň znečištění je stanoven normou technických dodacích předpisů nebo zvláštním požadavkem odběratele.

Překročení přípustného obsahu může mít negativní vliv na vlastnosti oceli, přičemž vliv jednotlivých typů vměstků se může lišit podle druhu oceli a způsobu namáhání výrobku.

 

 

 

 

 

Zkouška ultrazvukem

Zkouška ultrazvukem (UZK) je jedním z nedestruktivních způsobů zkoušení, kterými se zjišťuje přítomnost vnitřních vad ocelových výrobků. Může se jednat o necelistvosti, makroskopické vměstky nebo vady struktury (nehomogenity). Přístroj generuje ultrazvuk, který se pomocí sondy vyzařuje do tělesa výrobku směrem od povrchu. Narazí-li svazek vln na překážku (vadu) uvnitř materiálu, odrazí se zpět a přístroj odražené vlnění zaznamená. Intenzita odrazu je úměrná velikosti překážky. Normy pro zkoušky ultrazvukem udávají jak způsob zkoušení, tak způsob hodnocení velikosti a četnosti možných indikací.

Velikost vady, kterou zjistí přístroj  nemusí odpovídat velikosti skutečné vady v materiálu. Závisí totiž na tom, jak je vada umístěna a pod jakým úhlem na ní svazek vlnění dopadá. V praxi se proto používají různé druhy sond včetně tzv. úhlových. Skutečný stav lze mnohdy zjistit pouze na řezu v místě indikace.

Při objednání UZK je vždy třeba dohodnout přípustný rozsah indikací a způsob provedení zkoušky nejlépe odkazem na příslušnou normu.