Čísla ocelí AISI/SAE vysvětlena: jak číst 4140, 1045 a 304

Čtyřciferný systém pro uhlíkové a legované oceli

U uhlíkových a legovaných ocelí má kód SAE/AISI čtyři číslice:

• První číslice — skupina slitin: 1 = uhlíkové, 2 = niklové, 3 = nikl-chromové, 4 = molybdenové (včetně Cr-Mo a Ni-Mo), 5 = chromové, 6 = chrom-vanadové, 7 = wolframové, 8 = nikl-chrom-molybdenové, 9 = křemík-manganové.
• Druhá číslice — přibližný obsah hlavního legujícího prvku u legovaných ocelí: 23xx obsahuje zhruba 3.5% Ni, 31xx zhruba 1.25% Ni s chromem. U prostých uhlíkových tříd 10xx je to jednoduše 0.
• Poslední dvě číslice — jmenovitý obsah uhlíku v setinách procenta: 4140 ≈ 0.40% C, 1045 ≈ 0.45% C, 8620 ≈ 0.20% C.

Takže 4140 se čte jako „skupina Cr-Mo, asi 0.40% uhlíku“ a 4340 jako „skupina Ni-Cr-Mo, 0.40% uhlíku“ — systém vám na první pohled řekne třídu receptury, a proto v něm inženýři stále uvažují.

Podskupiny uhlíkových ocelí

• 10xx — prosté uhlíkové oceli.
• 11xx — automatové oceli se zvýšeným obsahem síry.
• 12xx — automatové oceli se zvýšeným obsahem síry a fosforu.
• 15xx — uhlíkové oceli se zvýšeným obsahem manganu (typicky 1.00–1.65%).

Písmena uvnitř kódu nesou skutečnou informaci: B označuje ocel ošetřenou borem (50B44), L označuje olovnatou automatovou ocel (12L14) a koncové H (4140H) znamená, že limity prokalitelnosti jsou zaručeny podle standardního pásma, nikoli pouze chemickým složením.

Korozivzdorné oceli: odlišná tříciferná logika

Korozivzdorné a žáruvzdorné oceli používají tři číslice, kde první číslice je skupina, nikoli prvek:

• 2xx — austenitické chrom-nikl-manganové.
• 3xx — austenitické chrom-niklové: 304, 316, 321. Poslední dvě číslice jsou pořadová čísla v rámci skupiny.
• 4xx — chromové oceli: martenzitické (410, 420) a feritické (430, 409).
• 5xx — žáruvzdorné třídy s nízkým obsahem chromu.
• 6xx — precipitačně vytvrditelné třídy (630, známější jako 17-4 PH).

Příponová písmena jsou stejně důležitá jako číslice: L = nízký obsah uhlíku (≤ 0.03%), H = řízený vyšší obsah uhlíku pro provoz za tečení, N = zpevněné dusíkem, Ti/Nb = stabilizované třídy (316Ti, 347).

Dvě další konvence, které stojí za to znát

• Písmeno E před kódem (E52100, ložisková ocel) historicky označuje tavení v elektrické peci — záruku procesu připojenou ke stejné slitině, nikoli slitinu odlišnou.
• Kódy, které sdílejí první tři číslice, ale liší se obsahem uhlíku, jsou oceli s odlišným chováním: 4130, 4140 a 4150 přenášejí jednu skupinu receptur Cr-Mo postupně do použití na trubky, hřídele a pružiny, a to čistě prostřednictvím obsahu uhlíku a tepelného zpracování, které umožňuje.

Upozornění

Kód popisuje pouze jmenovité chemické složení — neříká nic o tvaru výrobku, tepelném zpracování ani zaručených vlastnostech, které pocházejí z objednané specifikace ASTM/ASME. Samotná AISI již systém neudržuje; správcovství přešlo na SAE a ASTM a čísla formálně přežívají jako označení UNS (G41400, S30400), která moderní specifikace citují. Dvě třídy sdílející čtyřciferný kód v různých specifikacích jsou stejnou skupinou slitin, nikoli automaticky zaměnitelnými výrobky.