Konstruktionsstål S235, S275, S355, S420 og egenskaber
Konstruktionsstål, også kendt som lette stål, er den mest almindelige klasse af jern og stål. Blandt de mest almindeligt anvendte kvaliteter (S235, S275, S355 og S420) er brugen af stål, mekanisk brug og kemiske komponenter.
Anvendelser i strukturelt stål
Konstruktionsstål er det mest udbredte stålmateriale sammenlignet med kvalificerede stål på grund af deres tilstrækkelige kvaliteter og lave priser. Nogle af disse strukturer bruger grunden til præference i mange forskellige industrier. Hvert år er omkring 25% af noget konstruktionsstål i verden involveret i opførelsen af bygninger. Klik for at se detaljerne i stålkonstruktionen. 2018 produktion af 37,3 millioner tons stål, mens Tyrkiet, mens Tyrkiets ståleksport i 2018 var 21,3 millioner tons.
Mekaniske ingeniører er modstandsdygtige over for høj holdbarhed eller tunge belastninger.
Nogle gange er modstandsdygtighed over for materialeslid vigtig, samtidig med at den laver vægt. Dette er tilfældet med skov- og mineudstyr. Det anbefales herefter at vende tilbage til slidstærke og højstyrke stål som Hardox og Strenx.
Korrosionsbeskyttelse af stål
Konstruktionsstål har brug for et ekstra lag af beskyttelse mod vejrforhold. Det er nemt at gennemgå atmosfærisk korrosion, dette stål er meget udbredt som belægning af stål med anti-rust belægning. For en permanent belægning skal metaloverfladen være forbehandlet (kemisk ætsning eller fosfatering) og forudset (blæsning, vask eller aftørring). Denne proces balancerer sandblæsning og maling. Stålmaterialet, der føres gennem blæsemalermaskinerne, renses fra overfladen af tynde stålkugler. Stål har en levetid på mindst 30 år mod korrosion. Ud over dette kan en varmgalvaniseret belægningsmetode også bruges til en længere levetid end korrosion. Varmgalvaniseringsmetode er den anden foretrukne metode til korrosionsbeskyttelse til ikke-genmaling af overfladen af det galvaniserede materiale.
Korrosion finder vej på trods af malingen og tærer stålet.
En anden holdbar måde at beskytte konstruktionsstål mod korrosion er varmgalvanisering. Kvaliteten og anvendeligheden af zinkbelægningen afhænger af stålets kemiske sammensætning – procentdelen af fosfor (P) og silicium (Si) er afgørende:
Si + 2,5P <0,05% = 1. klasses kvalitet
0,05% iSi + 2,5P≤0,15% = dårligt resultat (Sandelin-område)
0,15% <Si + 2.5P <0.25% = 2nd class quality
0,25% <Si + 2.5P = poor result
Under mere hårde forhold, for eksempel i havne, anbefales det i stedet at bruge rustfrit stål.
Konstruktionsstål mekaniske egenskaber
Konstruktionsstål mekaniske egenskaber | Trækstyrke, Rm, MPa (N / mm2) | 0,2% flydespænding, Rp0, 2min, (MPa) | Brinell hårdhed, HB max |
S235 | 360 – 510 | 235 | 100 – 154 |
S275 | 370 – 530 | 275 | 121 – 163 |
S355 | 470 – 630 | 355 | 146 – 187 |
S420 | 480 – 620 | 420 | 143 – 184 |
Hvis du ikke kender materialernes forskellige mekaniske egenskaber, kan du se tabellen. Konstruktionsstålnavnet er flydespændingen på 235 eller 355. Angiver den maksimale belastning i MPa, som ikke ender med plastisk deformation. Tryk over denne værdi vil permanent deformere metallet. For S235 stål er denne værdi 235 MPa. Alt nedenfor forårsager deformation, hvilket betyder, at dine detaljer kan genvinde deres oprindelige form efter at have løftet lasten.
Trækstyrke refererer til den maksimale belastning, før metallet går i stykker. Hvis vi fortsætter med S235-eksemplet, er denne værdi et sted mellem 360… 510 MPa. Selvom den er væsentligt højere end flydespændingen, bør du overveje flydespændingsværdien, når du vælger det rigtige materiale til dine forhold. Dette skyldes, at overskridelse af trækstyrken betyder forringelse, mens overskridelse af flydespændingen kun resulterer i deformation.
Tabellen med strukturelle stålegenskaber viser, at stigningen i antallet af overfladearealer af højere kvalitet betyder højere styrke. S235 og S355 stål er de mest populære blandt dem, der præsenteres her, fordi de opfylder de fleste behov. S275 vil ikke finde meget brug og kan være sværere at finde. S420 er velegnet, når man leder efter højere styrke, men er muligvis ikke let tilgængelig fra alle producenter. Det kan findes med specialordrer specielt til producenter som Erdemir. Det er ikke en af den kommercielle kvalitet.
Hårdhedsmålinger af alle konstruktionsstål er ret lave. Om nødvendigt kan disse værdier forbedres ved hærdning. Naturligvis vil hærdning forårsage både omkostninger og tidstab. I dette tilfælde skal svejset stål vælges i henhold til det sted, der skal bruges, og bør foretrækkes i betragtning af st 37 eller st 52 forskel.
st 37 eller st 52 forskel
St 37 og St 52 stålklassificering og slagfasthed
Du kan finde forskellige bogstaver før og efter de tal, vi forklarede tidligere. Konstruktionsstål har et S, som repræsenterer konstruktionsstål som en foreløbig struktur. Der er flere alternativer til forskellige anvendelser (f.eks. P til trykbeholderstål). P-gruppestål omtales generelt som trykbeholderstål eller kedelstål. De er højtemperaturbestandige stål udover høje styrkeværdier.
