Jaką stal konstrukcyjną wybrać?

Obecnie na rynku stalowym możemy spotkać wiele gatunków stali konstrukcyjnych, których minimalna granica plastyczności mieści się pomiędzy 230MPa do nawet 1300MPa. Bardzo często huty stali nadają nazwy handlowe dla produkowanych blach w celu wyróżnienia się na tle innych producentów. Na pierwszy rzut oka stal o tej samej granicy plastyczności powinna być dokładnie taka sama, jednakże są pewne różnice.

Dobre stale konstrukcyjne posiadają odpowiednie właściwości wytrzymałościowe, które są osiągane w zaawansowanych procesach produkcyjnych oraz ściśle określonemu składowi chemicznemu. Dzięki ograniczeniu stosowania pierwiastków stopowych wpływają na spawalność, plastyczność, a duża czystość metalurgiczna poprawia udarność produkowanych stali. 

Powtarzalność produkcji blach jest bardzo ważna dla procesów technologicznych związanych z ich obróbką szczególnie wtedy, gdy w grę wchodzi produkcja seryjna. Takie aspekty jak płaskość po procesie palenia, brak potrzeby zmian parametrów na prasach krawędziowych zaoszczędzą nam czas i pieniądze. 

Zdecydowana większość produkowanych obecnie konstrukcji stalowych jest spawana, dlatego spawalność stali jest bardzo istotna. Określana jest na podstawie tzw. Równoważnika węgla, który wyliczany jest na podstawie składu chemicznego stali. Dlatego też stal o niskiej zawartości pierwiastków stopowych podnoszących jej hartowność posiada niższy równoważnik węgla a co za tym idzie lepszą spawalność. Stale o dobrej spawalności nie wymagają podgrzewania wstępnego przed procesem spawania jak i cięcia termicznego dla większych grubości blach co przekłada się również na duże oszczędności w procesie produkcyjnym. Stal taka posiada również większą odporność na tzw. Pęknięcia wodorowe, które szczególnie dla stali o wysokiej wytrzymałości przysparzają wielu problemów.

Stale o wysokim stopniu odgazowania czyli o między innymi niskiej zawartości wodoru są bardziej odporne na występowanie tzw. Pęknięć wodorowych. Oznacza to w praktyce możliwość spawania oraz cięcia termicznego blach o dużej grubości bez konieczności wstępnego podgrzewania przed spawaniem.

Bardzo ważnym czynnikiem również jest wysoka czystość metalurgiczna stali, która wpływa na jej udarność, czyli odporność na pękanie w niskich temperaturach. Jest to  Informacje na temat własności fizycznych danego gatunku stali znajdziemy w kartach materiałowych. Sprawdzając wielkość pracy łamania zwrócić uwagę na temperaturę w jakiej został przeprowadzony test. Zazwyczaj pracę łamania sprawdza się trzech temperaturach -20, -40 i -60st C.

Dobra stal konstrukcyjna w postaci blach charakteryzuje się również bardzo dobrą płaskością oraz innymi tolerancjami wymiarowymi określonymi w normach europejskich EN 10051 oraz EN 10163-2. Bardzo często producenci blach stalowych wychodząc na przeciw oczekiwaniom klientów wprowadzają własne standardy, które jeszcze bardziej śrubują wymagania związane z tolerancjami produkowanych blach, rur czy prętów.

Koleją bardzo istotną cechą dobrej stali konstrukcyjnej jest jej plastyczność. Możliwość formowania stali na zimno jest bardzo istotne przede wszystkim dla stali o wysokiej wytrzymałości. Musimy pamiętać, że wraz ze wzrostem wytrzymałości stali wzrasta również jej twardość, zmniejszając tym samy plastyczność stali. Dlatego dla stali o wysokiej wytrzymałości jesteśmy zmuszeni do używania większych promieni gięcia, w celu ograniczenia ryzyka pęknięć.

Więcej na temat stali konstrukcyjnych w kolejnym odcinku "Porady maszynowe" opowiada Michał Ciszewski z SSAB Poland.