Nekovová konstrukční ocel – co to je?

Ocel je kov, který je slitinou železa a uhlíku a obsahuje také malé množství dalších prvků. Směs je podrobena plastickému zpracování a někdy také tepelnému zpracování. Konstrukční ocel je však často nelegovaná ocel, což znamená, že obsah uhlíku a dalších prvků nedosahuje mezních hodnot.

Obsah uhlíku v nelegované oceli je přibližně 0,2 % oproti mezní hodnotě rozlišující ocel a litinu – 2,11 %. V případě ostatních prvků mezní hodnoty pouze informují o tom, zda je daná ocel považována za legovanou nebo nelegovanou. Podle analýzy jsou mezní hodnoty složek oceli následující:

Mangan – 1,65 %
Křemík – 0,5 %
Měď a olovo – 0,4 %
Chrom a nikl – 0,3 %
Hliník, bismut, kobalt, selen, telur, vanad, wolfram – 0,1 %
Molybden – 0,08 %
Niob – 0,06 %
Bor – 0,0008 %
ostatní (kromě uhlíku, fosforu, síry, dusíku) – 0,05 %

Aby byla ocel klasifikována jako nelegovaná, nesmí množství žádného z prvků překročit mezní hodnotu. Pokud si to zákazník přeje, provede se v hutě podrobná analýza chemického složení, přičemž se k tomu použije vzorek z hotového výrobku.

Označení nelegované oceli

Označení druhu oceli je možné provést dvěma způsoby, a to pomocí:

symbolů (písmena a číslice)

– s ohledem na použití a mechanické vlastnosti

– s ohledem na chemické vlastnosti

čísla oceli

První metodu používají konstruktéři (s ohledem na použití) a technologové svařování (kontrolují chemické složení). Čísla jsou naopak nezbytná pro vytváření přehledných soupisů a vyúčtování.

Co znamenají jednotlivé symboly?

Symbolické označení nelegované oceli se skládá ze dvou hlavních symbolů – písmene a tříciferného čísla. Níže je uveden význam jednotlivých písmen symbolizujících druhy oceli:

B – ocel na výztužné tyče
G – litina
L – ocel na trubky chránící potrubí
P – ocel pro konstrukci tlakových zařízení
R – ocel na kolejnice
Y – ocel na předpínací lanka

Pokud jde o hlavní číselný symbol, označuje tzv. minimální mez kluzu Re, při rozsahu tloušťky ocelového výrobku ≤ 16 mm (nejmenší možný), vyjádřený v MPa. V případě oceli označené písmenem R nebo Y se význam čísla mění. V takovém případě se jedná o symbol označující minimální pevnost v tahu RM.

Konstrukční oceli jsou označovány následujícími číselnými symboly: 235, 275, 355, 420, 460, 500, 550, 620, 690, 890, 960 MPa, přičemž tučně jsou vyznačeny nejčastěji se vyskytující nelegované oceli

Dodatečné označení konstrukční oceli

Označení druhů oceli obsahují také dodatečné symboly. V případě nelegované oceli se jedná o symboly informující o:

tvarovatelnosti vyjádřené lomovou prací KV
zda je ocel uklidněná nebo neuklidněná

První otázka je vyjádřena symboly: JR, J0, J2, které označují postupně teplotu, +20 °C, 0 °C nebo -20 °C, práci zlomu KV = 27. Pro KV = 40 se používají označení: KR, K0, K2.

Pokud jde o druhý doplňkový symbol, je to Gn, kde n nabývá číselné hodnoty, a to takto: n=1 – neuklidněná ocel, n=2 – uklidněná ocel, n=3 – stav stanovený výrobcem.

Pokud jde o kompletní označení nelegovaných konstrukčních ocelí, vypadají takto:

S355K2G3, S355K2G4, S275JR, S275J0, S355J2G3, S355J2G4, S275J2G3, S275J2G4, S355JR, S355J0, S235J0, S235J2G4, S235J2G3, S235JRG2, S235JR, S235JRG1.

Nízkolegovaná ocel

Kromě nelegovaných ocelí se jako konstrukční oceli používají také nízkolegované oceli. Jedná se o jemnozrnnou ocel, pro kterou se také používají doplňkové symboly. Doplňkové symboly se v tomto případě vyskytují v podobě následujících písmen:

A – segregovaně kalená ocel
M – termomechanicky válcovaná ocel
N – normalizovaně válcovaná nebo normalizovaná ocel
Q – tepelně kalená ocel

Tepelné zpracování se provádí za účelem rozdrobení krystalického zrna. Mikrolegující přísady jako kalené karbidy mají pozitivní vliv na pevnost oceli. Nejlepší vlastnosti v tomto ohledu mají oceli označené symboly A a Q, bohužel se ve výrobě vyskytují pouze ve formě plechů. Další doplňkový symbol pro jemnozrnnou ocel má podobu: L, L1, L2, což znamená lomovou práci pro oceli M, N, Q.

