Stal to dziś jeden z podstawowych materiałów w budownictwie. Produkty stalowe znajdują swoje zastosowanie również w wielu innych gałęziach gospodarki, np. w przemyśle wydobywczym, medycynie czy gastronomii i motoryzacji. Żeby jednak je właściwie wykorzystać, musisz poznać rodzaje i zastosowania stali. Jakie gatunki stali stosuje się w poszczególnych branżach? Czym charakteryzują się poszczególne odmiany? Oto garść informacji.
Czym jest i do czego służy stal?
Stal to stop żelaza oraz węgla, a czasami także innych pierwiastków. Jej produkcja nie jest zbyt kosztowna, a możesz otrzymać materiał o wysokiej wytrzymałości na rozciąganie, który ma zastosowanie m.in. w budownictwie i transporcie. Produkowanie stali polega na redukowaniu węgla, który jest zawarty w rudzie żelaza. Sama w sobie nie jest jednak wiele warta, trzeba ją uformować do końcowego kształtu, a później zabezpieczyć przed korozją. Przeważnie odlewana jest w gotowe formy, następnie kształty te poddaje się walcowaniu. Proces ten może przebiegać na ciepło, jak i na zimno, zależy od przeznaczenia materiału oraz jego struktury.
Gatunki stali i podziały: skład, zastosowanie, czystość
Ze względu na skład chemiczny wyróżniamy stal niestopową i stopową. Ta pierwsza zwana jest węglową, zawiera 2,11% masy całkowitej węgla. W jej zawartości znajdują się niewielkie ilości jeszcze innych pierwiastków, ale nie ma określonej zawartości tytanu czy kobaltu, ażeby uzyskać potrzebny efekt stopowania. Minimalna wartość miedzi nie może jednak przekroczyć 0,4%. Zawartość węgla wpływa na odporność stali, twardość czy elastyczność końcowego produktu. 90% produkcji na świecie to właśnie stal niestopowa, a można ją produkować nawet ze stali pierwotnej czy z recyklingu. Dzielimy ją na 3 grupy:
- niskowęglowa, posiada około 0,3% węgla, odznacza się plastycznością i rozciągliwością, ale też łatwością obróbki. Jest z powodzeniem wykorzystywana do produkcji elementów, które trzeba kształtować i tłoczyć,
- średniowęglowa, jest twardsza niż poprzedni rodzaj dzięki zawartości od 0,3 do 0,6 % węgla. Dlatego jest nieco trudniejsza w obróbce. Wytwarza się z niej części samochodowe,
- wysokowęglowa, to już duża zawartość węgla – niskie właściwości plastyczne. Jest idealna do wytwarzania m.in. sprężyn.
Innym typem jest stal stopowa, w której do stopu dodane są inne pierwiastki o zawartości do nawet kilkudziesięciu procent. Ma to poprawić jej właściwości. Przy produkcji wykorzystuje się najczęściej chrom, mangan, wolfram, nikiel, jak również miedź, niob, kobalt, ołów czy cynk. Domieszki służą konkretnym celom, np. zmianie struktury stopu, podwyższeniu hartowności stali. Ten gatunek stali wyróżnia wyjątkowa twardość, wytrzymałość czy odporność na korozję. Cechy te powodują, iż ma zastosowanie w wielu niekonwencjonalnych produktach. Z nich wytwarza się m.in. transformatory, silniki elektryczne czy agregaty prądotwórcze.
Stal stopową dzielimy na: stal niskostopowa oraz wysokostopowa. Wynika to z zawartości węgla, a także poszczególnych domieszek. W stali niskostopowej to zawartość do 8% pierwiastków stopowych, a w stali wysokostopowej powyżej 8%. Stal niskostopowa to lepsze właściwości mechaniczne ze względu na małe ilości węgla. Zastosujesz ją w dźwigach, mostach, samochodach czy też innych konstrukcjach, które mają sobie poradzić z dużymi obciążeniami. Stal wysokostopowa natomiast zawiera co najmniej 12% chromu, co z kolei sprawia, że jest najbardziej odporna na korozję.
