Rodzaje stali stosowanych podczas wykonywania konstrukcji spawanych

Kształtowniki podczas spawania konstrukcji stalowych

Rodzaje stali stosowanych podczas wykonywania konstrukcji spawanych

Zgodnie z opinią światowych ekspertów możemy wyróżnić ok.3500 gatunków stali, które różnią się od siebie właściwościami chemicznymi i fizycznymi, a także właściwościami środowiskowymi.
Czym jest stal i jak przedstawia się klasyfikacja jej poszczególnych gatunków? Jakie jest jej zastosowanie? Odpowiedzi na te pytania zawarte zostały w dalszej części artykułu.

Czym jest stal?

Stal należy definiować jako stop żelaza z węglem, plastycznie obrobiony i obrabiany cieplnie, o zawartości węgla nie większej niż 2,11%, co koreluje z graniczną rozpuszczalnością węgla w żelazie. Niemniej jednak należy pamiętać o tym, że w przypadku stali stopowych zawartość węgla może być znacznie wyższa.

Materiały stosowane podczas tworzenia konstrukcji spawanych
Materiał wykorzystywany do produkcji konstrukcji stalowych

Podział stali

Biorąc pod uwagę skład chemiczny, stal dzielimy na:

  • stal stopową:
    – niskostopową,
    – średniostopową,
    – wysokostopową,

  • stal niestopową (węglową):
    – niskowęglową,
    – średniowęglową,
    – wysokowęglową.

Ze względu na zastosowanie stal dzieli się na:

  • stal konstrukcyjną,
  • stal narzędziową,
  • stal specjalną.

Charakterystyka poszczególnych rodzajów stali

STAL NIESTOPOWA (WĘGLOWA)

Stal węglowa zawiera w swoim składzie śladowe ilości pierwiastków stopowych. Rodzaj ten stanowi ok.90% całkowitej produkcji stali. Co zostało przedstawione powyżej, w zależności od zawartości węgla stal niestopową dzielimy na niskowęglową – o zawartości węgla do ok. 0,3%, średniowęglową – o zawartości węgla od 0,3 do 0,6% oraz wysokowęglową – o zawartości węgla powyżej 0,6%. Stal węglowa powszechnie stosowana jest przy produkcji części urządzeń mechanicznych oraz konstrukcji stalowych.

STAL STOPOWA

Jest to rodzaj stali, w którym oprócz węgla występują inne dodatki stopowe takie jak: krzem, mangan, nikiel, miedź, tytan, aluminium bądź chrom o zawartości od kilku do kilkudziesięciu procent. Obecność w składzie dodatkowych pierwiastków, w zależności od stopnia ich zawartości wpływa na właściwości fizyczne stali, czyli jej odporność na korozję, wytrzymałość, hartowność, spawalność, ciągliwość lub odkształcalność. Stal stopową można podzielić kolejno na stal niskostopową, w której obok węgla występują śladowe ilości innych pierwiastków stopowych, stal średniostopową – zawierającą od 5 do 10% dodatków stopowych innych niż węgiel oraz stal wysokostopową, gdzie zawartość dodatków stopowych wynosi ponad 10%.

Stal stopową wykorzystuje się obecnie do produkcji m.in. części samochodowych, agregatów prądotwórczych, silników elektrycznych, rurociągów oraz transformatorów.

STAL KONSTRUKCYJNA

Jak sama nazwa wskazuje, jest ona przeznaczona do budowy konstrukcji stalowych, części maszyn i urządzeń o standardowym przeznaczeniu. Dostarczana jest w postaci gotowych wyrobów hutniczych.  W sytuacji, gdy elementy konstrukcji bądź części narażone będą na pracę w trudnych warunkach, to wówczas stal konstrukcyjną zastępuję się stalą specjalną. Ten rodzaj stali dzielimy między innymi na: stal konstrukcyjną ogólnego przeznaczenia, stal konstrukcyjną wyższej jakości oraz stal konstrukcyjną niskostopową.

STAL NARZĘDZIOWA

To rodzaj stali przeznaczony do wyrobów narzędzi, a także przetwarzania bądź obróbki materiałów. Stal narzędziowa zawierająca w swoim składzie kobalt, molibden, wanad i wolfram, dzięki czemu cechuje się ogromną wytrzymałością, wysoką odpornością na ścieranie i odkształcanie.

STAL SPECJALNA

Zawiera dużą ilość dodatków stopowych, a dodatkowo wymaga złożonej obróbki termicznej, co z kolei wiąże się z wysokimi kosztami produkcji, przez co jej zastosowanie w przemyśle nie jest tak powszechne, jak np. stali konstrukcyjnej.

Połączenie spawane konstrukcji metalowej

Zastosowanie stali

Obecnie stal odnajduje swoje zastosowanie wielu różnych dziedzinach techniki. Oczywiście najczęściej wykorzystuje się ją w budownictwie do tworzenia solidnych i wytrzymałych konstrukcji stalowych. Niemniej jednak należy pamiętać o tym, że stal używana jest w wielu gałęziach przemysłu przy produkcji między innymi:
– instalacji elektrycznej,
– karoserii samochodów,
– infrastruktury sieciowej, kolejowej i trakcyjnej,
– wyrobów stalowych, w tym: drutów, gwoździ, kabli, blach, prętów, profili stalowych oraz taśm,
– części maszyn,
– elewacji i pokryć dachowych.