Stal węglowa stanowi obecnie około 90% światowej produkcji stali na całym świecie i jest wyjątkowo ceniona za swoje właściwości. Materiał ten może mieć wiele odmian – zależnie od proporcji żelaza i węgla oraz stosowanych dodatków. To one decydują o konkretnych właściwościach stopu.

Rodzaje stali węglowych

Stal węglowa swoją nazwę zawdzięcza zawartości węgla w stopie. Jego ilość procentowa nie może przeważać 2,11% składu, bowiem powyżej tej granicy stal przekształca się w żeliwo. Pomimo tej stosunkowo niewielkiej ilości, węgiel dokonuje modyfikacji, dzięki którym materiał zmienia swoje cechy. Im więcej węgla, tym stal jest twardsza, wytrzymalsza, ale też mniej plastyczna. Te właściwości decydują o konkretnym zastosowaniu. Tam, gdzie konstrukcje muszą znosić liczne naprężenia, wprawiane są w drgania i poddawane obciążeniu stosuje się bardziej elastyczne stale niskowęglowe.

Pod względem zawartości węgla stale konstrukcyjne dzieli się na:

  • niskowęglowe (do 0,25% zawartości węgla),
  • średniowęglowe (0,25–0,6%),
  • wysokowęglowe (0,6–0,9%).

Pod względem jakości wyróżnia się stale konstrukcyjne pospolitej i zwykłej jakości, stale podwyższonej jakości oraz stale specjalnego przeznaczenia. Jakość i zawartość węgla to czynniki decydujące przy wyborze odpowiedniego materiału.

Parametry stali konstrukcyjnych

Ogólnie jakość stali węglowej do celów konstrukcyjnych uzależniona jest od wspomnianej zawartości węgla, która standardowo waha się od 0,05% do 0,9%. O charakterze stali decydują też takie dodatki jak: fosfor, siarka, krzem i mangan, dodawane w procesie produkcji w celu utrzymania wysokiej temperatury surówki lub jej odtlenienia. Pierwiastki te są później usuwane w procesie świeżenia, ale część z nich pozostaje. Te śladowe ilości mają też wpływ na jakość produktu. Przykładowa dopuszczalna zawartość krzemu nie może przekraczać 0,37%, a manganu – 0,80%. Stal może też zawierać śladowe ilości miedzi (do 0,3%), chromu (do 0,10%) i niklu (do 0,15%). Ze stali konstrukcyjnej produkuje się:

  • pręty żebrowane, walcowane i kute,
  • rury bez szwu i ze szwem,
  • blachy i taśmy,
  • druty,
  • kształtowniki itp.

Własności mechaniczne to podstawowe kryterium, którym należy się kierować przy wyborze stali. Poza zawartością węgla decyduje o nich także sposób obróbki cieplnej lub na zimno oraz stopień zgniotu.