DIN EN ISO 6931-1:2020
Стали нержавеющие для пружин. Часть 1. Проволока (ISO 6931-1:2016); Немецкая версия EN ISO 6931-1:2020
- Стандартный №
- DIN EN ISO 6931-1:2020
- Дата публикации
- 2020
- Разместил
- German Institute for Standardization
- состояние
- быть заменен
- DIN EN ISO 6931-1:2020-04
- Последняя версия
- DIN EN ISO 6931-1:2020-11
- заменять
- DIN EN 10270-3:2012
- сфера применения
-
Обзор стандарта и технологическое развитие
DIN EN ISO 6931-1:2020, являясь авторитетным стандартом в области пружинной проволоки из нержавеющей стали, заменяет предыдущий стандарт DIN EN 10270-3:2012-01 и отражает новейшие разработки в технологии пружинных материалов. Этот стандарт был совместно разработан Немецким комитетом по стандартам (DIN) и Европейским комитетом по стандартизации (CEN) и был официально выпущен и введен в действие в ноябре 2020 года.
Настоящий стандарт распространяется на холоднотянутую проволоку из нержавеющей стали круглого сечения диаметром ≤10,00 мм и используется в основном для изготовления пружин и упругих элементов, работающих в коррозионных средах и условиях умеренно высоких температур. Стандарт охватывает три типа нержавеющих сталей: аустенитные, аустенитно-ферритные (дуплексные) и дисперсионно-твердеющие, предоставляя комплексные технические характеристики для изготовления пружин.
Основные технические изменения и обновления
По сравнению с изданием стандарта 2012 года, эта редакция включает ряд важных технических обновлений:
Изменения Издание стандарта 2012 года Издание стандарта 2020 года Техническое значение Новые марки стали Не включено Добавлены X9CrNi18-9 и X5CrNiN19-9 Расширенный выбор материалов для соответствия требованиям специального применения Класс допуска на диаметр Единичный допуск система Внедрение стандартизированных классов допуска диаметра (T12–T15) Обеспечение более точного контроля размеров для удовлетворения различных требований к точности Требования к содержанию серы S≤0,030% S≤0,015% для определенных марок стали Повышение чистоты материала и улучшение усталостных характеристик Регулировка содержания никеля 6,5–7,8% 7,0–8,5% (4568-177-00-I) Оптимизация соотношения легирующих элементов и улучшение свойств материала
Требования к химическому составу материала
Стандарт устанавливает требования к химическому составу для восьми типов пружинной проволоки из нержавеющей стали, которые делятся на три основные категории:
Аустенитная нержавеющая сталь
Включая 4310-301-00-I (X10CrNi18-8), 4325-302-00-E (X9CrNi18-9), 4315-304-51-I (X5CrNiN19-9), 4301-304-00-I (X5CrNi18-10), 4401-316-00-I (X5CrNiMo17-12-2) и 4401-316-00 class='instrument'>4539-089-04-I (X1NiCrMoCu25-20-5). Этот материал обладает превосходной коррозионной стойкостью и формуемостью, с максимальной рабочей температурой 250 °C.
Дуплексная нержавеющая сталь
4462-318-03-I (X2CrNiMoN22-5-3) имеет двухфазную структуру аустенита и феррита, сочетающую высокую прочность с высокой коррозионной стойкостью, что делает её особенно подходящей для эксплуатации в агрессивных коррозионных средах.
Дисперсионно-твердеющая нержавеющая сталь
4568-177-00-I (X7CrNiAl17-7) может достигать высокой прочности посредством старения с максимальной рабочей температурой 300 °C, но ее коррозионная стойкость относительно низкая.
