Stal jest stopem żelaza z węglem i innymi pierwiastkami, który został przerobiony plastycznie i ewentualnie obrobiony cieplnie. Jeżeli stop został odlany do odpowiedniej formy (piaskowej lub metalowej) i tam skrzepł, to taki materiał nazywa się staliwem.
Najczęściej stosowaną przeróbką plastyczną jest walcowanie ( na gorąco lub na zimno), ciągnienie (na gorąco lub na zimno), prasowanie, kucie. Temperaturą rozgraniczającą procesy przeróbki plastycznej na gorąco i zimno jest temperatura rekrystalizacji statycznej, tzn. taka w której ziarno zgniecione, przebywając przez 1h, powróci do postaci wyjściowej.
Przez obróbkę cieplną rozumie się wyżarzanie normalizujące (N) i ulepszanie cieplne (Q), czyli hartowanie i odpuszczanie.
Zawartość masowa węgla w stopie równa 2,11% jest zawartością graniczną między stalą, a żeliwem. Stale konstrukcyjne zawierają węgiel w ilości około 10-krotnie mniejszej.
Zawartość procentowa innych pierwiastków, które występują w stopie, decydują o zakwalifikowaniu danej stali do klasy stali niestopowych lub stopowych. Zawartość masowa graniczna poszczególnych pierwiastków, wg analizy wytopowej, jest następująca: Mn - 1,65%, Si - 0,50, Cu, Pb - po 0,40%, Cr, Ni - po 0,30%, Al, Bi, Co, Se, Te, V, W - po 0,10%, Mo - 0,08%, Nb - 0,06%, Ti, Zr, La - po 0,05%, B - 0,0008%, inne (oprócz C, P, S, N) - po 0,05%.
Jeżeli zawartość przynajmniej jednego z wyszczególnionych pierwiastków przekracza podaną przy nim wartość, to daną stal kwalifikuje się do klasy stali stopowych.
Na żądanie zamawiającego, podanej jako opcja, przeprowadza się w hucie analizę kontrolną składu chemicznego stali w próbkach pobranych z gotowego wyrobu. Odchyłki zawartości poszczególnych pierwiastków od analizy wytopowej nie powinny przekraczać odchyłek normowych.
Gatunek stali można oznaczyć na trzy sposoby podając:
Sposób pierwszy jest niezbędny konstruktorowi, sposób drugi - technologowi spawalnictwa, zaś sposób trzeci jest dogodny do celów zestawieniowo-rozliczeniowych, szczególnie gdy stosuje się elektroniczne przetwarzanie danych.
Oznaczenie gatunku wg sposobu pierwszego zawiera dwa symbole główne i co najmniej jeden 1.symbol dodatkowy.
Pierwszy symbol główny – to duża litera alfabetu łacińskiego, określająca zastosowanie. Może to być:
Drugi symbol główny – to trzycyfrowa liczba, określająca minimalną granicę plastyczności Re (MPa) dla najmniejszego zakresu grubości wyrobu (≤ 16 mm z wyjątkiem stali stopowych ulepszonych cieplnie, dla których zakres ten wynosi ≤ 5 mm). W przypadku stali o zastosowaniu R lub Y symbol główny drugi – to minimalna wytrzymałość na rozciąganie Rm (MPa) zamiast granicy plastyczności.
W grupie stali konstrukcyjnych (S) najczęściej spotyka się następujące granice plastyczności Re = 235, 275, 355, 420, 460 MPa, ale mogą też być stale mające Re = 500, 550, 620, 690, 890 i 960 MPa.
Symbole dodatkowe dla stali konstrukcyjnych (S) są inne dla stali niestopowych inne dla stali mikrostopowych, zwanych drobnoziarnistymi.
Pierwszy symbol dodatkowy dla stali niestopowej to odmiana plastyczności wyrażona pracą łamania KV (uśrednioną) w żądanej temperaturze. Pracę łamania KV=27J w temperaturze +20°C, 0°C, -20°C oznacza się odpowiednio symbolem JR, J0, J2, zaś pracę łamaniaKV=40J w tej samej temperaturze – odpowiednio KR, K0, K2.
