Konstrukční ocel - vlastnosti, typy a použití

Jak vybrat ocel pro správné konstrukční prvky?

Pro výběr správného materiálu pro konstrukční prvky je třeba dodržovat stanovené postupy. Výběr oceli by měl probíhat podle následujících kroků:

• analýza provozních podmínek a požadavků na vlastnosti konstrukčního prvku
• určení rozložení požadovaných vlastností na povrchu součásti a v jejím jádře
• vyhodnocení způsobu výroby součásti
• určení skupiny a třídy oceli.

V případě potřeby je třeba zvážit také způsob tepelného zpracování, např. způsob kalení, volbu chladicího média, teplotní rozsah, určení koncentrace uhlíku v oceli a volbu parametrů popouštění.

Při výběru ocelí pro navrhované konstrukce by se vždy měly používat normy a tabulky. Tyto materiály obsahují všechny podstatné informace a zajišťují správnost návrhu.

Legované konstrukční oceli?

Konstrukční legované oceli se nejčastěji používají ve stavebnictví a pro součásti strojů a zařízení, které pracují při pokojové teplotě nebo vyšší teplotě do 300 °C v prostředí s nízkou korozí. Legované oceli jsou díky svým legujícím prvkům určeny pro konstrukční díly vystavené vysokým statickým a dynamickým zatížením. Základním kritériem pro výběr ocelí jsou jejich mechanické vlastnosti, zejména meze kluzu a pevnosti. Pokud není v konstrukci přípustná plastická deformace, stává se kritériem výběru mez pružnosti. Pokud je konstrukce vystavena únavovému zatížení, bere konstruktér jako kritérium mez únavy. Dalším kritériem pro výběr oceli jsou vlastnosti stanovené metodami lomové mechaniky a také odolnost proti opotřebení.

Chemické složení

Chemické složení do značné míry určuje vlastnosti oceli. Obsah jednotlivých prvků do značné míry ovlivňuje kalitelnost oceli, která je základním kritériem používaným při výběru oceli pro konstrukční prvky. Zvláštní význam zde mají Mn, Cr, Si, Ni nebo Mo. Důležitou roli hrají karbidotvorné prvky, tj. Cr, V, Mo nebo W, které přispívají k tvorbě karbidů a tím zvyšují tvrdost, odolnost proti opotřebení, ovlivňují tvorbu jemnozrnných struktur a tím zlepšují mechanické a technologické vlastnosti. Nejpříznivějších vlastností konstrukční oceli se dosahuje po operacích tepelného zpracování, obvykle po kalení a popouštění.

Nelegované konstrukční oceli

Nelegované konstrukční oceli se velmi často používají ve stavebnictví a v obecných aplikacích pro lehce namáhané součásti. Tyto součásti se často spojují svařováním, šroubováním nebo nýtováním. Obvykle se tyto oceli dodávají ve stavu tvářeném za tepla, ve formě dlouhých a plochých výrobků po válcování za tepla, mimo jiné ve formě tlustých nebo tenkých plechů, tyčí, profilů nebo pásů. Mechanické vlastnosti těchto ocelí závisí na chemickém složení a také na tloušťce ocelového výrobku. Tyto oceli obsahují základní chemické prvky, jako je uhlík, mangan, někdy křemík a P, S a N. Nejdůležitější hodnotou pro určení mechanických vlastností je minimální mez kluzu udávaná v MPa, jejíž hodnota se uvádí za písmenem "S" pro označení konstrukční oceli, např. S235, S355.

Ve stavebnictví se často používají nelegované konstrukční oceli ve formě kruhových, čtvercových a obdélníkových dutých profilů s tloušťkou stěny do 65 mm, a to jak bezešvé, tak svařované.