Rodzaje stali – ich właściwości i zastosowania

Niekiedy posiada masywne kształty, innym razem spotykana jest w formie wyjątkowo cienkich blaszek. Stal, bo o niej mowa, stanowi jeden z najpopularniejszych materiałów wykorzystywanych w licznych gałęziach gospodarki. Mimo upływu lat, jej rola w budownictwie pozostaje niezmieniona. Jest to o tyle istotne, iż ciężko wyobrazić sobie stawianie nowych konstrukcji bez wykorzystania tworzyw o właściwościach metalicznych. Poniżej przybliżymy cechy tego materiału oraz opiszemy, czym charakteryzują się poszczególne jej typy. Jakie są rodzaje stali?

Co to jest stal i jak powstaje?

Przede wszystkim warto zaznaczyć, że stal nie jest czystym metalem. To tak naprawdę tworzywo, które powstaje w wyniku łączenia stopu żelaza z węglem. W sensie technicznym jest więc materiałem, który w wyniku procesów technologicznych powstaje w fabrykach. Zawartość węgla w mieszaninie stali nie może być przypadkowa. Zgodnie z dokumentacją przygotowywaną przez Polski Komitet Normalizacyjny, stal została zdefiniowana przez Polską Normę PN-EN 10020:2003. Udział węgla w zawartości stali nie może być wyższy, niż 2,11%. Jeśli będzie go więcej, wówczas stal przestaje być stalą i staje się żeliwem. Zawsze, gdy wspominamy o tym materiale, mamy na myśli tworzywo, w którym stop żelaza stanowi zdecydowanie największą część mieszaniny. W procesie produkcji dodaje się do niego także domieszki innych pierwiastków – aby uzyskać konkretny typ stali.

Gatunki stali mogą być różne, ale i tak większość z nich powstaje w dużych zakładach wielkopiecowych. Proces produkcji jest dosyć skomplikowany, ponieważ wymaga utrzymania specjalnych warunków wytwórczych. Głównym jego założeniem jest oczyszczenie surówki żelaza z zanieczyszczeń i niepożądanych składników. Kolejny cel to kontrolowane zaaplikowanie antracytu lub koksu, dzięki czemu uzyskuje się pożądany udział węgla w mieszance. Stal tworzona jest w ogromnych piecach (stąd ich nazwa), albo w piecach elektrycznych o budowie łukowej. Ważnym elementem procesu jest świeżenie. To nic innego jak doprowadzenie do utleniania się cząstek, które z różnych powodów nie powinny znajdować się w produkcie końcowym. Utlenione zanieczyszczenia można zaobserwować w postaci żużlu, który nierzadko składowany jest w sąsiedztwie hut. Pół-gotowa stal jest odlewana i przetwarzana zgodnie z przeznaczeniem. Wykonuje się z niej różne formy: najczęściej blachy i pręty. W piecu łukowym można z kolei przetapiać złom stalowy.

Jak dzielimy stal – główne rodzaje stali i jej przeznaczenie

Jakie są rodzaje stali używane najczęściej? Poszczególne typy grupuje się według ich powszechnie stosowanych nazw. Wyróżniamy zestawienie, w którym opisujemy osiem najpowszechniej wykorzystywanych materiałów stalowych. Informacje te będą szczególnie pomocne dla osób, które zastanawiają się: jak sprawdzić jaka to stal? Zachęcamy do zerknięcia nieco niżej.

Stal węglowa

Jeśli coś jest stalowe, to z dużym prawdopodobieństwem zostało wykonane ze stali węglowej. Udział tego materiału stanowi większość, jeśli weźmiemy pod uwagę całkowitą światową produkcję stali. Udział procentowy szacuje się nawet na 90%. Stal węglowa może być stworzona z surówki, choć nic nie stoi na przeszkodzie, aby wytwarzać ją z odpadów recyklingowych. Może mieć ona różną charakterystykę:

• niskowęglowa – do 0,3% zawartości węgla;
• średniowęglowa – ok. 0,3 – 0,6% zawartości węgla;
• wysokowęglowa – do 1% zawartości węgla.

Stal węglowa oznaczenia (stal czarna oznaczenie): CS, Carbon Steel.