Drugi symbol dodatkowy dla stali niestopowej ma postać, Gn, gdzie n jest cyfrą ze zbioru (1,4). Jeżeli n=1, to oznacza, że stal jest nieuspokojona, a jeżeli n=2, to oznacza, że stal jest uspokojona. Jeżeli n=3, to oznacza, że stan dostawy ustala wytwórca.
Spośród gatunków stali niestopowych konstrukcyjnych mamy do dyspozycji następujące: S235JR, S235JRG1, S235JRG2, S235J0, S235J2G3, S235J2G4, S275JR, S275J0, S275J2G3, S275J2G4, S355JR, S355J0, S355J2G3, S355J2G4, S355K2G3, S355K2G4.
Pierwszy symbol dodatkowy dla stali stopowej drobnoziarnistej składa się z litery określającej stan dostawy. Może to być litera:
Każda z tych obróbek cieplnych ma na celu rozdrobnienie ziarna krystalicznego, a zastosowane mikrododatki stopowe, jak Nb, V, Ti tworzą twarde węgliki zwiększające wytrzymałość. Największą wytrzymałość mają stale typu Q i A, lecz są one produkowane tylko w postaci blach.
Drugi symbol dodatkowy dla stali drobnoziarnistej jest samą literą L lub znakiem L1, lub znakiem L2, co oznacza odpowiednią pracę łamaniaKV dla stali N, M, Q przy postawieniu tego samego oznaczenia (np. L).
Spośród stali drobnoziarnistych mamy do dyspozycji następujące gatunki (w nawiasach podano cyfrowe oznaczenia tych stali):
Osobną grupę stanowią stale trudno rdzewiejące, które są stalami stopowymi ale nie drobnoziarnistymi. Są one oznaczane tak jak stale niestopowe lecz z końcowym znakiem symboli dodatkowych występuje litera W lub WP, gdy stal zawiera podwyższoną ilość fosforu. Są to następujące gatunki: S235J0W, S235J2W, S355J0WP, S355J2WP, S355J0W, S355J2G1W, S355J2G2W, S355K2G1W, S355K2G2W.
| Granica plastyczności Re [MPa] |
Wytrzymałość na rozciąganie Rm [MPa] | Udarność KV [J] / T[°C] |
EN 10025 | DIN 17100 | PN-88 H-84020 | PN-83 H-84018 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 235 | 360 ÷ 510 | 27 | 20 | S235JR | USt37-2 | St3SX | |
| 235 | 360 ÷ 510 | 27 | 20 | S235JRG2 | RSt37-2 | St3S | |
| 235 | 360 ÷ 510 | 27 | S235J0 | St37-3U | St3W | ||
| 235 | 360 ÷ 510 | 27 | -20 | S235J2G3 | St37-3N | ||
| 235 | 360 ÷ 510 | 27 | -20 | S235J2G4 | - | ||
| 275 | 430 ÷ 580 | 27 | 20 | S275JR | St44-2 | St4VY | |
| 275 | 430 ÷ 580 | 27 | S275J0 | St44-3U | St4W | ||
| 275 | 430 ÷ 580 | 27 | -20 | S275J2G3 | St44-3N | ||
| 275 | 430 ÷ 580 | 27 | -20 | S275J2G4 | - | ||
| 355 | 510 ÷ 680 | 27 | 20 | S355JR | - | 18G2A | |
| 355 | 510 ÷ 680 | 27 | S355J0 | St 52-3U | 18G2A | ||
| 355 | 510 ÷ 680 | 27 | -20 | S355J2G3 | St 52-3N | 18G2ACu | |
| 355 | 510 ÷ 680 | 27 | -20 | S355J2G4 | - | ||
| 355 | 510 ÷ 680 | 40 | -20 | S355K2G3 | - | ||
| 355 | 510 ÷ 680 | 40 | -20 | S355K2G4 | - | ||
| 185 | 290 ÷ 510 | - | - | S185 | St33 | ||
| 295 | 470 ÷ 610 | - | - | E295 | St50-2 | St5 | |
| Podane wartości dotyczą temperatury pokojowej, dla grubości materiału mniejszej niż 16 mm. | |||||||
| W porównaniu szczegółowym należy stosować normy oryginalne. Norma DIN 17100 została zastąpiona przez DIN-EN 10025. | |||||||
