EN10297-1 Standardseamless Steel Tube mit hoher mechanischer Festigkeit und kontrollierten Zugeigenschaften für Strukturanwendungen

Nahtlose Rundrohre nach EN 10297-1 sind für mechanische und allgemeine technische Anwendungen konzipiert, bei denen Festigkeit, Maßhaltigkeit, Bearbeitbarkeit und zuverlässige mechanische Eigenschaften gefordert sind. Die Norm gilt für nahtlose Rohre aus unlegierten und legierten Stählen, die in definierten Stahlsorten und Lieferzuständen geliefert werden.

Für die Beschaffung im allgemeinen Maschinenbau werden häufig die Güten E235, E275, E315, E355 und E470 spezifiziert. Ihre Mindeststreckgrenze liegt je nach Güte und Wanddicke zwischen 235 MPa und 470 MPa. Die Rohre können warmgewalzt, kaltgezogen oder kaltgewalzt geliefert werden, je nach geforderter Maßgenauigkeit, Oberflächenbeschaffenheit und nachfolgendem Bearbeitungsprozess.

Die Toleranzstruktur der EN 10297-1 unterscheidet zwischen Außen- und Wanddickentoleranz, wobei die Wandtoleranz für größere Abmessungen vom Verhältnis Wanddicke zu Durchmesser beeinflusst wird.

• Hohe mechanische Festigkeit: EN 10297-1 bietet mehrere Festigkeitsstufen, die für unterschiedliche technische Belastungen geeignet sind. Für Wanddicken bis 16 mm liegen die typischen Mindeststreckgrenzen bei 235 MPa für E235, 275 MPa für E275, 315 MPa für E315, 355 MPa für E355 und 470 MPa für E470.
• Kontrollierte Zugfestigkeitseigenschaften: Für Wanddicken bis 16 mm liegen die Mindestzugfestigkeitswerte bei etwa 360 MPa für E235, 410 MPa für E275, 450 MPa für E315, 490 MPa für E355 und 650 MPa für E470. Höherfeste Güten ermöglichen es Konstrukteuren, das Querschnittsgewicht zu reduzieren, sofern die Konstruktionsberechnungen und die geltenden technischen Anforderungen dies zulassen.
• Wanddickenabhängige mechanische Eigenschaften: Die mechanischen Eigenschaften werden nicht durch einen einzigen Wert für jede Rohrabmessung dargestellt. EN 10297-1 reduziert die spezifizierte Mindeststreckgrenze für mehrere Güten mit zunehmender Wanddicke. Zum Beispiel hat E355 Mindeststreckgrenzen von 355 MPa bei T ≤ 16 mm, 345 MPa bei >16-40 mm, 335 MPa bei >40-65 mm, 315 MPa bei >65-80 mm und 295 MPa bei >80-100 mm.
• Geeignet für bearbeitete technische Komponenten: Die nahtlose Konstruktion eliminiert die Längsnaht, die bei geschweißten Rohren vorhanden ist. Dies ist nützlich für Komponenten, die eine umlaufende Bearbeitung, Bohrung, Drehung, Gewindeschneiden oder lokale Materialentnahme erfordern.
• Mehrere Festigkeitsgüten aus einer Standardfamilie: Die Güten der E-Serie ermöglichen es Ingenieuren, das Material entsprechend der erforderlichen Streckgrenze auszuwählen, anstatt eine Stahlgüte für alle Anwendungen zu verwenden. E235 und E275 eignen sich für Komponenten mit moderater Festigkeit, während E355 und E470 höhere mechanische Festigkeit bieten.

Ein häufiges Beschaffungsproblem bei mechanischen Rohren ist, ob der bestellte AD und die Wanddicke eine ausreichende Bearbeitungszugabe lassen, ohne übermäßigen Materialabfall zu erzeugen. Die Produktion kann daher anhand der Zeichnung der fertigen Komponente gesteuert werden und nicht nur anhand einer Nennrohrgröße. AD, ID, Wanddicke, Ovalität, Geradheit und Schnittlänge können in die Beschaffungsspezifikation aufgenommen werden. Für Standardabmessungen nach EN 10297-1 werden AD- und Wandtoleranzen je nach Rohrdurchmesser und T/D-Verhältnis ausgewählt; engere Abmessungen können für kaltgezogene oder bearbeitete Rohre besprochen werden, wo technisch machbar.

Eine Stahlgüte allein reicht für die technische Beschaffung nicht aus. Die mechanischen Eigenschaften können von der Wanddicke und dem Lieferzustand abhängen. Aus diesem Grund sollte die Bestellspezifikation die vollständige Kombination aus EN 10297-1-Güte, Abmessungen und Lieferzustand angeben. Zum Beispiel können E235-E355 je nach Anforderung in den Zuständen +AR oder +N geliefert werden, während E470 in Standard-Eigenschaftstabellen typischerweise mit dem Lieferzustand +AR verbunden ist. Dies vermeidet den Vergleich von Materialzeugnissen nur nach Stahlname unter Ignorierung des Lieferzustands.

Professionelle Einkäufer müssen häufig bestätigen, ob das gelieferte Rohr der bestellten Güte entspricht, anstatt nur eine generische Materialbezeichnung zu erhalten. Chemische Zusammensetzung, Zugfestigkeitseigenschaften, Abmessungen, Fertigungsidentifikation und Prüfergebnisse können daher der bestellten Charge oder Produktionscharge zugeordnet werden. Die Prüfdokumentation sollte im Anfragestadium spezifiziert werden, wenn Materialrückverfolgbarkeit erforderlich ist. Dies ist besonders wichtig für E470, das neben der C-Si-Mn-Chemie kontrollierte mikrolegierte Elemente wie V und Nb enthält.

Diese Normen decken ähnliche Produktkategorien ab, sind aber nicht automatisch austauschbar. Die Gütechemie, mechanischen Eigenschaften, Maßtoleranzen, Prüfanforderungen und Lieferbedingungen sollten vor einem Austausch individuell geprüft werden.

Nahtlose Rundrohre nach EN 10297-1 können als Ausgangsmaterial für die Herstellung von Schwenklagern für Baumaschinen verwendet werden. Das Rohr wird auf die erforderliche Rohlingslänge geschnitten und anschließend auf die endgültigen AD- und ID-Abmessungen gedreht und gebohrt. Eine geeignete Güte wie E355 kann die für den bearbeiteten Lagerkörper erforderliche Festigkeit bieten, während die nahtlose Konstruktion ein gleichmäßiges Material rund um den Umfang für die Bearbeitung bietet. Die endgültige Güteauswahl sollte auf der Bauteilbelastung, der Bearbeitungszugabe, den Wärmebehandlungsanforderungen und der technischen Zeichnung basieren.

Die folgende Tabelle zeigt repräsentative chemische Grenzwerte nach EN 10297-1 für fünf häufig spezifizierte E-Serien-Güten. Die Werte sind als Massenprozent angegeben.

Die mechanischen Eigenschaften variieren mit der Wanddicke. Die folgenden Werte stellen Mindestanforderungen dar, die für nahtlose Rohre der E-Serie nach EN 10297-1 angegeben sind. ReH ist die Mindeststreckgrenze und Rm ist die Mindestzugfestigkeit. L und T beziehen sich auf die Längs- und Querdehnung.

Für dickere Abschnitte sinkt die Mindeststreckgrenze entsprechend dem vom Standard angegebenen Dickenbereich. Typische Werte sind: