Jämförelse av stål inom maskinteknik med andra standarder som JIS och AISI

Det finns olika beteckningssystem för stålets egenskaper. De underliggande standarderna utgör grunden för klassificering och beteckning av stålsorter med hjälp av materialnummer. I den här artikeln jämför vi stålkvaliteterna som klassificeras enligt DIN/EN/ISO med deras respektive motsvarigheter i JIS (Japanese Industrial Standard).

Vad är stål?

Enligt DIN EN 10020 del 1 definieras stål som ett material som huvudsakligen består av järn och har en maximal kolhalt på 2 %. Föreningar av järn och kol med en kolhalt högre än 2 % är gjutjärn. Massfraktionen av järn är större än för något annat element. På grund av järnmalmen som används i dess produktion innehåller stål alltid en motsvarande mängd kisel och mangan.

Stål kan delas in i tre huvudkvaliteter enligt dess kemiska sammansättning:

• Olegerat stål: består av järn och kol samt små mängder av andra element under definierade gränser.
• Rostfritt stål (även kallat rostsäkert stål): massfraktion på minst 10,5 % krom och högst 1,2 % kol
• Legerat stål: Innehåller minst ett legeringselement utöver järn och kol. Legeringselement förändrar stålets egenskaper. Legerat stål är inte rostfritt stål.

Klassificeringen av ståltyper delas upp ytterligare enligt kvalitetsklasser.

Det finns tabeller för de olika stålkvalitetsklasserna.

Olika typer av stål och egenskaper hos stål

Stålets sammansättning bestämmer dess egenskaper. Kol som huvudkomponent påverkar till exempel hårdhet och styrka. En högre kolhalt leder i allmänhet till en ökad hårdhet, men också till en minskad duktilitet (seghet). Andra legeringselement för stållegeringar kan vara:

• Krom (Cr): Krom ökar korrosionsbeständigheten hos stål och finns ofta i rostfritt stål. Det bidrar också till att öka styrkan vid högre temperaturer.
• Mangan (Mn): Mangan används för att förbättra stålets styrka och hårdhet samt för avsvavling och deoxidation under stålproduktion.
• Nickel (Ni): Nickel ökar seghet, slagstyrka och stabilitet till låga temperaturer. Det är ett vanligt förekommande legeringselement i rostfritt stål och legeringsstål.
• Molybden (Mo): Molybden förbättrar styrkan och motståndskraften mot spänningskorrosionssprickor och högtemperaturegenskaper hos stål. Det finns i många legerade stål.
• Vanadin (V): Vanadin ökar stålets styrka, hårdhet och slitstyrka. Det används ofta i verktygsstål och höghållfasta stål.
• Koppar (Cu): Koppar kan öka stålets korrosionsbeständighet och elektriska ledningsförmåga.
• Kisel (Si): Kisel bidrar till deoxidation och ökar stålets styrka. Det är vanligt i konstruktionsstål.
• Titan (Ti): Titan ökar stålets styrka.
• Aluminium (Al): Aluminium kan öka korrosionsbeständigheten och styrkan.

Följande tabell visar en översikt över vanliga stålkvaliteter i de olika standardiserade notationerna. Tecknet □ är en platshållare i beteckningen.

Förklaring till stålbeteckningen

Benämningen på stål är inte enhetlig. I allmänhet kan man dock anta att DIN-standarderna såsom DIN EN 10027-1 (enligt materialnummer bestående av kodbokstäver och siffror) och DIN EN 10027-2 (enligt kemisk sammansättning), härleder allmänna principer.

Kortnamn på material

DIN listar kraven för materialets korta namn och delar upp dem i två grupper. För Grupp 1 beror beteckningen på stålets utnyttjande och mekaniska egenskaper. För grupp 2 beror beteckningen på stålets kemiska sammansättning. Denna beteckning är meningsfull när de enskilda legeringselementen ger information om vissa egenskaper som korrosionsbeständighet eller när de ska genomgå värmebehandling. Det korta namnet i Grupp 1 består av minst en huvudsymbol och den minsta sträckgränsen i megapascal, t.ex. S235, där S står för stål i stålkonstruktion. Ytterligare symboler kan läggas till beroende på egenskap och användning, t.ex. S235J2.

Ett exempel på ett namn enligt kemisk sammansättning i grupp 2 skulle vara 42CrMo4. Den procentuella halten av elementet i stålsammansättningen anges. Till exempel C45 för ett stål med en kolhalt på ca 0,45%.

Stålbeteckningen enligt JIS standarder är sammansatt på liknande sätt. Beteckningen består vanligtvis av en bokstav som anger stålgruppen eller typen, följt av ett nummer som innehåller specifik information om stålsorten (kemiska eller mekaniska egenskaper). SS400 står till exempel för ett olegerat konstruktionsstål (SS = Structured Steel).

Materialnummer för stål

Materialnummer tilldelas av Steel Institute VDEh. Beteckningen består av följande parametrar: X.YYZZ(AA). Följande gäller:

• X = huvudgrupp
• Y = kvalitetsnummer (stålgrupp)
• Z = räknenummer
• A = utökat räknenummer

Enligt europeiska standarder börjar alltid materialnumret för stål med 1., t.ex. 1.7033 för kromlegerat seghärdat stål.

Val av stålgruppnummer

Detta materialnummer tjänar syftet att unikt identifiera material och dokumentera specifika materialegenskaper. Materialnumret för stål finns i tabellerna.

Jämförelse av standardisering

Stålkvaliteter är föremål för olika standarder. Standarderna tjänar till att säkerställa kvalitet, egenskaper och utnyttjande av stål i olika branscher och tillämpningar. Följande lista innehåller standarder för olika institut och kommittéer:

• JIS: Japansk industristandard från Japans industristandardkommitté.
• ISO: Internationell standard från Internationella standardiseringsorganisationen.
• AISI: Amerikansk standard från American Iron and Steel Institute (AISI).
• DIN: Tysk industristandard från det tyska standardiseringsinstitutet (Deutsches Institut für Normung, DIN).
• EN: Europeiska standarder från en av de europeiska standardiseringskommittéerna (CEN, CENELEC, ETSI)
• BS: Brittisk standard från British Standards Institute (BSI).