Klasyfikacja stali i przykłady
oznaczeń
Definicja stali
• Stal jest to plastycznie (i ewentualnie cieplnie) obrobiony stop żelaza z węglem i innymi pierwiastkami, otrzymywanym w procesach stalowniczych ze stanu ciekłego.
• Stal może zawierać do 2% węgla, powyżej tej wartości występuje żeliwo.
Kryteria klasyfikacji stali PN-EN 10020:2003
Surowy, wyżarzony normalizująco, ulepszony cieplnie i inne
Stan kwalifikacyjny
Lana, kuta, walcowana na gorąco, walcowana na zimno, ciągniona.
Postać
Blachy, pręty, druty, odkuwki itp.Rodzaj produktów
Uspokojona, półuspokojona, nieuspokojonaSposób odtleniania
Martenowska, elektryczna, konwertorowa itp.Sposób wytwarzania
Jakościowa, specjalnaJakość ( m.in. Stężenie S i P)
Konstrukcyjna, maszynowa, narzędziowa, o szczególnych własnościach
Podstawowe zastosowanie
Niestopowa (węglowa), stopowaSkład chemiczny
Przykładowe rodzaje i grupy staliKryterium podziału
Stale węglowe (niestopowe)
• Na własności stali niestopowych (węglowych)
najistotniejszy wpływ wywiera węgiel, który
decyduje o własnościach mechanicznych.
• Pozostałe pierwiastki znajdujące się w tych
stalach pochodzą z przerobu hutniczego
(krzem, mangan, aluminium) lub są
zanieczyszczeniami (fosfor, siarka,tlen, wodór,
azot, cyna, antymon, arsen).
Pierw iastek
W artość graniczna
% m asow y
Al A lum inium 0,30
B Bor 0,0008
Bi Bizm ut 0,10
Co K obalt 0,30
Cr Chrom 0,30
Cu M iedź 0,40
La Lantanow ce (każdy) 0,10
M n M angan 1,65
M o M olibden 0,08
Nb N iob 0,06
Ni N ikiel 0,30
Pb O lów 0,40
Se Selen 0,10
Si K rzem 0,60
Te Tellur 0,10
Ti Tytan 0,05
V W anad 0,10
W W olfram 0,30
Zr C yrkon 0,05
Inne (z w yjątkiem węgla, fosforu, siarki,
azotu) (każdy)
0,10
Granica udziału masowego pierwiastków w składzie między stalami niestopowymi a stopowymi
Rola domieszek
• Mangan: powoduje gruboziarnistość
• Krzem: przeciwdziała segregacji fosforu i siarki
• Fosfor i siarka: powodują kruchość stali
• Wodór: pogarsza własności stali, powoduje powstawanie
pęcherzy i płatków śnieżnych
• Azot: powoduje spadek plastyczności
• Tlen: powoduje spadek własności mechanicznych
Stal stopowa
• Stalami stopowymi nazywa się stale, do których celowo wprowadza się pierwiastki stopowe, aby nadać im wymagane własności.
• Najczęściej stosuje się: mangan, krzem, chrom, nikiel, wolfram, molibden, wanad.
• Rzadziej stosuje się aluminium, kobalt, miedź, tytan, tantal, niob, a w niektórych przypadkach i azot.
Rola pierwiastków stopowych
• Spowodowanie określonych zmian
strukturalnych
• Wzrost własności
• Wzrost hartowności
• Ułatwienie obróbki cieplnej
• Źródła: tworzenie roztworów stałych i faz
międzymetalicznych oraz międzywęzłowych,
zmiany krzywych CTP, zmiany punktów
charakterystycznych wykresu Fe-C
Stale stopowe c.d.
Ze względu na sumaryczne stężenie pierwiastków stale stopowe dzielimy na następujące grupy:
• Niskostopowe – stężenie jednego pierwiastka (oprócz węgla) nie przekracza 2%, a suma pierwiastków łącznie nie przekracza 3,5%
• Średniostopowe – stężenie jednego pierwiastka (oprócz węgla) przekracza 2%, lecz nie przekracza 8% lub suma pierwiastków łącznie nie przekracza 12%
• Wysokostopowe – stężenie jednego pierwiastka przekracza 8% a suma pierwiastków łącznie nie przekracza 55%.
-stale o specjalnych
właściwościach fizycznych.
-stale na łożyska toczne,
-stale stopowe maszynowe,-stale stopowe, w których miedź
jest jedynym pierwiastkiem
stopowym.
-stale stopowe na zbiorniki
ciśnieniowe,
-stale stopowe przeznaczone do
produkcji wyrobów płaskich
walcowanych na gorąco lub na
zimno do dalszej przeróbki
plastycznej na zimno,
-stale szybkotnące, -stale stopowe przeznaczone do
produkcji szyn i grodzic oraz na
obudowy górnicze,
-żarowytrzymałe
-stale narzędziowe, -stale elektrotechniczne
(pierwiastki stopowe tylko Si lub
Si + Al),
-żaroodporne
stale stopowe specjalnestale stopowe jakościowe-nierdzewne
inne stale stopowestale odporne na
korozję
stale niestopowe
STALE
-jakościowe
-specjalne
Klasy jakości stali niestopowych
Stale niestopowe ze względu na klasy jakości dzielimy na:
• Jakościowe
• Specjalne
•StalStalStalStale niestopowe e niestopowe e niestopowe e niestopowe jakojakojakojakościowciowciowcioweeee ---- gatunki stali, które mają określone wymagania co do cech takich jak:
• ciągliwość,
•regulowana wielkość ziarna,
•podatność na obróbkę plastyczną.
