Oceľ je zliatina železa, uhlíka a ďalších legujúcich prvkov. Je základným materiálom vo väčšine druhov odvetví. Patrí medzi najpredávanejší a najbežnejší materiál. Používa sa na výrobu bežného hutníckeho materiálu. Oceľ rozdeľujeme podľa stupňa legovania, tzn. podľa množstva uhlíka a ďalších zušľachťujúcich prvkov, ďalej ju delíme do tried.
Legované a nelegované ocele
Legované ocele – legovanie ocele je proces, pri ktorom sa do ocele pridávajú iné prvky či kovy, vďaka ktorým dôjde k zmene vlastností a kvality materiálu. Obsah legujúcich prvkov je v tomto prípade nižší ako 5%. Tieto ocele majú podobné vlastnosti ako ocele nelegované. Sú vhodné na tepelné spracovanie, ktoré ovplyvňuje mechanické schopnosti. So stúpajúcim obsahom uhlíka stúpa aj tvrdosť po kalení – a to až do obsahu 0,85 hm. % C. S vyšším obsahom uhlíka sa tvrdosť už nezvyšuje. Obsah uhlíka má však vplyv na pevnosť ocele. Čím vyšší obsah, tým je oceľ pevnejšia.
Vysoko legované ocele – obsah legujúcich prvkov je vyšší ako 5%. Kombináciou legujúcich prvkov sa dosahujú požadované fyzikálne, chemické a mechanické vlastnosti.
Nelegované (uhlíkové) ocele – obsah legujúcich prvkov je nižší ako – obvykle je maximálny hmotnostný podiel okolo 2%. S týmto obsahom prvkov (%): 0,9 Mn, 0,5 Si, 0,3 Cr, 0,5 Ni, 0,3 Cu, 0,2 W, 0,2 Co, ostatné, tj Mo, V , Tí, Al, Nb, Zr a Pb, jednotlivo 0,1.
Mechanické vlastnosti týchto ocelí je možné upravovať tepelným (žíhanie, kalenie, popúšťanie), tepelno-mechanickým a tepelne chemickým (cementácia, nitridácia) spracovaním.
Rozdelenie ocelí do tried
Ocele na tvarovanie sa označujú číselne a toto označenie sa skladá zo základnej číselnej značky a doplnkového čísla oddeleného bodkou.
Základná číselná značka je päťmiestne číslo, označujúce základný materiál.
Prvá číslica v základnej značke je 1 a označuje tvárnenú oceľ.
Druhá číslica v spojení s prvou označuje triedu ocele.
Tretia a štvrtá číslica majú rôzny význam podľa triedy ocele.
Doplnkové číslo má jednu alebo dve doplnkové číslice.
Triedy
Trieda 10
Ocele s nezaručenými vlastnosťami, preto sa v strojárstve bežne nepoužívajú
Trieda 11
Konštrukčné ocele uhlíkové, používajú sa najčastejšie zo všetkých ocelí.
11110, 11140 – takzvané automatové ocele. Sú ľahko obrobiteľné, preto sa z nich vyrábajú skrutky, matice, kolíky a iné drobné súčasti v hromadnej výrobe
11343, 11373 – z týchto ocelí sa obvykle vyrábajú valcované profily (U, I, L)
11500 – najbežnejšia oceľ na sústruženie menej namáhaných súčastí z guľatiny (hriadele, čapy), je v podstate nezvariteľná
11600, 11700 – oceľ pre viac zaťažené strojné súčasti, dá sa kaliť a zušľachťovať, je nezvariteľná
11523 – najbežnejšia oceľ pre zvárané konštrukcie, (plechy, guľatiny) zaručená zvariteľnosť
Trieda 12
Konštrukčná oceľ uhlíková ušľachtilá
12020 – oceľ s malým obsahom uhlíka vhodná na cementovanie, zaručená zvariteľnosť
12050, 12060 – ocele s veľkým obsahom uhlíka na zušľachťovanie, ťažká zvariteľnosť
Trieda 13
Konštrukčné ocele nízkolegované (Mn), používajú sa už málo (13220, 13240)
Trieda 14
Konštrukčné ocele nízkolegované (Cr)
14220 typická oceľ pre výroby ozubených kolies, má nízky obsah uhlíka, vhodná na cementovanie
Trieda 15
Konštrukčné ocele nízkolegované (Cr, Mo), sú to obvykle ocele na zušľachťovanie s vysokou pevnosťou alebo ocele žiaropevné
15230 – oceľ na zušľachťovanie pre veľmi namáhané súčasti
Trieda 16
Konštrukčné ocele strednej legovanej (Ni, Cr). Sú to najkvalitnejšie a najpevnejšie ocele na zušľachťovanie (16240) s vyššou cenou.