Stal stopowa

Zawiera dodatki ubogacające, które mają jej nadać konkretne parametry użytkowe. Niekiedy chodzi o wzmocnienie jej wytrzymałości mechanicznej, innym razem występuje potrzeba nadania optymalnych walorów chemiczno-fizycznych. To stal, do której dodano składniki chemiczne w postaci chromu, manganu, niklu, kobaltu czy miedzi. Lista pierwiastków dodatkowych jest oczywiście znacznie dłuższa.

Stal niestopowa

Przed laty określana po prostu stalą węglową, a zatem są to terminy używane zamiennie. Może być dzielona na stale jakościowe i specjalne. Ze względu na status odtlenienia, można m.in. wyróżnić stale uspokojone, półuspokojone i nieuspokojone. Zakres podziału stali niestopowych jest bardzo szeroki i zależy także od metody jej wykorzystania.

Stal nierdzewna

Stal zabezpieczona przed korozją – dzięki wysokiej zawartości chromu w jej składzie. Kilkunastoprocentowy dodatek tego pierwiastka znacząco (o kilkaset razy) podwyższa jej odporność na rdzę.

Stal narzędziowa

Solidny materiał, z którego wytwarza się narzędzia warsztatowe, takie jak wiertła, młoty czy piły. Musi być ona wytrzymała na uderzenia i gwałtownie działające siły mechaniczne. Z tego powodu do jej składu dodaje się m.in. wolfram i kobalt. Niektóre rodzaje stali narzędziowej posiadają domieszkę kobaltu oraz wanadu. Produkty sporządzone ze stali narzędziowe spotkamy w każdym markecie budowlanym.

Stal austenityczna

Materiał stalowy uzupełniony dodatkiem chromu, niklu oraz innych pierwiastków. Jest to tworzywo o charakterystyce nierdzewnej, które może cechować się magnesowalnością (w wyniku obecności niektórych metali). Stosowana do tworzenia narzędzi w branży chemicznej i paliwowej. Może być wykorzystana do tworzenia solidnych rurociągów. Nieoceniona w branży budowlanej i wykończeniowej jako materiał do tworzenia pokryć, modułów, urządzeń AGD.

Stal ferrytyczna

Chromowa stal (nie mylić z chromowaną) z minimalnym dodatkiem niklu, która posiada niewielką domieszkę węgla. Jest stalą ekonomiczną (śladowe ilości niklu obniżają cenę materiału), wykorzystywaną w przemyśle stoczniowym. Wykonuje się z niej cysterny, zbiorniki oraz urządzenia domowe.

Stal martenzytyczna

Stal wysoce precyzyjna, która dzięki swojemu potencjałowi obrabialnemu jest stosowana do produkcji ostrych narzędzi chirurgicznych. Narzędzia ze stali martenzytycznej spotkamy również w gabinetach stomatologicznych. Powstaje z austenitu – jest jednak dodatkowo obrabiana cieplnie, aby zyskała swoje parametry użytkowe.

Gatunki stali – jakie oznaczenia ma stal?

Oznaczenie stali nierdzewnej to seria 200, 300, 400, 600. Stal kwasoodporna posiada oznaczenie A4. To jednak nie wszystko. Warto wyróżnić także oznaczenia stali stopowej wedle dodanych pierwiastków.

Wybrane gatunki stali oznaczenia pierwiastków

• N, – nikiel
• H – chrom,
• M – molibden,
• T – tytan,
• i inne.

Wybrane gatunki stali oznaczenia dot. przeznaczenia

• S – konstrukcyjna,
• L – rurowa,
• R – szynowa,
• B – zbrojeniowa,
• G – staliwo,
• P – do urządzeń pracujących pod ciśnieniem,
• i inne.

Grupowanie gatunków stali nie jest takie oczywiste, gdyż niektóre symbole mogą oznaczać zupełnie coś innego. Znaczenie ma ich usytuowanie w ciągu literowo-liczbowym, co w konsekwencji może dać rezultat np.: S275M (stal stopowa drobnoziarnista). Artykuł nie wyczerpuje tematu gatunków stali. Jest to związane z faktem, iż obecnie wyróżnia się ich ponad 3000 oryginalnych typów. To temat na nową książkę, która w swojej formie byłaby niezwykle opasła, nawet jeśli wyróżniać by nazwy i krótkie definicje typów stali. Mamy nadzieję, że nieco rozjaśniliśmy temat – tymczasem zapraszamy do pozostałych wpisów na naszym blogu.