Требования к механическим свойствам
Стандарт подробно определяет требования к пределу прочности на растяжение в зависимости от диаметра проволоки и типа стали, которые делятся на две марки: нормальной прочности (NS) и высокой прочности (HS):
Диапазон диаметров (мм) 4310-301-00-I NS(МПа) 4310-301-00-I HS(МПа) 4301-304-00-I NS(МПа) 4401-316-00-I NS(МПа) ≤0.20 2200-2530 2350-2710 2150-2400 2000-2150 0,20-0,30 2150-2480 2300-2650 2050-2280 1975-2150 1,00-1,25 1900-2180 2050-2360 1725-1990 1600-1750 5,00-6,00 1400-1610 1500-1730 1350-1600 1300-1500 Диапазон колебаний предела прочности на растяжение в пределах одной единицы (катушки, кольца) должен быть ≤100 МПа для диаметров ≤1,50 мм и ≤70 МПа для диаметров >1,50 мм, чтобы обеспечить постоянство свойств материала.
Требования к испытаниям производительности процесса
Испытание намоткой
Применимо к стальной проволоке диаметром 0,50-1,50 мм, оценивает равномерность намотки и качество поверхности. Образец плотно наматывают на оправку и растягивают до трехкратной длины от первоначальной. Проверяются поверхностные трещины, равномерность шага и постоянство диаметра.
Испытание намотки стального сердечника
Применимо к стальной проволоке диаметром 0,30-3,00 мм. Намотайте восемь витков вокруг оправки, равной диаметру проволоки, и проверьте наличие поверхностных трещин и дефектов.
Испытание на изгиб
Применимо к стальной проволоке диаметром более 3,00 мм. Согните ее в U-образную форму вокруг оправки и проверьте качество поверхности после изгиба. Требования к диаметру оправки: 2 диаметра проволоки для диаметров от 3,00 до 6,50 мм, 3 диаметра проволоки для диаметров более 6,50 мм.
Допуски размеров и геометрические характеристики
Стандарт предусматривает четыре класса допусков (T12–T15) для соответствия различным требованиям точности:
Номинальный диаметр (мм) Допуск T12 (±мм) Допуск T13 (±мм) Допуск T14 (±мм) Допуск T15 (±мм) ≤0,20 0,010 0,008 0,005 0,004 0,40-0,64 0,0150,010 0,008 0,005 2,25-3,19 0,030 0,025 0,020 0,015 9,00-10,00 0,045 0,040 0,035 0,030 Отклонение от круглости Требование: Разница между максимальным и минимальным диаметрами одного и того же сечения не должна превышать 50% допуска на диаметр. Допуск на длину прямых прутков подразделяется на три ступени, и допускается только положительное отклонение.
Требования к испытаниям и сертификации
Стандарт определяет подробные пункты испытаний и требования к частоте:
- Анализ химического состава: Анализ расплава проводится один раз для каждой партии расплава, и результаты должны быть сообщены покупателю.
- Испытание на растяжение: Испытанию подвергаются не менее 10% единиц (катушек и колец) в каждой партии, минимум 2 и максимум 10.
- Испытание производительности процесса: Испытания намотки, изгиба и другие испытания проводятся в соответствии с согласованными требованиями.
- Контроль размеров: Проводится 100% контроль размеров.
Требования к сертификации: В соответствии со стандартом ISO 10474 предоставляется сертификат инспекции типа 3.1 или типа 3.2 для обеспечения прослеживаемости качества продукции.
Термообработка и оптимизация свойств
Термообработка проволоки из пружинной стали имеет решающее значение для конечных свойств:
Отжиг для снятия напряжений
Применимо к аустенитной нержавеющей стали, температура 250-425 °C, время от 30 минут до 4 часов, охлаждение на воздухе. Это может повысить прочность на растяжение и предел текучести, а также снизить внутренние напряжения, вызванные холодной обработкой.
Дисперсионное твердение
Применимо к 4568-177-00-I, температура 450-490 °C, время до 1 часа, охлаждение на воздухе. Это может значительно улучшить прочность, при этом прочность на растяжение увеличивается на 250 МПа или более.
Термообработка может вызвать незначительные изменения прямолинейности и изменение цвета поверхности, что требует защитной атмосферы или последующей обработки поверхности.