Trieda 17
Konštrukčné ocele vysoko legované (Cr a ďalšie). Patria sem nehrdzavejúce ocele (nerezy), žiaruvzdorné a žiarupevné druhy ocele. Sú veľmi drahé. Niektoré sú nemagnetické (austenitické ocele).
Trieda 18
Práškové kovy a zváracie elektródy
Trieda 19
Nástrojové ocele
Najpoužívanejšie akosti ocele podľa STN
Akosť ČSN 11373 (Oceľ S235 JRG 1, Fe360B, ozn. W nr. 1.0036)
Neušľachtilá konštrukčná oceľ obvyklej akosti vhodná na zváranie. Súčasti konštrukcií a strojov menších hrúbok, aj tavne zvárané, namáhané staticky aj mierne dynamicky. Vhodná na zváranie.
Akosť ČSN 11523 (Oceľ S355J2G3, St 52-3 U, Fe 510, ozn. W nr. 1.0547, 1.0553, 1.0554, 1.0570)
Najbežnejšie používané konštrukčné ocele s minimálnou medzou klzu 355 MPa a zaručenou zvariteľnosťou, s použitím pre nenáročné oceľové konštrukcie mostov, hál, časti koľajových a motorových vozidiel atď. Nelegovaná konštrukčná jemnozrnná akostná oceľ vhodná na zváranie.
Akosť ČSN 10142 (Oceľ DX51D, ozn. W nr. 1.0226) - je hlbokoťažná oceľ vhodná na pozinkovanie. Používa sa na výrobu pozinkovaných produktov a plechov.
Akosť ČSN 11321 (Oceľ DC01, Cr 01, ozn. W nr 1.00330)
Oceľ nelegovaná, akostná, vhodná na tvarovanie (valcovanie) za studena, na stredne hlboké ťahanie, lakovanie, pokovovanie v tavenine, potlač a smaltovanie – len pri neupokojenej oceli. Využíva sa na výrobu plechov valcovaných za studena. Zvariteľnosť zaručená v závislosti na rozmeroch polotovaru.
Akosť ČSN 10216-1 (Oceľ P235TR2) - špecifický druh ocele, ktorá sa používa na výrobu bezšvíkových rúrok na tlakové účely. Bežne sa nevyužíva v strojárstve.
Akosť ČSN 10255 (Oceľ S195, W nr. 1.0026) - nelegovaná oceľ využívajúca sa na výrobu kruhových bezšvíkových rúrok alebo pozdĺžnych zváraných.
Akosť ČSN 20139 (Oceľ B500A) - rebierková akostná oceľ, ktorá sa používa na výstuž do betónu, predovšetkým na výrobu kari sietí.
Akosť ČSN 20139 (Oceľ B500B) - rebierková akostná oceľ, ktorá sa používa na výstuž do betónu, predovšetkým na výrobu tyčí (roxorov) a kari sietí.
Akosť DIN 17775 (Oceľ ST45.8, W nr. 1.0405) - žiarupevná oceľ, ktorá sa používa na výrobu bezšvíkových rúrok pre tlakové nádoby a zariadenia odolné vyšším teplotám.
Ďalšie kvality ocele podľa STN
Akosť ČSN 11109 (Oceľ 11SMn30, ozn. W nr. 1.0715)
Oceľ automatová. Oceľ je veľmi dobre obrobiteľná a drsnosť plôch po obrobení je dobrá. Výrobky valcované za tepla sa používajú iba na ťahanie za studena alebo v skrutkárňach na výrobu spojovacích súčastí.
Akosť ČSN 11343 (Oceľ S235 JRG 1, ozn. W nr 1.0028, 1.0036)
Neušľachtilá bežná konštrukčná oceľ. Vhodná na súčasti konštrukcií a strojov menších hrúbok, tavne zvárané namáhané staticky, popr. aj mierne dynamicky.
Akosť ČSN 11353 (ozn. W nr. 1.0254)
Oceľ jednoúčelová na výrobu bezšvíkových rúrok, vhodná na rúrkové konštrukcie staticky namáhaných súčastí (i zvárané), potrubia pre vedenie oleja, nafty, vody, pary, vzduchu, plynu, na spojovacie súčasti potrubia a pod. Zvariteľnosť zaručená v závislosti na hrúbke polotovaru.
Akosť ČSN 11375 (Oceľ S235 JR, S235 JRG 2, Rst 37-2, Fe360B, ozn. W nr. 1.0039)
Neušľachtilá konštrukčná oceľ obvyklej akosti vhodná na zváranie. Súčasti konštrukcií a strojov stredných hrúbok tavne zvárané, namáhané staticky aj dynamicky. Súčasti vyrábané z plechov, pozdĺžne zváraných dutých profilov a súčasti kované pre tepelné energetické zariadenia a tlakové nádoby pracujúce s obmedzeným pretlakom a teplotou do 300 °C.
