Gatunki stali – co znajdziemy na rynku?

Stal to jeden z najpowszechniej wykorzystywanych materiałów w przemyśle. Różnorodność jej odmian wynika z potrzeby precyzyjnego dopasowania właściwości do zastosowań – od konstrukcji mostów po produkcję precyzyjnych elementów maszyn.

Stal jest projektowana z myślą o maksymalnym wykorzystaniu jej właściwości mechanicznych, technologicznych i chemicznych w konkretnych warunkach eksploatacyjnych. Gatunki stali różnią się składem chemicznym, strukturą, sposobem obróbki oraz przeznaczeniem. Dzięki temu możliwe jest osiągnięcie pożądanej wytrzymałości, skrawalności, odporności na ścieranie czy korozję, w zależności od wymagań konkretnego projektu.

Stal niestopowa nie zawiera dodatków stopowych przekraczających ustalone normy – jej właściwości wynikają głównie z zawartości węgla i podstawowych pierwiastków, takich jak mangan czy krzem.

Jedną z odmian tej grupy jest stal konstrukcyjna charakteryzująca się dobrą spawalnością i umiarkowaną wytrzymałością. Znajduje zastosowanie na mało odpowiedzialne konstrukcje w budownictwie ogólnym i przemysłowym, których elementy łączone są przez spawanie, nitowanie czy skręcanie. Z kolei stal maszynowa cechuje się większą twardością i odpornością zmęczeniową, dzięki czemu jest stosowana do produkcji części maszyn narażonych na niewielkie obciążenia dynamiczne.

Stal automatowa wyróżnia się wysoką skrawalnością, co skraca czas obróbki i zmniejsza zużycie narzędzi. Jest przeznaczona do obróbki skrawaniem na szybkobieżnych obrabiarkach i automatach oraz jest bardzo dobra do seryjnej produkcji precyzyjnych detali. Natomiast stal do ulepszania cieplnego jest hartowana i odpuszczana w celu uzyskania wysokiej wytrzymałości przy zachowaniu dobrej plastyczności. Sprawdza się jako materiał do produkcji elementów maszyn w stanie ulepszonym cieplnie lub w stanie wyżarzonym normalizująco.  

Kolejna grupa stali niestopowych to stal do nawęglania wykorzystywana tam, gdzie potrzebna jest twarda powierzchnia i jednocześnie miękki rdzeń – najczęściej używana do produkcji przekładni i wałów, zazwyczaj o małych rozmiarach, ze względu na ograniczoną hartowność stali niestopowych. Innym gatunkiem stali jest stal na urządzenia ciśnieniowe, która musi spełniać rygorystyczne normy pod względem odporności na działanie ciśnienia i temperatury. Zwykle jest  stosowana na urządzenia ciśnieniowe niepodlegające w czasie pracy dużym obciążeniom. Najczęściej na zwykłe spawane zbiorniki, przeznaczone do przechowywania powietrza czy azotu w temperaturze od -5 do 300°C. 

Natomiast stal konstrukcyjna do obróbki plastycznej na zimno ma zwiększoną ciągliwość i jednorodną strukturę – używana w tłoczniach, przy produkcji elementów giętych i tłoczonych. Stal ta powinna być dobrze odkształcalna, charakteryzować się wysoką wartością minimalnego wydłużenia i ograniczoną wytrzymałością. 

Stal stopowa zawiera dodatki pierwiastków stopowych, takich jak chrom, nikiel, molibden, mangan czy wanad, co pozwala precyzyjnie kształtować jej właściwości mechaniczne i fizykochemiczne.

Gatunki stali stopowej znajdują zastosowanie w różnych gałęziach przemysłu i dzięki wprowadzonym pierwiastkom wykazują wysokie własności mechaniczne. 

Jednym z gatunków tych stali jest np. stal stopowa konstrukcyjna, maszynowa i  do ulepszania cieplnego. Elementy wykonane z tej stali podlegają dużym obciążeniom mechanicznym, są to najczęściej wały, koła zębate, sworznie, korbowody, śruby, trzonki itp. Powinny charakteryzować się wysoka wytrzymałością i plastycznością oraz odpornością na pękania podczas obciążeń dynamicznych. Kolejnym gatunkiem jest stal sprężynowa, która musi charakteryzować się wysoką granicą sprężystości i odpornością na zmęczenie, najczęściej jest używana w resorach, zawieszeniach i sprężynach technicznych. W tej grupie jest także stal do azotowania. Stosuje się ją tam, gdzie wymagana jest bardzo twarda warstwa powierzchniowa, odporna na ścieranie i zużycie – typowa w elementach formujących i matrycach.

Inny rodzaj to stal do nawęglania z dodatkiem pierwiastków stopowych. Osiąga ona wyższą twardość warstwy powierzchniowej niż jej niestopowe odpowiedniki, a jednocześnie ma lepszą stabilność wymiarową. Wykorzystywana jest w napędach, łożyskach, prowadnicach. Natomiast stal stopowa do ulepszania cieplnego zapewnia wyższą wytrzymałość i hartowność przy zachowaniu odpowiedniej plastyczności – dobrze sprawdza się w elementach przenoszących duże obciążenia zmienne jak wały, osie czy części mechanizmów napędowych.

Do tej grupy zaliczamy stal odporną na działanie środowisk korozyjnych dzięki podwyższonej zawartości chromu, często także niklu lub molibdenu. Gatunki stali nierdzewnej stosowane są w przemyśle spożywczym, chemicznym, farmaceutycznym i energetyce, gdzie niezbędna jest odporność na działanie kwasów, zasad, wilgoci czy wysokich temperatur. Oprócz ochrony przed korozją zapewniają estetyczny wygląd i wysoką trwałość elementów konstrukcyjnych.

Stal nie jest materiałem jednorodnym. Jej właściwości są ściśle powiązane z przeznaczeniem. Poznanie specyfiki poszczególnych gatunków stali pozwala dobierać rozwiązania dopasowane do potrzeb i warunków eksploatacyjnych. To bezpośrednio wpływa na trwałość, bezpieczeństwo i efektywność projektów technicznych.

materiał płatny