Jemnozrnná konstrukční ocel

Z jemnozrnných ocelí se jako konstrukční ocel používají následující druhy:

Z ocelí s precipitací:

S500A, S550A, S620A, S690A. Místo symbolu A může být uvedeno AL. Oceli A nebo Q mají mez kluzu KV=27 při teplotě -20 °C, označené jako L při teplotě -40 °C a L1 při -60 °C.

Z termomechanicky válcovaných ocelí:

S275M, S355M, S420M, S460M. Odrůdy určené pro práci při nízkých teplotách se místo M označují symbolem ML.

U ocelí M a N je KV=27 zaručeno při -20 °C nebo -50 °C, což je označeno písmeny L.

Jemnozrnná konstrukční ocel

Z jemnozrnných ocelí se jako konstrukční ocel používají následující druhy:

Z ocelí s precipitací:

S500A, S550A, S620A, S690A. Místo symbolu A může být uvedeno AL. Oceli A nebo Q mají mez kluzu KV=27 při teplotě -20 °C, označené jako L při teplotě -40 °C a L1 při -60 °C.

Z termomechanicky válcovaných ocelí:

S275M, S355M, S420M, S460M. Odrůdy určené pro práci při nízkých teplotách se místo M označují symbolem ML.

U ocelí M a N je KV=27 zaručeno při -20 °C nebo -50 °C, což je označeno písmeny L a L1.

Z normalizovaných a normalizovaných ocelí:

S275N, S275NL, S355N, S355NL, S420N, S420NL, S460N, S460NL; S460NH, S460NLH. Poslední dvě oceli se používají pro konstrukce tvarovaných za studena obdélníkových a kruhových trubek.

Z tepelně tvrzených ocelí

S460Q, S500Q, S550Q, S620Q, S690Q, S890Q, S960Q. Symboly QL a QL1 namísto Q označují druhy oceli určené pro práci při nízkých teplotách.

Poslední třídu konstrukčních ocelí tvoří oceli s nízkou korozní odolností. Jedná se o legované oceli, které se však označují stejně jako nelegované oceli, s přídavkem znaku W nebo WP (při zvýšeném obsahu fosforu). Patří sem oceli jako: S235J2W, S355J0WP, S355J0W, S355J2G1W, S355J2WP, S235J0W, S355K2G1W, S355K2G2W, S355J2G2W.

Rozdíly mezi konstrukční ocelí a nástrojovou ocelí.

Konstrukční ocel:
Použití: Konstrukční ocel se běžně používá ve stavebnictví a konstrukčním průmyslu k výrobě rámů, profilů, nosníků, sloupů a dalších konstrukčních prvků.

Pevnost a tažnost: Konstrukční ocel se vyznačuje dobrou kombinací pevnosti a tažnosti. To znamená, že může odolávat velkým statickým a dynamickým zatížením a zároveň má schopnost deformovat se před prasknutím.

Odolnost proti korozi: Některé druhy konstrukční oceli mají nízkou odolnost proti korozi. V místech vystavených působení vlhkosti, chemikálií nebo solí může být nutné použít další ochranné vrstvy.

Svařitelnost: Konstrukční ocel je obvykle dobře svařitelná, což umožňuje spojovat různé prvky do jedné soudržné konstrukce.

Nástrojová ocel:
Použití: Nástrojová ocel se používá k výrobě řezných nástrojů, jako jsou vrtáky, frézy, nože, kleště, lisovací matrice a nástroje pro tepelné zpracování a tváření.

Tvrdost: Hlavní vlastností nástrojové oceli je její vysoká tvrdost. Tyto oceli jsou podrobeny procesům kalení, které zvyšují jejich tvrdost, díky čemuž jsou účinné při obrábění materiálů s vysokou tvrdostí, jako je kov nebo dřevo.

Odolnost proti opotřebení a teplu: Nástrojová ocel se vyznačuje dobrou odolností proti opotřebení, což je důležité pro řezné nástroje. Kromě toho si některé druhy nástrojové oceli zachovávají své vlastnosti i při vysokých teplotách, což je důležité při tepelné úpravě.

Svařitelnost: Nástrojová ocel může být při svařování náročnější než konstrukční ocel kvůli svým specifickým tepelným vlastnostem.