Stal - zastosowanie i właściwości

Stal jest jednym z najważniejszych materiałów stosowanych we wszystkich gałęziach gospodarki. Wynika to z dobrych właściwości mechanicznych i fizycznych, które można ulepszać dzięki dodatkom stopowym. Jakie są rodzaje stali i jakie mają zastosowanie?

Stal - co to jest i jak powstaje?

Stal to plastycznie obrobiony i obrabialny cieplnie stop żelaza z węglem oraz innymi pierwiastkami dodawanymi celowo dla nadania określonych właściwości lub pochodzącymi z surowców i paliw stosowanych podczas otrzymywania stali (zanieczyszczenia). Udział węgla nie przekracza 2,11% (dla stali stopowych zawartość węgla może być dużo wyższa).

Stal otrzymuje się z surówki w procesie świeżenia lub z wykorzystaniem pieców konwertorowych, łukowych i próżniowych. Pierwotnym produktem hutniczym jest staliwo, które w wyniku obróbki plastycznej przerabiane jest na stal.

Stal oznaczana jest za pomocą symboli znakowych (literowych) i cyfrowych, które określają gatunek, zastosowanie, własności mechaniczne, fizyczne, skład chemiczny, wskazują także numer stali.

Właściwości mechaniczne i technologiczne stali

Właściwości mechaniczne i technologiczne stali decydują o szerokim zastosowaniu tego materiału w gospodarce. Główne cechy charakterystyczne to: wytrzymałość na rozciąganie i ściskanie, sprężystość, plastyczność, ciągliwość, twardość, udarność, odporność na działanie środowiska.

Stal jest wytrzymała na ściskanie, zginanie, ścinanie i skręcenie. Sprężystość oznacza, że posiada zdolność do odzyskiwania pierwotnej postaci po zaprzestaniu działania sił powodujących odkształcenie. Ponadto stal jest podatna na obróbkę plastyczną, czyli zachowuje odkształconą na skutek naprężeń postać po zaprzestaniu ich działania. Ulega także odkształceniom trwałym w wyniku tłoczenia, zginania lub prostowania.

Co więcej, stal jest twarda, odporna na obciążenia dynamiczne, działanie zarówno podwyższonych, jak i niskich temperatur oraz czynników powodujących korozję chemiczną oraz atmosferyczną. Istotną cechą jest także spawalność, czyli możliwość wykonania trwałych połączeń przez spawanie.

Warto dodać, że stal posiada w zasadzie jednolitą strukturę i skład chemiczny, a o jej właściwościach w dużej mierze decydują: procentowa zawartość węgla, składniki stopowe oraz obróbka cieplna. Zastosowanie dodatków pozwala otrzymać stal o konkretnych cechach.

Zobacz ofertę Kronos EDM - hurtowni stali: https://www.kronosedm.pl/

Rodzaje stali - klasyfikacja ze względu na skład chemiczny

Najpopularniejszą klasyfikacją stali jest podział stali z uwagi skład chemiczny, który decyduje o określonych właściwościach. Dodatkiem stopowym może być: chrom, nikiel, krzem, wolfram, mangan, aluminium, kobalt, molibden, wanad, siarka, fosfor, azot, wodór, tytan.

Wyróżniamy następujące rodzaje stali ze względu na skład chemiczny:

• stal węglowa (niestopowa), inaczej stal czarna - zawiera węgiel, żelazo i niewielkie ilości pierwiastków z procesów hutniczych (zanieczyszczenia) oraz domieszki, których zawartość nie przekracza określonych ilości
• niskowęglowa
• średniowęglowa
• wysokowęglowa
• stal stopowa - zawiera żelazo, węgiel oraz dodatki stopowe dla nadania określonych właściwości chemicznych, elektrycznych, mechanicznych
• niskostopowa
• średniostopowa
• wysokostopowa.

Rodzaje stali - podział z uwagi na zastosowanie

Drugim istotnym dla przemysłu podziałem jest klasyfikacja stali ze względu na zastosowanie. Określony skład chemiczny oraz forma obróbki pozwala uzyskać dane cechy.

Podział stali z uwagi na zastosowanie:

• stal konstrukcyjna - używana do budowy konstrukcji stalowych, części urządzeń i maszyn pracujących w temperaturze od –40°C do +300°C w środowisku chemicznie nieagresywnym; cechuje się wysoką wytrzymałością na obciążenia przy dobrych właściwościach plastycznych
• ogólnego przeznaczenia
• niskostopowa
• wyższej jakości
• automatowa
• łożyskowa
• sprężynowa
• do azotowania
• kotłowa
• trudnościeralna
• stal narzędziowa - odpowiednia do wyrobu różnego rodzaju narzędzi, które służą do kształtowania materiałów; cechuje się bardzo dużą twardością i odpornością na ścieranie, a także wytrzymałością na obciążenia, odpornością na działanie podwyższonej temperatury
• węglowa
• stopowa - gatunki: do pracy na zimno, na gorąco, szybkotnąca
• stal specjalna - do specjalnych zastosowań o szczególnych właściwościach
• nierdzewna
• chirurgiczna
• kwasoodporna
• magnetyczna
• odporna na zużycie
• transformatorowa
• zaworowa
• stal żaroodporna.

Zastosowanie stali

Stal jest powszechnie wykorzystywana w wielu sektorach gospodarki i wszechobecna w otoczeniu. W zależności od rodzaju i określonych właściwości stale mają różne przeznaczenie.

Z różnych gatunków stali czarnej, czyli węglowej z uwagi na wytrzymałość i dość niską cenę powstają blachy, pręty, profile, rury, płaskowniki, teowniki czy kształtowniki oraz wiele innych. Stal konstrukcyjna odgrywa ważną rolę w przemyśle maszynowym i motoryzacyjnym. Każdy gatunek przeznaczony jest do produkcji innych elementów, np. resorów, śrub, nakrętek, łożysk itp. Z kolei stal narzędziowa jest szeroko stosowana do wytwarzania narzędzi, w tym skrawających i tnących, gwintowników, wierteł, pilników, pił, do przeciągania rur, do drewna, przyrządów pomiarowych.

Warto także wspomnieć o stali specjalnej. Jednym z gatunków jest powszechnie stosowana stal nierdzewna, z której produkuje się m.in. zbiorniki, naczynia, sztućce, instalacje w przemyśle spożywczym czy części silnikowe w samolotach. Stal żaroodporna wykorzystywana jest do części pieców przemysłowych, kotłów czy aparatury w przemyśle włókien sztucznych.

Dystrybutorem wysokiej jakości stali różnych gatunków jest firma KRONOS EDM.