Wiedza

Na właściwości stali  wpływa przede wszystkim ich skład chemiczny. Przykładowo na własności stali niestopowych największy wpływ, decydujący o właściwościach mechanicznych stali jest węgiel. Pozostałe pierwiastki wchodzące w skład tych stali, to najczęściej pierwiastki z przerobu hutniczego albo też są zanieczyszczeniem.

Granica udziału danego pierwiastka w składzie stali decyduje, czy jest to stal stopowa, czy niestopowa.

Stalami stopowymi nazywa się stale, które celowo zawierają pierwiastki stopowe nadające tym stalom określone właściwości.

Rola pierwiastków stopowych

• zmiany strukturalne
• większa hartowność
• wzrost własności
• lepsza obróbka cieplna

Rodzaje stali (ze względu na stężenie pierwiastków):

• Niskostopowe stal, w której obok węgla w niewielkim stężeniu występują inne składniki stopowe w niskim stężeniu)
• Średniostopowe
• Wysokostopowe

Zawartości składników stali a ich właściwości:

• Węgiel [C]
  składnik decydujący o właściwościach mechanicznych. Im większa jest zawartość węgla w stali, tym mniejsza jest jest jej plastyczność. Równocześnie wzrasta jej wytrzymałość na rozciąganie, zwiększa się także twardość stali i granica jej plastyczności.
  Wielkość wzrostu granicy plastyczności i wytrzymałości na rozciąganie osiąga maksimum przy zawartości C w ok. 1%. Po osiągnięciu tej wielkości ponownie ulegają obniżeniu spowodowanej wzrostem kruchości.
  Wraz ze zwiększoną zawartością węgla w stali zmniejszają się jej udarność, przewężenie i wydłużenie.
  Większa zawartość węgla pogarsza spawalność ale za to polepsza hartowność stali.
  W przypadku stali nierdzewnych i kwasoodpornych większa zawartość węgla, to większa podatność na korozję.
• Chrom [Cr]
  w stalach niskostopowych i niskowęglowych ma wpływ na wzrost wytrzymałości i twardości oraz podwyższa udarność. Zwiększa hartowność stali, co powoduje otrzymanie wysokiej twardości. Narzędzia wykonane ze stali z dodatkiem chromu są odporniejsze na ścieranie się, pęknięcia i odkształcanie się.
• Nikiel [Ni]
  wpływa na podwyższenie się wytrzymałości i twardości przy zachowaniu wysokiej udarności. Jako pierwiastek ma szerokie zastosowanie w produkcji stali kwasoodpornych i żaroodpornych
• Mangan [Mn]
  wprowadza się do tali w celu jej odtlenienia, czyli usunięcia szkodliwego tlenku żelaza, przez co zapobiega się kruchości stali. Niestety mangan obniża właściwości plastyczne stali i może wpływać na ich przegrzanie.
• Krzem [Si]
  podobnie jak mangan jest odtleniaczem. Zawartość krzem poprawia twardość i wytrzymałość stali oraz jej żaroodporność. W większych ilościach nadaje stali właściwości magnetyczne i elektryczne.
• Aluminium [Al]
  działa dotleniająco i odazotowująco.
• Molibden [Mo]
  znacząco zwiększa hartowność stali. W stalach ferrytycznych i austenitycznych zwiększa odporność stali na korozję.
• Wolfram [W]
  ma zastosowanie w stalach narzędziowych, gdyż uodparnia je na ścieranie i zużycie.
• Kobalt [Co]
  powoduje podwyższenie temperatury topnienia a w efekcie obniża podatność stali na przegrzanie się.
• Wodór [H]
  ma niekorzystny wpływ na właściwości mechaniczne stali. Rozpuszcza się łatwo w żelazie powodując występowanie wad materiałowych takich jak tzw. płatki śnieżne, odwęglanie czy tworzenie się pęcherzy.
• Siarka [S]
  dostaje się do stali z rud żelaza. Siarka nie rozpuszcza się w żelazie, ale tworzy siarczek żelazowy FeS. Jego występowanie powoduje kruchość stali nagrzanych do temperatury 800°C i powyżej. Stale z większa zawartością siarki nie nadają się do przeróbki plastycznej na gorąco. Powoduje tzw. kruchość na gorąco.
  Czasami celowo wprowadza się ją do stali automatowej (w obecności manganu), gdyż wpływa to na polepszenie skrawalności.
• Fosfor [P]
  dostaje się do stali z rud żelaza i powoduje kruchość stali (tzw. kruchość na zimno). Podobnie, jak siarka w niektórych przypadkach może być stosowana w stali automatowej. Przy jednoczesnej zawartości miedzi zwiększa odporność stali na korozję atmosferyczną.
• Azot [N]
  powoduje zwiększenie wytrzymałości i zmniejszenie plastyczności stali (tzw. kruchość na niebiesko).
• Tlen [O]
  powoduje pogorszenie prawie wszystkich własności mechanicznych, dlatego dąży się do zmniejszenia jego zawartości w stali. Odtlenianie stali przeprowadza się za pomocą stopów krzemu, manganu i aluminium.

Chcesz wiedzieć więcej na temat spawania konkretnej stali?
Może chcesz, byśmy dobrali dla Ciebie kompletne rozwiązanie?
Skontaktuj się z nami za pomocą poniższego formularza.