Ferritiske stål ændrer deres adfærd med temperaturen. De bliver mere sprøde ved lavere temperaturer og lidt mere duktile ved højere temperaturer. Disse og lignende forhold bør tages i betragtning, når det er nødvendigt. Om vinteren kan en struktur, der står udenfor ved -20 ° C, blive skør ved et mindre uheld og forårsage brud på stål. Derfor bør du vælge et stål, der har den rette slagfasthed og er velegnet til de rette klimatiske forhold.
Slagfasthed | Temperatur | ||
Indvirkningskode | Test strøm | Temperaturkode | Test temperatur |
J | 27 J | R | +20 °C |
K | 40 J | 0 | 0 °C |
L | 60 J | 2 | -20 °C |
S235JR og S235L2 opfører sig anderledes, når de står over for pulser. J angiver, at den maksimalt kan rammes med 27 Joule, K 40 Joule og L 60 Joule. R betyder, at minimumstemperaturen for denne kapacitet er ved stuetemperatur (20 ° C), 0 er 0 ° C og 2 er -20 ° C. Derfor kan S235JR kun modtage 27 Joule ved stuetemperatur, mens S235L2 kan modtage 60 Joule ved -20 ° C. Følgende video om Charpy-stødtesten er godt illustreret.
Når du støder på et stål med et navn som S235J0 + N, normaliserer du. Normalisering er en varmebehandlingsmetode, der anvendes på stål at fortynde krystalstrukturen og give en mere ensartet kornstørrelsesfordeling. Eliminerer indre belastninger og belastninger. Dette øger stålets bearbejdelighed, holdbarhed og duktilitet uden at ofre hårdhed og styrke.
Selvom der er nogle andre tilføjelser, du kan se, begrænser vi os til de mest almindelige. Den sidste er MC. S355MC stål er termomekanisk forarbejdet og kombinerer styrke med egenskaber, der er velegnede til koldformning, såsom bøjning.
S235, S275, S355, S420 Kemisk sammensætning
sammensætning |
Kemikalieindhold% mængde | |||
S235 | S275 | S355 | S420 | |
Mangan (Mn) max | 1,60 | 1,60 | 1,60 | 1,60 |
Silicium (Si) max | 0.05 | 0.05 | 0.05 | 0.5 |
Kulstof (C) max | 0.22 | 0.25 | 0.23 | 0.12 |
Fosfor(P) max | 0.05 | 0.04 | 0.05 | 0.025 |
Svovl (S) max | 0.05 | 0.05 | 0.05 | 0.015 |
Den nøjagtige kemiske sammensætning vil variere afhængigt af den nødvendige styrke. For eksempel vil stærkere konstruktionsstål (f.eks. S355W), som skal være vejrbestandigt, have en lidt anderledes kemi end standard S355.
Selvom kemien er næsten den samme, bestemmer kombinationen af forskellige produktionsprocesser (valsning, varmebehandling og køling) den ultimative styrke. For eksempel, jo mere stål der rulles, jo stærkere bliver det.
Konstruktionsstål er bedre kendt, for eksempel som stålkvalitet S355. Hvert konstruktionsstål, der er nævnt i denne artikel, har dog EN-ækvivalenten. Vi vil afsløre de mest almindelige:
S235JR – EN 1.0038
S235J2 – EN 1.0117
S275JR – EN 1.0044
S275J2 – EN 1.0145
S355JR – EN 1.0045
S355J0 – EN 1.0553
S355J2 – EN 1.0577
S420M – EN 1.8827
Hvilken stålkvalitet skal du vælge?
Det afhænger virkelig af dine behov. Skal du bare laserskære nogle metaldele? Vil du bøje de afskårne ståldele senere? Hvilken slags belægning er nødvendig for korrosion? Hvilken slags last bærer den? Hvor bruges det?
Kort sagt koster et bedre materiale mere. Ved samlinger er det bedst at holde forskellige mængder materiale på et minimum, da eventuelle installationsomkostninger ellers tillægges den endelige pris.
Den mest almindelige metode til stålvalg er flydespænding. Dit behov kan beregnes ved hjælp af strukturanalyse. En nem måde at gøre dette på er at bruge simuleringsmulighederne i de fleste 3D CAD-programmer. I det mindste skal de kritiske punkter stadig kontrolleres ved manuel beregning for at sikre, at størrelsesordenen er korrekt.
Ikke alt kommer i alle størrelser og tykkelser. Og alt er udsolgt. Koldvalsede plader Du får varmvalsede plader op til 3 mm. Koldvalsede har fordelen af en mere ensartet struktur. S355MC giver ensartet konstruktion og gode bøjningsegenskaber, hvis din struktur kræver stål tykkere end 3 mm.
Hvis du spørger S235, undrer du dig måske over, hvorfor 2 producenter tilbyder ”det samme materiale” til meget forskellige priser. Nogen kan tilbyde dig mere kvalitet. Sørg for, at du ved præcis, hvad du får, ved at spørge præcist, hvilket metal der bliver brugt. Hvis du har brug for kvalitet, spørg om detaljer, kemisk analyse. Hvis du har brug for en lav pris, er det det, vi alle leder efter 🙂 undersøg eller spørg os.