Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny

 

STALE to stopy żelaza z węglem zawierające mniej niż 2,0% węgla.

Jednym z kryteriów podziału stali jest kryterium uwzględniające jakość, rodzaj produktów oraz ich zastosowanie, a także zasady podziału podane w normach, szczególnie PN-EN,
w związku z dostosowaniem naszych krajowych norm do systemu europejskiego. Zgodnie
z normą PN-EN 10020:2003 stale dzieli się na następujące klasy:

·         stale niestopowe - zawierające pierwiastki stopowe w stężeniu mniejszym od przyjętych wartości granicznych,

·         stale nierdzewne - zawierające  ≥10,5% Cr i ≤ 1,2% C,

·         inne stale stopowe – nie odpowiadające definicji stali nierdzewnych, zawierające co najmniej jeden z pierwiastków stopowych w stężeniu ≥ od przyjętych wartości granicznych (Tab. 1).

 

Tabela 1. Stężenia graniczne pierwiastków stopowych w stalach

 

Pierwiastek chemiczny

Stężenie graniczne masowe, %

Mangan

1,65 lub 1,8 - jeżeli wymagania dotyczące manganu obejmują wyłącznie stężenie maksymalne

Krzem

0,6

Miedź, ołów

0,4

Aluminium, chrom, kobalt, nikiel, wolfram

0,3

Bizmut, lantanowiec, selen, tellur, wanad, inne nie wymienione z wyjątkiem węgla, fosforu, siarki i azotu

 

0,1

Molibden

0,08

Niob

0,06

Cyrkon, tytan

0,05

Bor

0,0008

 

W zależności od sumarycznego stężenia pierwiastków (Σ pierwiastków) stale stopowe podzielono na nisko-, średnio- i wysokostopowe (Tab. 2).

 

Tabela 2. Podział stali stopowych na grupy

 

Grupa stali

Sumaryczne stężenie pierwiastków

Niskostopowe

Stężenie jednego pierwiastka (z wyjątkiem C) ≤ 2%,

Σ pierwiastków ≤ 3,5%

Średniostopowe

Stężenie jednego pierwiastka (z wyjątkiem C) > 2% ale ≤ 8% lub

Σ pierwiastków ≤ 12%

Wysokostopowe

Stężenie jednego pierwiastka > 8% a Σ pierwiastków ≤ 55%

 

W zależności od udziału głównych dodatków stopowych stale podzielono umownie na następujące podgrupy:

·         manganowe,

·         krzemowe,

·         manganowo-krzemowe,

·         niklowe,

·         chromowe,

·         chromowo-niklowe,

·         chromowo-molibdenowe,

·         chromowo – manganowo - krzemowe,

·         chromowo – niklowo - molibdenowe i

·         inne.

Stale stopowe i niestopowe mogą być podzielone ze względu na klasy jakości (uwzględniające takie własności np. jak: ciągliwość, podatność na obróbkę plastyczną, wielkość ziarna, własności magnetyczne, stopień czystości, wtrącenia niemetaliczne, wytrzymałość, hartowność, spawalność) na stale jakościowe (Rys. 1) i specjalne (Rys. 2). Wśród stali stopowych odrębną klasę stanowią stale nierdzewne, dla których głównym kryterium podziału jest zawartość niklu.

 

 

Rys. 1 Podział stali stopowych jakościowych na grupy.

 

Za kryterium klasyfikacji stali przyjmuje się również stopień jej odtlenienia. W zależności od gwałtowności reakcji węgla z tlenem przy krzepnięciu stali we wlewnicy stal podzielono na: nieuspokojoną (tlenek węgla burzliwie uchodzi z ciekłej stali), półuspokojoną
i uspokojoną. Odmianą stali uspokojonej jest stal uspokojona niestarzejąca się.

 

 

Rys. 2. Podział stali stopowych specjalnych na podklasy

 

 

 

 

 

OZNACZANIE STALI
 

Za kryterium klasyfikacji stali można przyjąć: skład chemiczny, podstawowe zastosowanie, jakość, sposób wytwarzania, sposób odtleniania, rodzaje produktów, postać, stan kwalifikacyjny. Każdy gatunek stali ma nadany znak i numer jednoznacznie identyfikujący tylko jeden materiał. Symbole są dobrane w sposób wskazujący na główne cechy stali (np. zastosowanie, własności fizyczne lub mechaniczne, czy skład chemiczny) ułatwia to orientacyjną identyfikację gatunku stali.