Akosť ČSN 11378 (Oceľ S235 J2G3, St 37-3 U, Fe360C, ozn. W nr. 1.0114)
Najbežnejšie používané konštrukčné ocele s minimálnou medzou klzu 235 MPa a zaručenou zvariteľnosťou, s použitím pre nenáročné oceľové konštrukcie mostov, hál, časti koľajových a motorových vozidiel atď. Oceľ nelegovaná, akostná, jemnozrnná, konštrukčná.
Akosť ČSN 11416 (Oceľ P265GH, F 5-8, ozn. W nr. 1.0425)
Neušľachtilá, nízkouhlíková, nelegovaná oceľ, pre vyššie teploty a žiarupevná. Na súčasti kotlov a tlakových nádob. Zvariteľnosť zaručená.
Akosť ČSN 11443 (Oceľ S275JR, St 44-2, Fe 430B, ozn. W nr. 1.0044, 1.0128, 1.0149)
Akosť ČSN 11500 (Oceľ E295, St 50-2, Fe 490, ozn. W nr. 1.0050)
Neušľachtilá konštrukčná oceľ, obvyklej kvality s vyšším obsahom uhlíka. Čiastočne lisovateľná oceľ vhodná na strojné súčasti namáhané staticky aj dynamicky, pri ktorých sa nevyžaduje zvariteľnosť. Zvariteľnosť obtiažna.
Akosť ČSN 11503 (Oceľ P355NL1, Fe 510D, ozn. W nr. 1.0566, 1.0570, 1.0576, 1.0577)
Nelegovaná konštrukčná jemnozrnná akostná oceľ pre znížené atmosférické teploty pod -20 °C vhodná na zváranie. Súčasti zariadení pracujúcich pri teplotách +400 °C až -50 °C vyrobených z plechov so zaručenou hodnotou skúšky razom v ohybe až do -50 °C
Akosť ČSN 11600 (Oceľ E335, St 60-2, Fe 590, ozn. W nr. 1.0060)
Neušľachtilá konštrukčná oceľ obvyklej akosti s vyšším obsahom uhlíka. Vhodná na strojné súčasti namáhané staticky aj dynamicky, pri ktorých sa nevyžaduje zvariteľnosť.
Akosť ČSN 11700 (Oceľ E360, St 70-2, Fe 690, ozn. W nr. 1.0070)
Neušľachtilá konštrukčná oceľ obvyklej akosti s vyšším obsahom uhlíka. Vhodná na strojové súčasti s väčšou odolnosťou proti namáhaniu a odolnosťou proti opotrebovaniu, pri ktorých sa nevyžaduje zvariteľnosť.
Akosť ČSN 12050 (Oceľ C45, C60E4, ozn. W nr. 1.0503) - vhodná na zušľachťovanie, kaliteľná. Ide o stredne uhlíkovú oceľ, používanú tam, kde je požadovaná väčšia pevnosť a tvrdosť ako v stave „valcovanom“. Vyznačuje sa rozmerovou presnosťou, rovinnosťou spojenou s minimálnym opotrebením pri vysokorýchlostných aplikáciách. Zvariteľnosť obtiažna.
Akosť ČSN 12060 (Oceľ C55, C55E4, ozn. W nr. 1.1203) - oceľ s vyšším obsahom uhlíka (0,55%) pre vyššiu pevnosť ako nízkouhlíkové ocele. Je vhodná na zušľachťovanie a kalenie. Konštrukčná oceľ nelegovaná, akostná na zušľachťovanie. Zvariteľnosť obtiažna.
Akosť ČSN 12061 (Oceľ C60, 60, ozn. W nr. 1.0601)
Konštrukčná oceľ nelegovaná, akostná na zušľachťovanie. Zvariteľnosť obtiažna.
Akosť ČSN 12081 (Oceľ C75, ozn. W nr. 1.1248, 1.1249) - oceľ uhlíková na pružiny. Vhodná pre pásy a pruhy valcované za studena, pre tvarové, najmä ťažné pružiny a pružné elementy, poisťovacie spony a poistné krúžky.
Akosť ČSN 14260 - oceľ je vhodná na zušľachťovanie. Nízkolegovaná oceľ obsahujúca kremík. S dobrou húževnatosťou a pružnosťou. Dobre tvárna za tepla, v stave žíhanom namäkko dobre obrobiteľná. Zvariteľnosť obtiažna.
Akosť ČSN 19421.3 (107CrV3, ozn. W nr. 1.2210)
Oceľ Cr-V, nízkolegovaná, nástrojová na prácu za studena. Dobrá húževnatosť, ťažšia tvárnosť za tepla, dobrá obrobiteľnosť. Zvariteľnosť obtiažna.