Triedy a vlastnosti ocele
Aké sú rôzne typy ocele?
Buena Vista Images/Stone/Getty Images
Podľa Svetovej asociácie ocele existuje viac ako 3 500 rôznych druhov ocele oceľ zahŕňajúce jedinečné fyzikálne, chemické a environmentálne vlastnosti.
Oceľ sa v podstate skladá zo železa a uhlíka, aj keď je to množstvo uhlíka, ako aj úroveň nečistôt a ďalších legujúcich prvkov, ktoré určujú vlastnosti každej triedy ocele.
Obsah uhlíka v oceli sa môže pohybovať od 0,1 % do 1,5 %, ale najpoužívanejšie druhy ocele obsahujú iba 0,1 % – 0,25 % uhlíka. Prvky ako napr mangán , fosfor a síra sa nachádzajú vo všetkých druhoch ocele, ale zatiaľ čo mangán má priaznivé účinky, fosfor a síra sú škodlivé pre pevnosť a trvanlivosť ocele.
Rôzne druhy ocelí sa vyrábajú podľa vlastností požadovaných na ich aplikáciu a na rozlíšenie ocelí na základe týchto vlastností sa používajú rôzne systémy triedenia.
Oceľ možno podľa chemického zloženia rozdeliť do štyroch skupín:
- Uhlíkové ocele
- Legované ocele
- Nehrdzavejúce ocele
- Nástrojové ocele
V tabuľke nižšie sú uvedené typické vlastnosti ocelí pri izbovej teplote (25°C). Široké rozsahy pevnosti v ťahu, medze klzu a tvrdosti sú do značnej miery spôsobené rôznymi podmienkami tepelného spracovania.
Uhlíkové ocele
Uhlíkové ocele obsahujú stopové množstvá legujúcich prvkov a tvoria 90 % celkovej výroby ocele. Uhlíkové ocele možno ďalej kategorizovať do troch skupín v závislosti od obsahu uhlíka:
- Nízkouhlíkové ocele/mäkké ocele obsahujú až 0,3 % uhlíka
- Stredne uhlíkové ocele obsahujú 0,3-0,6% uhlíka
- Ocele s vysokým obsahom uhlíka obsahujú viac ako 0,6 % uhlíka
Legované ocele
Legované ocele obsahujú legujúce prvky (napr. mangán, kremík, nikel, titán, meď, chróm a hliník) v rôznych pomeroch s cieľom manipulovať s vlastnosťami ocele, ako je jej kaliteľnosť, odolnosť proti korózii, pevnosť, tvárnosť, zvárateľnosť alebo ťažnosť. Aplikácie pre legovanú oceľ zahŕňajú potrubia, automobilové diely, transformátory, elektrické generátory a elektromotory.
Nehrdzavejúce ocele
Nehrdzavejúce ocele vo všeobecnosti obsahujú medzi 10-20% chrómu ako hlavný legujúci prvok a sú cenené pre vysokú odolnosť proti korózii. S viac ako 11 % chrómu je oceľ asi 200-krát odolnejšia voči korózii ako mäkká oceľ. Tieto ocele možno rozdeliť do troch skupín na základe ich kryštalickej štruktúry:
- Austenitické: Austenitické ocele sú nemagnetické a tepelne nespracovateľné a vo všeobecnosti obsahujú 18 % chrómu, 8 % niklu a menej ako 0,8 % uhlíka. Austenitické ocele tvoria najväčšiu časť globálneho trhu s nehrdzavejúcou oceľou a často sa používajú v zariadeniach na spracovanie potravín, kuchynskom náradí a potrubí.
- Feritické: Feritické ocele obsahujú stopové množstvá niklu, 12-17% chrómu, menej ako 0,1% uhlíka spolu s ďalšími legovacími prvkami, ako je molybdén, hliník alebo titán. Tieto magnetické ocele sa nedajú kaliť tepelné spracovanie ale dá sa spevniť opracovaním za studena.
- Martenzitické: Martenzitické ocele obsahujú 11-17% chrómu, menej ako 0,4% niklu a až 1,2% uhlíka. Tieto magnetické a tepelne spracovateľné ocele sa používajú v nožoch, rezných nástrojoch, ako aj v zubných a chirurgických zariadeniach.
Nástrojové ocele
Nástrojové ocele obsahujú volfrám , molybdén, kobalt a vanád v rôznych množstvách na zvýšenie tepelnej odolnosti a trvanlivosti, vďaka čomu sú ideálne pre rezacie a vŕtacie zariadenia.
Oceľové výrobky môžu byť tiež rozdelené podľa ich tvarov a súvisiacich aplikácií:
- Dlhé/rúrkové produkty zahŕňajú tyče a prúty, koľajnice, drôty, uholníky, rúry a tvary a profily. Tieto produkty sa bežne používajú v automobilovom a stavebnom sektore.
- Ploché produkty zahŕňajú dosky, plechy, zvitky a pásy. Tieto materiály sa používajú hlavne v automobilových súčiastkach, zariadeniach, obaloch, stavbe lodí a stavebníctve.
- Ostatné produkty zahŕňajú ventily, armatúry a príruby a používajú sa hlavne ako potrubné materiály.