Zgodnie z normami europejskimi obowiązują dwa systemy oznaczania stali, wg norm:

·         PN-EN 10027-1:2007 (symbole literowo-cyfrowe) i

·         PN-EN 10027-2:1994 (symbole cyfrowe).

Składający się jedynie z 5 cyfr numer stali jest łatwiejszy w użyciu w przypadku elektronicznego przetwarzania danych.

W identyfikacji metali żelaznych pomocna jest znajomość norm PN-EN ISO 10020:2003 (Definicja i klasyfikacja gatunków stali.) PN-EN 10027-1:2007 (Systemy oznaczania stali. Znaki stali, symbole główne.) oraz PN-EN 10027-2:1994 (Systemy oznaczania stali. System cyfrowy.). Każdy gatunek stali ma nadany znak i numer, który jednoznacznie identyfikuje tylko jeden materiał. W przypadku systemu literowo-cyfrowego symbole literowe są odpowiednio dobrane tak, że wskazują na główne cechy stali np. zastosowanie, własności mechaniczne, skład chemiczny (Tab.3). Umożliwia to identyfikację poszczególnych gatunków stali. W przypadku oznaczania stali w systemie cyfrowym każdy gatunek stali ma nadany numer składający się z pięciu cyfr, który można stosować zamiast znaku stali. Numer gatunku stali nadaje Europejskie Biuro Rejestracyjne.

 

Tabela 3. Oznakowanie zastosowania oraz własności  stali – znaczenie symboli

Symbol

Zastosowanie i własności mechaniczne lub chemiczne stali

S235

Stal konstrukcyjna, o minimalnej granicy plastyczności 235 MPa

E295

Stal maszynowa, o minimalnej granicy plastyczności 295 MPa

P460

Stal na urządzenia ciśnieniowe, o minimalnej granicy plastyczności 460MPa

L360

Stal na rury przewodowe, o minimalnej granicy plastyczności 360Mpa

B500

Stal do zbrojenia betonu, o minimalnej granicy plastyczności 500Mpa

Y1770

Stal do betonu sprężonego, o minimalnej wytrzymałości na rozciąganie 1770 MPa

R0900

Stal na szyny, o minimalnej wytrzymałości na rozciąganie 900 MPa

M430-50D

Stal elektrotechniczna, o 100-krotnej maksymalnej stratności 430W/kg oraz 100-krotnej grubości produktu 50mm , produkt płaski, stal miękka przeznaczona do kształtowania na zimno

             

 

 

 

Oznakowanie literowo-cyfrowe stali zawiera bardzo istotne informacje. Symbole literowe stali oznaczają odpowiednio:

 

S - stale konstrukcyjne,

P - stale pracujące pod ciśnieniem,

L - stale na rury przewodowe,

E - stale maszynowe, zaś umieszczone za nimi liczby minimalną granicą plastyczności podaną w MPa;

B - stale do zbrojenia betonu, następujące po nich liczby charakterystyczną granicą plastyczności;

Y - stale do betonu sprężonego,

R - stale na szyny lub w postaci szyn, liczby wymaganą minimalną wytrzymałością na rozciąganie;

H - wyroby płaskie walcowane na zimno, ze stali o podwyższone wytrzymałości przeznaczone do kształtowania na zimno, zaś liczby wymaganą minimalną granicę plastyczności (jeżeli jest wymagana jest jedynie wytrzymałość na rozciąganie, wtedy umieszcza się literę T, za którą podaje się wymaganą minimalną wytrzymałość na rozciąganie);

D - wyroby płaskie ze stali miękkich przeznaczonych do kształtowania na zimno, i odpowiedni symbol literowy:

C - dla wyrobów walcowanych na zimno,

D - dla wyrobów walcowanych na gorąco przeznaczonych do kształtowania na zimno,

X - dla wyrobów bez charakterystyki walcowania (na zimno lub na gorąco); oraz dwa symbole cyfrowe lub literowe charakteryzujące stal;

T...