Stal – przyszłościowy materiał z tradycją
Stal to materiał o doskonałych właściwościach i możliwościach, stanowiący dzięki temu unikalny surowiec. Intensywne i jak dotąd bezskuteczne poszukiwania alternatywnych materiałów o podobnych właściwościach świadczą o potencjale tego tradycyjnego materiału.
W tym artykule podsumowaliśmy nasze wieloletnie doświadczenie i naszą aktualną wiedzę na temat specyficznej obróbki i parametrów podczas obróbki stali, w szczególności stali konstrukcyjnej, węglowej, narzędziowej, stali do nawęglania oraz innych stali niestopowych.
Stal w skrócie
Historia stali sięga 2000 roku p.n.e. Już wtedy wykryto pierwsze proste materiały żelazne. W starożytności i średniowieczu rudę wytapiano w piecach szybowych w bardzo wysokich temperaturach, tak że nie ulegała topnieniu.
W XIV wieku zbudowano w Europie pierwsze wielkie piece opalane węglem drzewnym, które umożliwiły topienie żelaza. Powstałe żeliwo było kruche i nieobrabialne ze względu na wysoką zawartość węgla.
W 1784 Henry Cort opracował proces pudlingowania. W procesie tym stopiona surówka była doprowadzana do kontaktu z powietrzem poprzez ręczne mieszanie w celu oddzielenia z materiału składników, takich jak węgiel, siarka lub fosfor. Proces ten umożliwił wytworzenie obrabialnej i elastycznej surowej stali, zwanej również żelazem pudlarskim.
Stal odgrywała coraz większą rolę w XIX wieku. O ile wynalezienie maszyny parowej umożliwiło transport ciężkich ładunków, o tyle górnictwo węgla kamiennego dostarczyło koksu potrzebnego do produkcji stali.
Jakie są rodzaje stali?
Najliczniejszą grupę stali tworzą stale konstrukcyjne. Są one również określane jako ogólna stal budowlana, stal zwykła, stal konstrukcyjna, natomiast w języku angielskim stosuje się pojęcie structural steel. Grupa ta odpowiada za ponad 90% całej produkcji stali. Obejmuje niestopowe stale konstrukcyjne, a także drobnoziarniste i odporne na warunki atmosferyczne stale konstrukcyjne.
W niektórych przypadkach do stali konstrukcyjnych przypisuje się również odporne na korozję stale nierdzewne (INOX), ponieważ są one wykorzystywane do wykonywania konstrukcji podobnych do tych wykonanych z wyżej wymienionych gatunków stali.
Jakie możliwości obróbki zapewnia stal konstrukcyjna?
Stal charakteryzuje się w szczególności tym, że może być obrabiana nie tylko w sposób zautomatyzowany, ale także przy użyciu narzędzi odręcznych, dzięki czemu można ją poddawać obróbce także poza specjalistycznymi zakładami do produkcji konstrukcji, pojazdów, kontenerów, urządzeń i wielu innych. Stal można obrabiać na wiele sposobów:
- Obróbka plastyczna: gięcie, ściskanie, rozciąganie i wyciskanie
- Cięcie: szlifowanie, piłowanie, cięcie, cięcie płomieniowe i plazmowe
- Obróbka: wiercenie, toczenie, frezowanie, szlifowanie, piłowanie
- Łączenie: spawanie, skręcanie, nitowanie
- Obróbka powierzchni: szlifowanie, polerowanie, szczotkowanie, wytłaczanie, grawerowanie, znakowanie laserowe
- Procesy udoskonalania powierzchni: powlekanie, lakierowanie
- Zmiana właściwości: wyżarzanie, ulepszanie cieplne
Jakie są możliwe zastosowania stali konstrukcyjnej?
Stale konstrukcyjne są dostępne w handlu jako blachy walcowane na gorąco lub na zimno, ciągnione, pręty, profile lub rury. Ze względu na swoje właściwości materiałowe oraz doskonałą obrabialność i spawalność znajdują zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu, m.in.:
- konstrukcje stalowe i ślusarstwo
- produkcja maszyn i urządzeń
- budowa urządzeń i zbiorników
- architektura i budownictwo
- stocznie i technologia offshore
- motoryzacja
- budowa rur i rurociągów
Dlaczego stal konstrukcyjna jest stosowana tak często?
Granica plastyczności, odkształcalność, przydatność do spawania i skrawalność to główne kryteria stosowania stali konstrukcyjnej. Najlepiej sprzedającą się stalą jest stal zwykła lub niestopowa konstrukcyjna. To dlatego, że:
- jej właściwości są odpowiednie do większości zastosowań,
- jest korzystna pod względem kosztów,
- ma bardzo dobre właściwości skrawające i spawalnicze,
- z wielu wariantów stopu można wybrać gatunek o indywidualnie wymaganych właściwościach obróbczych,
- dostępny jest duży wybór w większości standaryzowanych półfabrykatów.
Przegląd
Od czasu pojawienia się Wieży Eiffla na wystawie światowej w 1889 r. produkcja stali stale rosła. Procesy produkcyjne ewoluowały na przestrzeni lat, tak że obecnie istnieje już ponad 2500 znormalizowanych gatunków stali, które są wykorzystywane w wielu różnych obszarach. Z biegiem lat stal wcale nie straciła na znaczeniu.
Stal jest również doskonała z ekologicznego punktu widzenia, ponieważ może być poddawana recyklingowi w nieskończoność, prawie bez utraty jakości. Po zużyciu złom można zebrać według rodzaju, przetopić i przetworzyć na nowy materiał.