Podział gatunków stali ze względu na zastosowanie
Zastosowanie stali jest szerokie, ale czy zostanie użyta właściwie, zależy od specyficznych cech danego stopu. Do głównych rodzajów należą: stal konstrukcyjna, narzędziowa i specjalna. Pierwsza z nich ma wiele rodzajów i podziałów, np. stal ogólnego przeznaczenia, konstrukcyjna niskostopowa i konstrukcyjna wyższej jakości. Jest to najczęściej spotykany rodzaj materiału, wykorzystywany zwłaszcza przy produkcji części maszyn oraz pojazdów.
Stal narzędziowa zaś ma świetną twardość oraz odporność na ścieranie i nie ulega szybkiemu przegrzewaniu czy odkształcaniu. Dlatego stosuje się ją do produkcji różnych narzędzi albo części przedmiotów pomiarowych.
Stal do zadań specjalnych
W ramach tego gatunku istnieje również stal przewidziana do specjalnych zastosowań. To gatunek stali zawierający wielkie ilości dodatków stopowych, wyróżnia się wyjątkowymi parametrami i wymaga tym samym niełatwej obróbki cieplnej. To wpływa na cenę tego produktu.
Rodzaje stali specjalnej to:
- stal kwasoodporna: odporna jest na działanie kwasów i zawiera dużo chromu (11%), jest dzięki temu niebywale wszechstronna, np. do produkcji rur, balustrad i barierek, - stal nierdzewna: ma wyjątkowe właściwości antykorozyjne, dzięki dużej zawartości chromu, a także odporna jest na wysokie temperatury. To sprawia, że znajdziesz ją w blachach, prętach czy płaskownikach, - stal magnetyczna: ma niską zawartość węgla, - stal żaroodporna i żarowytrzymała: odporna na gazy utleniające w wysokich temperaturach, - stal odporna na zużycie: posiada wysoką zawartość węgla i manganu.
Jak rozpoznać gatunek stali?
Żeby ułatwić rozpoznawanie różnych gatunków stali, wprowadzono specjalne oznaczenia dotyczące ich zastosowania, także mechanicznych właściwości tworzywa. Składają się one z dwóch głównych symboli, a także chociaż jednego dodatkowego. Ten pierwszy element informuje, do czego przeznaczona jest stal.
Wprowadzone oznaczenia to: - L: stal na rury przewodowe, - S: stal konstrukcyjna, - R: stal na szyny, - B: stal na pręty zbrojeniowe do betonu, - G: staliwo, - P: stal na urządzenia ciśnieniowe, - Y: stal na rury sprężające.
Kolejne symbole to 3-cyfrowe liczby pokazujące granicę plastyczności (MPa). Przeważnie przyjmuje się ją dla produktów o grubości mniejszej albo równej 16 mm. Wyjątkiem są ulepszane na ciepło stale stopowe, dla których wartość wynosi najwyżej 5 mm. Istnieje jeszcze dodatkowy symbol dotyczący stali konstrukcyjnej i jej rodzaju. Jeśli jest to stal niestopowa, stosowane są dwa znaki: pierwszy oznacza plastyczność wyrażoną uśrednioną pracą łamania w danej temperaturze. Drugim znakiem jest Gn, przy czym n wynosi od 1 do 4. G1 to stal nieuspokojona, G2 stal półuspokojona, G3 stan uspokojony, a G4 oznacza, że stan określa wytwórca.
Jak widzisz, stal posiada wiele zalet, a wykorzystanie jej poszczególnych gatunków jest rozmaite. Jeśli poszukujesz materiałów, które z pewnością sprawdzą się w Twoich projektach, rekomendujemy nasz sklep. W ofercie posiadamy szeroki asortyment stali nierdzewnej i kwasoodpornej, która znajduje praktyczne zastosowanie w budownictwie, przemyśle chemicznym, medycznym czy też spożywczym.