Stale niestopowe specjalne mają wyższy stopieńczystości metalurgicznej niż stale jakościowe, są
przeznaczone do ulepszania cieplnego lub hartowania powierzchniowego.
Spełniają jedno lub więcej z wymienionych wymagań:
� określona udarność w stanie ulepszonym cieplnie,
� określona hartowność lub twardość w stanie hartowanym,
� określona (mała) zawartość wtrąceń niemetalicznych,
� określona maksymalna zawartość P i S (do max. 0,020%),
� określona praca łamania próbek wzdłużnych ISO z karbem
V, większa niż 27 J w temperaturze -50°C,
� określona przewodność elektryczna (>9 S⋅m/mm2).
Klasy jakości stali stopowych
Ze względu na klasy jakości stale stopowe dzielimy na:
• Stale stopowe jakościowe,
• Stale stopowe specjalne – obejmują one wszystkie gatunki stali, które nie zostały ujęte w klasie stali odpornych na korozję oraz stalach stopowych jakościowych.
Stale stopowe jakościowe
Wyróżnia się następujące grupy:
• Stale konstrukcyjne spawalne,
• Stale stopowe na szyny, grodzice, kształtowniki na obudowy górnicze,
• Stale stopowe na produkty płaskie walcowane na zimno lub na gorąco przeznaczone do dalszej obróbki plastycznej na zimno,
• Stale elektrotechniczne,
• Stale stopowe z miedzią.
Stale stopowe specjalne
Stale stopowe specjalne dzielą się na podklasy:
• Stale maszynowe (do budowy maszyn),
• Stale na urządzenia ciśnieniowe,
• Stale konstrukcyjne,
• Stale szybkotnące,
• Stale narzędziowe stopowe,
• Stale na łożyska toczne,
• Stale o szczególnych własnościach fizycznych.
Stale stopowe odporne na korozję
Do klasy stali nierdzewnych należą stale
zawierające co najmniej 10,5% Cr oraz co
najwyżej 1,2% C.
Stale nierdzewne dzielone są na:
• Stale nierdzewne,
• Stale żaroodporne,
• Stale odporne na pełzanie ( żarowytrzymałe)
Systemy oznaczania stali - PN-EN 10027-1:2005
Stale oznacza się za pomocą symboli literowych i
cyfrowych.
Symbole te są tak dobrane, aby wskazywać na główne
cechy stali, np.:
• na zastosowanie stali,
•na własności mechaniczne lub fizyczne,
•względnie na skład chemiczny stali,
co pozwala w uproszczony sposób identyfikować
poszczególne gatunki stali
Sposoby podawania znaków:
Grupa 1. Znaki stali zawierające symbole wskazujące na
zastosowanie oraz właściwości mechaniczne lub fizyczne
(np. S235 – stal konstrukcyjna spawalna o Re min= 235 MPa; E355 –
stal maszynowa o R e min= 355 MPa, P235 stal pracująca pod ciśnieniem o
R e min= 235 MPa)
Grupa 2. Znaki stali zawierające symbole wskazujące na
skład chemiczny stali.
Poszczególne gatunki stali mogą być oznaczane
symbolami albo z grupy 1 albo z grupy 2 (nie można
oznaczać stali na dwa sposoby!).
Grupa 2
Znaki stali zawierające symbole wskazujące na skład
chemiczny stali
Stale niestopowe o średniej zawartości manganu <1%:
Znak: C##
## = liczba będąca 100-krotną średnią procentową
zawartością węgla,
Przykład: C35, C55
Stale stopowe (bez stali szybkotnących) zawierające przynajmniej jeden pierwiastek stopowy w ilości >5%:
Znak X##∇∇∇∇
X - stal wysokostopowa
## - liczba będąca 100-krotna średnią procentową zawartością węgla,
∇∇∇∇ - symbole pierwiastków chemicznych oznaczające składniki stopowe stali w kolejności malejącej zawartości,
- liczby oznaczające zawartość poszczególnych pierwiastków stopowych w stali, podawane w % (bez mnożenia przez współczynniki).
Przykład: symbol X5CrNi18-10 – stal wysokostopowa (odporna na korozję) o zawartości węgla ok. 0,05%, chromu ok. 18% i niklu ok. 10%
Stale szybkotnące
Znak: HS ---
HS - stal szybkotnąca
- liczby oznaczające procentowe zawartości pierwiastków stopowych w następującym porządku: W - Mo - V – Co
Przykład: symbol HS2-9-1-8 oznacza stal szybkotnącą o zawartości
pierwiastków stopowych: wolframu ok. 2,0%, molibdenu ok. 9,0%, wanadu ok. 1,0%, kobaltu ok. 8,0%.
Oznaczanie stali wg numeru
Zgodnie z PN-En 10027-2:1994 każdy gatunek stali jest oznaczony także numerem, który można podać zamiast znaku stali. Numer stali zawiera 5 cyfr. (np. 1.4507)
Top Related