\
Stal - definicja Stal stop żelaza z węglem,plastycznie obrobiony i obrabialny cieplnie o zawartości węgla nieprzekraczającej 2,11% co odpowiada granicznej rozpuszczalności węgla w żelazie (dla stali stopowych zawartość węgla może być dużo wyższa). Węgiel w stali najczęściej występuje w postaci perlitu płytkowego. Niekiedy jednak, szczególnie przy większych zawartościach węgla cementyt występuje w postaci kulkowej w otoczeniu ziaren ferrytu. Stal obok żelaza i węgla zawiera zwykle również inne składniki. Do pożądanych składników stopowych zalicza się głównie metale (chrom, nikiel, mangan, wolfram, miedź, molibden, tytan). Pierwiastki takie jak tlen, azot, siarka oraz wtrącenia niemetaliczne, głównie, fosforu zwane są zanieczyszczeniami.
Klasyfikacja stali : Klasyfikacji gatunków stali dokonuje się zgodnie z PN-EN 10020:1996 według składu chemicznego oraz wg ich zastosowania i własności mechanicznych lub fizycznych. Klasyfikacja stali według składu chemicznego - stale niestopowe (węglowe), - stale stopowe. Do stali niestopowych zalicza się te gatunki stali, w których zawartość pierwiastków jest mniejsza od zawartości granicznych. Do stali stopowych zalicza się gatunki stali, w których zawartość przynajmniej jednego pierwiastka jest równa lub większa od zawartości granicznej.
Klasy jakości stali niestopowych stale niestopowe podstawowe stale niestopowe jakościowe stale niestopowe specjalne
Stale niestopowe podstawowe Stale podstawowe to gatunki stali o takich wymaganiach jakościowych, jakie można osiągnąć w ogólnie stosowanym procesie stalowniczym, bez dodatkowych zabiegów technologicznych. Wyroby z tych stali nie są przeznaczone do obróbki cieplnej (z wyjątkiem wyżarzania odprężającego, zmiękczającego i normalizowania).z wyjątkiem manganu i krzemu (oraz granicznych zawartości C, P, S), zawartość innych pierwiastków stopowych nie jest wymagana. Nie określa się dodatkowych wymagań jakościowych dotyczących np. głębokiego tłoczenia, ciągnienia, kształtowania na zimno itp.
Stale niestopowe podstawowe Przykłady stali należących do tej klasy: stale miękkie niskowęglowe na taśmy i blachy walcowane na gorąco lub na zimno ogólnego zastosowania, stale konstrukcyjne walcowane na gorąco ogólnego zastosowania, stale do wyrobu walcówki do ciągnienia (drutu).
Stale niestopowe jakościowe Stale niestopowe jakościowe to gatunki stali, których własności w stanie obrobionym cieplnie w zasadzie się nie określa, się również czystości metalurgicznej wyrażonej stopniem zanieczyszczenia wtrąceniami niemetalicznymi. Ze względu na warunki stosowania wyrobów ze stali jakościowych, wymagania dotyczące np. wrażliwości na kruche pękanie, regulowanej wielkości ziarna czy podatności na kształtowanie są wyższe niż dla stali podstawowych, co wymusza większą staranność podczas produkcji.
Stale niestopowe jakościowe Przykłady stali należących do tej klasy: stale na wyroby płaskie do kształtowania na zimno; stale konstrukcyjne o zawartości P max i S max poniżej 0,045%, np.: stale o podwyższonej wytrzymałości, stale do budowy statków, stale na wyroby ocynkowane ogniowo, stale na butle gazowe, stale na kotły i zbiorniki ciśnieniowe; stale z wymaganą podatnością na odkształcenie plastyczne; stale konstrukcyjne z wymaganą minimalną zawartością Cu;
Stale niestopowe jakościowe stale do zbrojenia betonu; stale szynowe; stale automatowe; stale do ciągnienia drutu; stale do spęczania na zimno; stale sprężynowe; stale z wymaganymi własnościami magnetycznymi lub elektrycznymi; stale do produkcji blach cienkich, ocynowanych (na opakowania); stale do produkcji elektrod otulonych lub drutu spawalniczego o zawartości Pmax, i Smax większej niż 0,02%.
Stale niestopowe specjalne Stale niestopowe specjalne charakteryzują się wyższym niż stale jakościowe stopniem czystości metalurgicznej, szczególnie w zakresie zawartości wtrąceń niemetalicznych. Są one przeważnie przeznaczone do ulepszania cieplnego lub hartowania powierzchniowego. Dzięki dokładnemu doborowi składu chemicznego oraz przestrzeganiu specjalnych warunków produkcji stali i kontroli przebiegu procesów technologicznych uzyskuje się różnorodne własności przetwórcze i użytkowe stali. Często otrzymuje się równocześnie i w zawężonych granicach np. wysoką wytrzymałość lub hartowność z równocześnie dobrą ciągliwością,podatnością na kształtowanie, spawanie itp.
Stale niestopowe specjalne Stale niestopowe specjalne spełniają jeden lub więcej z niżej wymienionych warunków: a) określona udarność w stanie ulepszonym cieplnie; b) określona hartowność lub twardość powierzchniowa w stanie hartowanym i odpuszczonym lub utwardzonym powierzchniowo; c) określona mała zawartość wtrąceń niemetalicznych; d) określona maksymalna zawartość fosforu i siarki (każdy z nich): < 0,020% według analizy wytopowej, < 0,025% według analizy chemicznej wyrobu (np. walcówka przeznaczona do produkcji mocno obciążonych sprężyn, elektrod, drutu do zbrojenia opon
Stale niestopowe specjalne Przykłady stali należących do tej klasy: stale konstrukcyjne o określonej minimalnej pracy łamania próbek wzdłużnych ISO z karbem V, większej niż 27 J w temperaturze -50 C; stale konstrukcyjne przeznaczone do produkcji reaktorów jądrowych, o ograniczonej zawartości następujących pierwiastków: miedź < 0,10%, kobalt < 0,05%, wanad <0,05%; stale do ulepszania cieplnego; stale do sprężania betonu; stale do ciągnienia (drutu); stale do spęczania na zimno;
Stale niestopowe specjalne stale do nawęglania; stale utwardzalne wydzieleniowo o wymaganej zawartości węgla minimum 0,25% lub większej (w analizie wytopowej) i strukturze ferrytyczno-perlitycznej: zawierające jeden lub więcej mikrododatków stopowych, takich jak niob albo wanad, jednak ich zawartość powinna być niższa niż wartość graniczna dla stali stopowych; utwardzanie wydzieleniowe uzyskuje się zwykle przez kontrolowane chłodzenie z temperatury przeróbki plastycznej na gorąco;
Stale niestopowe specjalne stale sprężynowe; stale narzędziowe; stale o określonej przewodności elektrycznej większej niż 9 Sm/mm; stale do produkcji elektrod otulonych lub na drut spawalniczy o zawartości Pmax i Smax mniejszej niż 0,02%.
Występowanie odmiennych struktur stali, spowodowane różną zawartością węgla, silnie wpływa na ich własności mechaniczne dlatego też stal węglowa stosowana jest powszechnie przy wytwarzaniu konstrukcji oraz części urządzeń mechanicznych, wszędzie tam, gdzie jej charakterystyki są wystarczające do zastosowań.