Параметры физических и механических свойств
В стандартном приложении приведены подробные справочные значения модуля упругости и модуля сдвига:
Марка стали Модуль упругости (ГПа) Модуль сдвига (ГПа) Модуль упругости после термообработки (ГПа) Модуль сдвига после термообработки (ГПа) 4310-301-00-I 180 70 185 73 4301-304-00-I 185 784401-316-00-I 175 68 180 71 4568-177-00-I 190 73 200 78
Рекомендации по применению
Руководство по выбору материала
Выберите подходящий материал в соответствии со средой применения:
- Общая коррозионная среда: рекомендуется 4301-304-00-I или 4401-316-00-I
- Высокие требования к прочности: выберите марку стали высокой прочности 4310-301-00-I или 4568-177-00-I
- Высокотемпературная среда: 4568-177-00-I имеет максимальную рабочую температуру 300 °C
- Сильная коррозионная среда: дуплексная нержавеющая сталь 4462-318-03-I обеспечивает наилучшую коррозионную стойкость
Контроль производственного процесса
Обратите внимание, что во время изготовления пружин:
- Обратите внимание на характеристики упрочнения материала во время холодной штамповки
- Выберите соответствующую марку прочности в соответствии к сложности формовки
- Строго контролируйте параметры процесса термообработки, чтобы избежать перегрева или недогрева
- Сосредоточьтесь на качестве поверхности, чтобы избежать царапин и дефектов, которые влияют на усталостные характеристики
Ключевые моменты контроля качества
Внедрите комплексный план контроля качества:
- Входной контроль включает химический состав, механические свойства и точность размеров
- Внутрипроизводственный контроль фокусируется на качестве поверхности и дефектах формовки
- Выходной контроль гарантирует, что характеристики пружины соответствуют проектным требованиям
- Создайте полную систему прослеживаемости для записи номеров партий материалов и параметров процесса
Технические проблемы и решения для внедрения стандарта
При внедрении этого стандарта могут возникнуть следующие технические проблемы:
Контроль однородности материала
Колебания свойств материала между Партии могут влиять на стабильность характеристик пружин. Рекомендуется внедрить строгую систему аудита поставщиков и статистический контроль процесса (SPC) для обеспечения стабильности свойств материала.
Оптимизация процесса термообработки
Оптимальные параметры термообработки значительно различаются для разных марок стали. Рекомендуется экспериментально определить наиболее подходящий процесс термообработки, установить интервал процесса и проводить регулярную проверку процесса.
Контроль качества поверхности
Дефекты поверхности могут существенно влиять на усталостную долговечность пружин. Рекомендуется использовать автоматическое оборудование для контроля поверхности, установить стандарты классификации дефектов и внедрить 100% контроль поверхности.
Полностью реализуя требования DIN EN ISO 6931-1:2020, производители пружин могут гарантировать стабильность, надежность и долговечность своей продукции, а также соответствовать всё более строгим требованиям промышленного применения.
DIN EN ISO 6931-1:2020 История
- 2020 DIN EN ISO 6931-1:2020-11 Стали нержавеющие для пружин. Часть 1. Проволока (ISO 6931-1:2016); Немецкая версия EN ISO 6931-1:2020
- 2020 DIN EN ISO 6931-1:2020-04 Проект документа - Нержавеющие стали для пружин - Часть 1: Проволока (ISO 6931-1:2016); Немецкая и английская версии prEN ISO 6931-1:2020
- 2020 DIN EN ISO 6931-1:2020 Стали нержавеющие для пружин. Часть 1. Проволока (ISO 6931-1:2016); Немецкая версия EN ISO 6931-1:2020
- 1970 DIN EN ISO 6931-1:1970
DIN EN ISO 6931-1:2020 Стали нержавеющие для пружин. Часть 1. Проволока (ISO 6931-1:2016); Немецкая версия EN ISO 6931-1:2020 было изменено на DIN EN 10270-3:2012 Проволока стальная для механических пружин. Часть 3. Проволока из нержавеющей пружинной стали; Немецкая версия EN 10270-3:2011.
